Omvänt transkriptasenzym

Omvänd transkriptas, även kallad RNA-riktad DNA-polymeras, ett enzym kodat från det genetiska materialet från retrovirus som katalyserar transkriptionen av retrovirus RNA (ribonukleinsyra) till DNA (deoxyribonukleinsyra). Denna katalyserade transkription är den omvända processen för normal cellulär transkription av DNA till RNA, därav namnen omvänt transkriptas och retrovirus. Omvänt transkriptas är centralt för den smittsamma naturen hos retrovirus, varav flera orsakar sjukdom hos människor, inklusive humant immunbristvirus (HIV), vilket orsakar förvärvat immunbristsyndrom (AIDS), och humant T-cell lymphotrofiskt virus I (HTLV-I), vilket orsakar leukemi. Omvänd transkriptas är också en grundläggande komponent i en laboratorieteknologi som kallas omvänd transkription-polymeras-kedjereaktion (RT-PCR), ett kraftfullt verktyg som används i forskning och vid diagnos av sjukdomar som cancer.

Retrovirus består av ett RNA-genom innehållande ett proteinskal som är inneslutet i ett lipidhölje. Retrovirusgenomet består vanligtvis av tre gener: den gruppspecifika antigengenen (gag), polymerasgenen (pol) och kuvertgenen (env). Pol-genen kodar de tre enzymerna - proteas, omvänt transkriptas och integras - som katalyserar stegen för retroviral infektion. När en retrovirus är inne i en värdcell (en process förmedlad av proteas) tar den över värdens genetiska transkriptionsmaskineri för att konstruera ett DNA-provirus. Denna process, omvandlingen av retroviralt RNA till proviralt DNA, katalyseras genom omvänt transkriptas och är nödvändigt för proviral DNA-infogning i värd-DNA - ett steg initierat av integras-enzymet.

Tidigare retrovirusobservationer

Under många år fanns det ett paradigm inom molekylärbiologi känd som "centrala dogmen." Detta hävdade att DNA först transkriberas till RNA, RNA översätts till aminosyror och aminosyror samlas i långa kedjor, kallade polypeptider, som utgör proteiner - de funktionella enheterna i cellliv. Men medan denna centrala dogma är sant, liksom med många biologiska paradigmer, kan viktiga undantag hittas.

Den första viktiga observationen mot centrala dogmen kom i början av 1900-talet. Två danska forskare, Vilhelm Ellerman och Oluf Bang, kunde överföra leukemi till sex kycklingar i följd genom att infektera det första djuret med ett filtrerbart medel (nu känt som ett virus) och sedan infektera varje efterföljande djur med blod från föregående fågel. Då förstås endast påtagliga maligna tumörer vara cancer. Därför var denna observation inte kopplad till en viral-inducerad malignitet eftersom leukemi då inte var känd för att vara en cancer. (Vid den tiden ansågs leukemi vara ett resultat av någon form av bakteriell infektion.)

År 1911 rapporterade den amerikanska patologen Peyton Rous, som arbetade vid Rockefeller Institute for Medical Research (nu Rockefeller University) att friska kycklingar utvecklade maligna sarkom (cancer i bindväv) när de smittades med tumörceller från andra kycklingar. Rous undersökte tumörcellerna ytterligare, och från dem isolerade han ett virus, som senare kallades Rous-sarkomvirus (RSV). Men begreppet smittsam cancer gav lite stöd, och, oförmögen att isolera virus från andra cancerformer, övergav Rous arbetet 1915 och återvände inte till det förrän 1934. Tio år senare insåg betydelsen av hans upptäckter, och 1966— mer än 55 år efter sitt första experiment, 87 år gammal - Rous tilldelades Nobelpriset för fysiologi eller medicin för sin upptäckt av tumörframkallande virus.