Käänteistranskriptaasi, jota kutsutaan myös RNA-suunnattuksi DNA-polymeraasiksi, retrovirusten geenimateriaalista koodattu entsyymi, joka katalysoi retroviruksen RNA: n (ribonukleiinihappo) transkriptiota DNA: ksi (deoksiribonukleiinihappo). Tämä katalysoitu transkriptio on käänteinen prosessi normaalista solun transkriptiosta DNA: ksi RNA: ksi, tästä syystä nimet käänteistranskriptaasi ja retrovirus. Käänteinen transkriptaasi on keskeinen osa retrovirusten tarttuvaa luonnetta, joista monet aiheuttavat ihmisille sairauksia, mukaan lukien ihmisen immuunikatovirus (HIV), joka aiheuttaa hankitun immuunikato-oireyhtymän (AIDS), ja ihmisen T-solujen lymfotrofisen viruksen I (HTLV-I), joka aiheuttaa leukemiaa. Käänteistranskriptaasi on myös perustavanlaatuinen osa laboratoriotekniikkaa, jota kutsutaan käänteiskopiointipolymeraasiketjureaktioksi (RT-PCR), tehokas työkalu, jota käytetään tutkimuksessa ja sairauksien, kuten syövän, diagnosoinnissa.
Retrovirukset koostuvat RNA-genomista, joka sisältyy proteiinikuoreen, joka on suljettu lipidikuoreen. Retrovirusgenomi koostuu tyypillisesti kolmesta geenistä: ryhmäspesifinen antigeenigeeni (gag), polymeraasigeeni (pol) ja vaippageeni (env). Pol-geeni koodaa kolme entsyymiä - proteaasia, käänteistranskriptaasia ja integraasia -, jotka katalysoivat retrovirusinfektion vaiheita. Kun retrovirus on isäntäsolun sisällä (proteaasin välittämä prosessi), se ottaa vastaan isännän geneettisen transkription koneen rakentaakseen DNA-viruksen. Tätä prosessia, retrovirus-RNA: n muuttumista provviraaliseksi DNA: ksi, katalysoidaan käänteistranskriptaasilla ja se on välttämätöntä väliaikaisen DNA: n insertoimiseksi isäntä-DNA: han - vaihe, jonka aloittaa integraasientsyymi.
Varhaiset retrovirushavainnot
Molekyylibiologiassa oli olemassa paradigma monien vuosien ajan, jota kutsutaan ”keskus dogmaksi”. Tämä väitti, että DNA transkriptoidaan ensin RNA: hon, RNA muunnetaan aminohapoiksi ja aminohapot kootaan pitkiksi ketjuiksi, joita kutsutaan polypeptideiksi, jotka muodostavat proteiineja - solun elämän funktionaalisia yksiköitä. Vaikka tämä keskeinen dogma on totta, kuten monissa biologian paradigmoissakin, voidaan löytää tärkeitä poikkeuksia.
Ensimmäinen tärkeä havainto, joka vastusti keskitettyä dogmaa, tuli 1900-luvun alkupuolella. Kaksi tanskalaista tutkijaa, Vilhelm Ellerman ja Oluf Bang, pystyivät tarttumaan leukemiaan kuudelle kanalle peräkkäin infektoimalla ensimmäisen eläimen suodatettavalla aineella (tunnetaan nykyään viruksella) ja tartuttamalla sitten jokainen seuraava eläin edellisen linnun verellä. Tuolloin vain palpetoitavat pahanlaatuiset kasvaimet ymmärrettiin syöpiksi. Siksi tätä havaintoa ei ollut linkitetty viruksen aiheuttamaan pahanlaatuisuuteen, koska leukemian ei tuolloin tiedetty olevan syöpä. (Tuolloin leukemian ajateltiin johtuvan jollain tavalla bakteeri-infektiosta.)
Vuonna 1911 amerikkalainen patologi Peyton Rous, joka työskenteli Rockefeller Institute for Medical Researchissa (nykyinen Rockefeller University), kertoi, että terveillä kanoilla kehittyi pahanlaatuisia sarkoomia (sidekudosten syöpiä), kun ne saivat tartunnan muiden kanojen kasvainsoluihin. Rous tutki kasvainsoluja edelleen, ja niistä eristi viruksen, josta myöhemmin annettiin nimi Rous sarkoomavirus (RSV). Tarttuvan syövän käsite sai kuitenkin vähän tukea, ja koska Rous ei pystynyt eristämään viruksia muista syövistä, hän hylkäsi työn vuonna 1915 ja palasi siihen vasta vuonna 1934. Vuosikymmeniä myöhemmin löytöjensä merkitys toteutui, ja vuonna 1966 - yli 55 vuotta ensimmäisen kokeilunsa jälkeen, 87-vuotiaana - Rous sai Nobelin fysiologia- tai lääketieteellisen palkinnon kasvaimen indusoivien virusten löytämisestä.
