Enzima transcriptaza inversă

Transcriptaza inversă, numită și ADN polimerază regizată de ARN, o enzimă codificată din materialul genetic al retrovirusurilor care catalizează transcrierea ARN retrovirus (acid ribonucleic) în ADN (acid dezoxiribonucleic). Această transcripție catalizată este procesul invers al transcrierii celulare normale a ADN-ului în ARN, de unde și denumirile revers transcriptazei și retrovirusului. Transcriptaza inversă este centrală pentru natura infecțioasă a retrovirusurilor, dintre care mai multe cauzează boală la om, inclusiv virusul imunodeficienței umane (HIV), care determină sindromul imunodeficienței dobândite (SIDA) și virusul limfofrofic I cu celule T umane (HTLV-I), care provoacă leucemie. Transcriptaza inversă este, de asemenea, o componentă fundamentală a unei tehnologii de laborator cunoscută sub numele de reacție în lanț a transcripției inversă-polimerază (RT-PCR), un instrument puternic utilizat în cercetare și în diagnosticul de boli precum cancerul.

Retrovirusurile constau dintr-un genom ARN conținut într-o coajă de proteine ​​care este închis într-un plic lipidic. Genomul retrovirusului este format de obicei din trei gene: gena antigenă specifică pentru grup (gag), gena polimerazei (pol) și gena plic (env). Gena pol codifică cele trei enzime - protează, transcriptază inversă și integrasă - care catalizează etapele infecției retrovirale. Odată ce un retrovirus se află în interiorul unei celule gazdă (un proces mediat de protează), acesta preia mecanismul de transcripție genetică al gazdei pentru a construi un provirus ADN. Acest proces, conversia ARN retroviral în ADN provizoriu, este catalizat prin transcriptază inversă și este necesar pentru inserția ADN provizoriu în ADN-ul gazdă - o etapă inițiată de enzima integrasă.

Observații retrovirus timpurii

Timp de mulți ani, a existat o paradigmă în biologia moleculară cunoscută sub numele de „dogma centrală”. Aceasta a afirmat că ADN-ul este transcris pentru prima dată în ARN, ARN-ul este tradus în aminoacizi și aminoacizii se adună în lanțuri lungi, numite polipeptide, care alcătuiesc proteine ​​- unitățile funcționale ale vieții celulare. Cu toate acestea, deși această dogmă centrală este adevărată, la fel ca în cazul multor paradigme ale biologiei, se pot găsi excepții importante.

Prima observație importantă care s-a opus dogmei centrale a venit la începutul secolului XX. Doi cercetători danezi, Vilhelm Ellerman și Oluf Bang, au fost capabili să transmită leucemia la șase pui, succesiv, infectând primul animal cu un agent filtrant (acum cunoscut ca virus) și apoi infectând fiecare animal ulterior cu sângele păsării precedente. La acea vreme, numai tumorile maligne palpabile au fost înțelese ca fiind cancer. Prin urmare, această observație nu a fost legată de o malignitate indusă de virale, deoarece leucemia nu a fost cunoscută ca fiind un cancer. (La vremea respectivă, se credea că leucemia este rezultatul unui fel de infecție bacteriană.)

În 1911, patologul american Peyton Rous, care lucrează la Institutul Rockefeller pentru Cercetări Medicale (acum Universitatea Rockefeller), a raportat că puii sănătoși au dezvoltat sarcoame maligne (cancere ale țesuturilor conjunctive) atunci când sunt infectate cu celule tumorale de la alți pui. Rous a investigat celulele tumorale și, dintre ele, a izolat un virus, care mai târziu a fost numit virusul sarcomului Rous (RSV). Cu toate acestea, conceptul de cancer infecțios a atras puțin sprijin și, în imposibilitatea de a izola virușii de alte tipuri de cancer, Rous a abandonat activitatea în 1915 și nu a revenit la aceasta până în 1934. Decenii mai târziu a fost realizată semnificația descoperirilor sale, și în 1966 - la mai bine de 55 de ani de la primul său experiment, la vârsta de 87 de ani - Rous a fost distins cu Premiul Nobel pentru fiziologie sau medicină pentru descoperirea virușilor induși de tumori.