עיקרי מדע

אנזים טרנסקריפטאז הפוך

תוכן עניינים:

אנזים טרנסקריפטאז הפוך
אנזים טרנסקריפטאז הפוך

וידאו: גורמים משפיע אנזים פעילות: אנזים קינטיקה 2024, יולי

וידאו: גורמים משפיע אנזים פעילות: אנזים קינטיקה 2024, יולי
Anonim

טרנסקריפטאז הפוך, המכונה גם פולימראז DNA המכוון RNA, אנזים המקודד מהחומר הגנטי של רטרו-וירוסים המזרז את התעתיק של RNA retrovirus (חומצה ריבונוקלאית) ל- DNA (חומצה deoxyribonucleic). תעתיק מזרז זה הוא התהליך ההפוך של שעתוק תאים רגיל של DNA ל- RNA, ומכאן שמות התמלול הפוך ורטרווירוס. טרנסקריפטאז הפוך הוא מרכזי באופיים הזיהומי של רטרו-וירוסים, שחלקם גורמים למחלות בבני אדם, כולל נגיף הכשל החיסוני האנושי (HIV) הגורם לתסמונת הכשל החיסוני הנרכש (AIDS), וירוס לימפוטרופי אנושי תאי T (HTLV-I), הגורם ללוקמיה. טרנסקריפטאז הפוך הוא גם מרכיב בסיסי בטכנולוגיית מעבדה הידועה בשם תגובת שרשרת תעתיק-פולימראז הפוכה (RT-PCR), כלי רב עוצמה המשמש במחקר ובאבחון מחלות כמו סרטן.

וירוסים רטרו מורכבים מגנום RNA הכלול בתוך מעטפת חלבון הסגורה במעטפת ליפידים. הגנום של הרטרו-וירוס מורכב בדרך כלל משלושה גנים: הגן אנטיגן ספציפי לקבוצה (איסור פרסום), הגן הפולימראז (pol) והגן המעטפה (env). הגן הפולני מקודד את שלושת האנזימים - פרוטאז, טרנסקריפטאז הפוך ואינטגראז - אשר מזרזים את השלבים של זיהום רטרו-ויראלי. ברגע שרטרו-וירוס נמצא בתא מארח (תהליך המתווך על ידי פרוטאז), הוא משתלט על מכונות התמלול הגנטיות של המארח כדי לבנות נגיף DNA. תהליך זה, המרת RNA רטרו-ויראלי ל- DNA פרוביראלי, מנותז על ידי טרנסקריפטאז הפוך והוא הכרחי להכנסת DNA פרובירלית ל- DNA מארח - צעד שיזם האנזים אינטגרז.

תצפיות רטרו-וירוס מוקדמות

במשך שנים רבות הייתה פרדיגמה בביולוגיה מולקולרית המכונה "הדוגמה המרכזית". זה טען כי ה- DNA מועבר לראשונה ל- RNA, RNA מתורגם לחומצות אמינו, וחומצות אמינו מתאספות לשרשראות ארוכות, הנקראות פוליפפטידים, המרכיבות חלבונים - היחידות התפקודיות של חיי התא. עם זאת, בעוד שדוגמה מרכזית זו נכונה, כמו עם פרדיגמות רבות של ביולוגיה, ניתן למצוא חריגים חשובים.

התצפית החשובה הראשונה שהתנגדה לדוגמה המרכזית הגיעה בראשית המאה העשרים. שני חוקרים דנים, ויללהם אלרמן ואולוף בנג, הצליחו להעביר לוקמיה לשש תרנגולות ברציפות על ידי הדבקת החיה הראשונה בסוכן הניתן לסינון (הידוע כיום כנגיף) ואז הדביק כל חיה אחר כך בדם של הציפור הקודמת. באותה תקופה, רק גידולים ממאירים מוחשיים הובנו כאל סרטן. לפיכך, תצפית זו לא הייתה קשורה לממאירות נגיפית הנגיף מכיוון שלא היה ידוע אז על סרטן לוקמיה. (בזמנו, לוקמיה נחשבה כתוצאה מאיזושהי דרך של זיהום חיידקי.)

בשנת 1911 דיווח הפתולוג האמריקני פייטון רוס, שעבד במכון רוקפלר למחקר רפואי (כיום אוניברסיטת רוקפלר) כי תרנגולות בריאות התפתחו סרקומות ממאירות (סרטן של רקמות חיבור) כאשר נדבקו בתאי גידול מתרנגולות אחרות. רוס חקר את תאי הגידול עוד יותר, ומתוכם, הוא בודד נגיף, שכונה לימים נגיף הסרקומה Rous (RSV). עם זאת, הרעיון של סרטן זיהומי לא נתן תמיכה מועטה, ובלי יכולת לבודד נגיפים מסרטנים אחרים, רוז נטש את היצירה בשנת 1915 ולא חזר אליה עד שנת 1934. עשרות שנים לאחר מכן התגשם המשמעות של תגליותיו ובשנת 1966 - יותר מ 55 שנה לאחר הניסוי הראשון שלו, בגיל 87 - הוענק לרוס פרס נובל לפיזיולוגיה או רפואה על גילויו של נגיפים מעוררי גידולים.