Kas yra atvirkštinė transkriptazė?

Atvirkštinė transkriptazė yra fermento tipas, randamas virusų, vadinamų retrovirusais, klasėje, įskaitant ŽIV, hepatito B virusą ir kai kuriuos vėžį sukeliančius virusus. Retrovirusų genetinis kodas yra RNR, o ne DNR, ir jie gali padaryti tai, ko negali dauguma kitų ląstelių – jie gali atlikti atvirkštinį transkripcijos procesą. Kitaip tariant, jie gali pagaminti DNR iš RNR. Atvirkštinė transkriptazė, kaip rodo pavadinimas, dalyvauja šiame procese.

Daugumoje ląstelių DNR neša genetinę informaciją. Transkripcijos metu DNR molekulės yra koduojamos į RNR molekules. Tada šios RNR molekulės naudojamos ląstelės citoplazmoje, kad būtų sukurti baltymai transliacijos proceso metu. Baltymai lemia, kokią veiklą ląstelės atlieka, nes jie sudaro fermentus ir tokias molekules.

Visi virusai yra parazitai, gyvenantys iš savo ląstelių šeimininkų. Daugumą sudaro tik jų genetinis kodas, o kai kuriuose taip pat yra fermentų, tokių kaip retrovirusai ir atvirkštinė transkriptazė. Norėdami daugintis, virusai turi užkrėsti šeimininką, o tada naudoti šeimininko ląsteles, kad perduotų savo genus. Yra daug skirtingų būdų, kaip virusai gali daugintis, įskaitant retrovirusų atvirkštinės transkriptazės naudojimą.

Kai retrovirusai užkrečia šeimininką, jie dažnai visiškai patenka į šeimininko ląstelę ir proceso metu praranda apsauginį sluoksnį. Patekusi į šeimininko ląstelę, atvirkštinė transkriptazė atlieka atvirkštinės transkripcijos procesą ir sukuria viruso RNR chromosomos DNR kopiją. Ši DNR vadinama cDNR, nes ji yra RNR papildanti DNR grandinė.

Kai susidaro cDNR, kopija integruojama į šeimininko ląstelės DNR. Dažnai cDNR ir joje esantys genai tampa nuolatiniu šeimininko DNR priedu. Dabar cDNR nukopijuojama ir perrašoma bei verčiama su likusia DNR dalimi šeimininko ląstelės fermentų įprastos DNR replikacijos, transkripcijos ir transliacijos metu. Tokiu būdu virusas gali sukurti tolesnes savo ir savo fermento kopijas, kurios vėliau pašalinamos iš ląstelės ir gali dar labiau įsiveržti į kitas ląsteles.

Atvirkštinė transkriptazė buvo atrasta 1970 m. ir nuo to laiko vaidino svarbų vaidmenį genų inžinerijoje. Šis fermentas buvo išskirtas iš viruso ląstelių ir vėliau naudojamas DNR kopijoms iš skirtingų ląstelių gaminti. Vienas iš atvirkštinės transkriptazės naudojimo pavyzdžių yra DNR, koduojančios tam tikrą baltymą tam tikrame organe, kopijavimas – vienas iš tokių pavyzdžių yra insulinas.

Sergantieji diabetu savo injekcijoms privalėjo naudoti arklių ar kiaulių insuliną. Atsiradus genų inžinerijai, dabar galima gaminti žmogaus insuliną. Pirma, pasiuntinio RNR arba mRNR, kurioje pateikiamos insulino gamybos instrukcijos, išskiriama iš kasos ląstelių, gaminančių insuliną. Atvirkštinė transkriptazė pridedama prie mRNR, kad ji galėtų gaminti DNR kopijas arba cDNR. Dabar cDNR turi insulino gamybos genus ir gali būti naudojama dideliems kiekiams gaminti tiems, kuriems jo reikia.