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Reverse-transcriptase
kristallographisch Struktur der HIV-1 reverse Transkriptase. Die Untereinheiten p51 und p66 sind eingefärbt und die aktiven Zentren sind eingekreist.[1]
Reverse Transkriptase von HIV-1 unter Verwendung der Finger-, Handflächen- und Daumenregionen. Die katalytische Aminosäuren des Ribonuklease H aktiver Ort und die Polymerase Aktive Zentren werden in Form eines Balkenmodells dargestellt.

Umgekehrte Transkriptase (RT) ist a Enzym Welche RNA im DNA kopieren oder ergänzen umwandeln kann, umgekehrte Transkription erwähnt. Dieses Protein kommt von a Retrovirus. Da die „Wirtszelle“ im Allgemeinen nicht in der Lage ist, diese Umwandlung von RNA in DNA durchzuführen, ist das notwendige Protein, die Reverse Transkriptase, Teil des Genoms des Virus. Auch Nicht-Retroviren, dsDNA-RT-Viren, verwenden Sie reverse Transkriptase, wie z Hepatitis B Virus und Eukaryoten haben selbst das Enzym Reverse Transkriptase, das zur Reparatur von DNA-Schäden verwendet wird. Im Prokaryoten Es gibt Sequenzen, die für die reverse Transkriptase kodieren, die zur Bildung von . verwendet wird msDNA. Um die DNA-Synthese zu starten, a Grundierung benötigt, die bei der Vermehrung in Bakterien produziert wird.[2]

Reverse-Transkriptase-Hemmer werden bei Virusinfektionen eingesetzt, wie z HIV. Reverse Transkriptase ist auch an der Reproduzieren der Chromosomenenden (Telomerase) und einige genetische Elemente (Retrotransposons).

Retrovirale Reverse Transkriptase hat drei biochemisch aktive Sequenzen:

Retroviren habe einen Genom bestehend aus zwei Plus-Sense-RNA ( )ssRNA) Moleküle, die gleich sein können oder nicht. Das Genom des Virus enthält den genetischen Code für das Enzym Reverse Transkriptase. Mit diesem Enzym wird in der Wirtszelle ein komplementärer DNA-Strang synthetisiert. Diese virale DNA, Virus wird dann in das Wirtsgenom eingebaut und gleichzeitig mit der Zellteilung vermehrt. Auf diese Weise können auch Nachkommen des Wirts mit einem Retrovirus infiziert werden. Ist die Zelle an einem bestimmten Punkt beschädigt, kann sich das DNA-Stück vom Genom lösen und die massenhafte Produktion der Virus-RNA beginnen.

Reverse Transkriptasen wurden entdeckt von Howard Temin auf der Universität von Wisconsin-Madison im RSV-Virionen[3] und 1970 von ihm isoliert durch David Baltimore zum Massachusetts Institute of Technology aus den beiden RNA-Tumorviren: R-MLV und wieder bei RSV.[4] Für ihre Entdeckungen im Jahr 1975 zusammen mit Renato Dulbecco das Nobelpreis für Physiologie oder Medizin.

Die Idee der umgekehrten Transkription war am Anfang sehr unpopulär, weil es zentrales Dogma der Molekularbiologie diese DNA transkribiert wird in RNA umgewandelt und wurde dann übersetzt in Proteinen, widersprochen. Als jedoch 1970 die Wissenschaftler Howard Temin und David Baltimore unabhängig es Enzym entdeckte die reverse Transkriptase, die für die umgekehrte Transkription schließlich wurde akzeptiert, dass auf diese Weise auch genetische Informationen weitergegeben werden können.[5]

Reverse Transkriptasen wurden ausführlich untersucht in:

Die Reverse Transkriptase macht viele Fehler bei der Transkription von RNA in DNA, da sie keinen Korrekturmechanismus besitzt. Dadurch können sich Mutationen im Genom ansammeln. Die kommerziell erhältliche reverse Transkriptase von Promega weist einen Fehler von 1 zu 17.000 Basen für AMV und 1 von 30.000 Basen für M-MLV auf.[8]

Medikamente gegen Virusinfektionen

Tenofovirdisoproxil ist ein Arzneimittel zur Behandlung von HIV (als Teil von HAAR) und Hepatitis B.[9] Innerhalb der antiretrovirale Medikamente Tenofovir (Viread), Zidovudin (Retrovir) und Lamivudin (Epivir) gehören zur Klasse der Nukleotidanaloge Reverse-Transkriptase-Inhibitoren. Diese hemmen das Enzym Reverse Transkriptase, das das Erbmaterial von HIV umwandelt. Der Inhibitor wird zuerst phosphoryliert und dann in das neue doppelsträngige . eingefügt DNA synthetisiert durch HIV-reverse Transkriptase. Bei der Replikation der HIV-DNA findet eine Konkurrenz zwischen den phosphorylierten Reverse-Transkriptase-Inhibitoren und den natürlichen Nukleotide. Reverse Transkriptase-Inhibitoren haben keine 3'-Hydroxylgruppen (3'-OH), die die weitere Polymerisation der HIV-DNA blockieren.

Anwendung in der Molekularbiologie

Reverse Transkriptase wird bei der Untersuchung von RNA verwendet, wo die Reverse Transkription Polymerase-Kettenreaktion (RT-PCR) verwendet. der Klassiker Polymerase Kettenreaktion (PCR) kann nur an DNA-Strängen verwendet werden. RNA wird mit reverser Transkriptase in DNA umgewandelt, wonach PCR verwendet werden kann. Reverse Transkriptase wird auch bei der Herstellung verwendet cDNA-Bibliotheken von mRNA. Mit der Verfügbarkeit kommerzieller Reverser Transkriptase wird sowohl das Wissen um die Molekularbiologie stark gestiegen als bei anderen Enzyme. Wissenschaftler können RNA durch reverse Transkriptase klonen, mach Sequenzen daraus und seine Eigenschaften untersuchen.

Externer Link

Siehe auch