反轉錄

跳轉到: 導航, 搜索

以反義RNA為模版,通過反轉錄酶,進行的RNA轉錄

1.概念

反轉錄是以RNA為模板合成DNA的過程,也稱逆轉錄。這是DNA生物合成的一種特殊方式。

2.反轉錄酶與反轉錄過程

反轉錄過程由反轉錄酶催化,該酶也稱依賴RNA的DNA聚合酶(RDDP),即以RNA為模板催化DNA鏈的合成。合成的DNA鏈稱為與RNA互補DNA(cDNA)。反轉錄酶存在於一些RNA病毒中,可能與病毒的惡性轉化有關。人類免疫缺陷病毒(HIV)也是一種RNA病毒,含有反轉錄酶。在小鼠及人的正常細胞胚胎細胞中也有反轉錄酶,推測可能與細胞分化胚胎髮育有關。

大多數反轉錄酶都具有多種酶活性,主要包括以下幾種活性。①DNA聚合酶活性;以RNA為模板,催化dNTP聚合成DNA的過程。此酶需要RNA為引子,多為色氨酸的tRNA,在引子tRNA3′-末端以5′→3′方向合成DNA。反轉錄酶中不具有3′→5′外切酶活性,因此沒有校正功能,所以由反轉錄酶催化合成的DNA出錯率比較高。②RNase H活性;由反轉錄酶催化合成的cDNA與模板RNA形成的雜交分子,將由RNase H從RNA5′端水解掉RNA分子。③DNA指導的DNA聚合酶活性;以反轉錄合成的第一條DNA單鏈為模板,以dNTP為底物,再合成第二條DNA分子。除此之外,有些反轉錄酶還有DNA內切酶活性,這可能與病毒基因整合到宿主細胞染色體DNA中有關。反轉錄酶的發現對於遺傳工程技術起了很大的推動作用,目前它已成為一種重要的工具酶。用組織細胞提取mRNA並以它為模板,在反轉錄酶的作用下,合成出互補的DNA(cDNA),由此可構建出cDNA文庫(cDNA library),從中篩選特異的目的基因,這是在基因工程技術中最常用的獲得目的基因的方法。

反轉錄的簡要過程表示如下:

反轉錄酶的作用是以dNTP為底物,以RNA為模板,tRNA(主要是色氨酸tRNA)為引子,在tRNA3′桹H末端上,按5′→3′方向,合成一條與RNA模板互補的DNA單鏈,這條DNA單鏈叫做互補DNA(complementary DNA, cDNA),它與RNA模板形成RNA樳NA雜交體。隨後又在反轉錄酶的作用下,水解掉RNA鏈,再以cDNA為模板合成第二條DNA鏈。至此,完成由RNA指導的DNA合成過程。

3.生物學意義

反轉錄的發現有重要的理論意義和實踐意義。

(1)對分子生物學的中心法則進行了修正和補充,修正後的中心法則表示為:是指遺傳信息從DNA傳遞給RNA,再從RNA傳遞給蛋白質,即完成遺傳信息的轉錄和翻譯的過程。也可以從DNA傳遞給DNA,即完成DNA的複製過程。這是所有有細胞結構的生物所遵循的法則。某些病毒中的RNA自我複製(如煙草花葉病毒等)和在某些病毒中能以RNA為模板逆轉錄成DNA的過程(某些致癌病毒)。有些病毒(如阮病毒,即瘋牛病病毒)以蛋白質直接形成蛋白質。

(2)在致癌病毒的研究中發現了癌基因,在人類一些癌細胞如膀胱癌小細胞肺癌等細胞中,也分離出與病毒癌基因相同的鹼基序列,稱為細胞癌基因或原癌基因。癌基因的發現為腫瘤發病機理的研究提供了很有前途的線索。

(3)在實際工作中有助於基因工程的實施。由於目的基因的轉錄產物易於製備,可將mRNA反向轉錄形成DNA用以獲得目的基因。

關於「反轉錄」的留言: Feed-icon.png 訂閱討論RSS

目前暫無留言

添加留言
個人工具
名字空間
動作
導航
功能菜單
工具箱