逆转录

编辑:多余网互动百科 时间:2019-12-10 00:16:22
编辑 锁定
逆转录(reverse transcription)是以RNA为模板合成DNA的过程,即RNA指导下的DNA合成。此过程中,核酸合成与转录(DNA到RNA)过程与遗传信息的流动方向(RNA到DNA)相反,故称为逆转录。逆转录过程是RNA病毒的复制形式之一,需逆转录酶的催化。 逆转录过程的揭示是分子生物学研究中的重大发现,是对中心法则的重要修正和补充。人们通过体外模拟该过程,以样本中提取的mRNA为模板,在逆转录酶的作用下,合成出互补的cDNA,构建cDNA文库,并从中筛选特异的目的基因。该方法已成为基因工程技术中最常用的获得目的基因的策略之一。
中文名
逆转录
外文名
reverse transcription
发现于
RNA病毒
应    用
cDNA合成;cDNA文库的建立

逆转录简介

编辑
图示 图示
逆转录(reverse transcription)是以RNA为模板合成DNA的过程,即RNA指导下的DNA合成。是RNA病毒的复制形式,需逆转录酶的催化。艾滋病病毒(HIV)就是一种典型的逆转录病毒
逆转录与反转录严格意义上来说没有什么区别,但是逆转录是RNA类病毒自主行为,在整合到宿主细胞内以RNA为模板形成DNA的过程;反转录是进行基因工程过程中,人为地提取出所需要的目的基因的信使RNA,并以之为模板人工合成DNA的过程。二者虽同为RNA→DNA的过程,但地点不同,相对性的来说,逆转录在体内,反转录在体外。

逆转录逆转录酶与逆转录过程

编辑

逆转录逆转录过程

逆转录过程由逆转录酶催化,该酶也称依赖RNA的DNA聚合酶(RDDP),即以RNA为模板催化DNA链的合成。合成的DNA链称为与RNA互补DNA(complementary DNA, cDNA)。逆转录酶存在于一些RNA病毒中,可能与病毒的恶性转化有关。人类免疫缺陷病毒(HIV)也是一种RNA病毒,含有逆转录酶。在小鼠及人的正常细胞和胚胎细胞中也有逆转录酶,推测可能与细胞分化胚胎发育有关。
逆转录酶 逆转录酶
大多数反转录酶都具有多种酶活性,主要包括以下几种活性。①DNA聚合酶活性;以RNA为模板,催化dNTP聚合成DNA的过程。此酶需要RNA为引物,多为赖氨酸的tRNA,在引物tRNA 3'-末端以5'→3'方向合成DNA。反转录酶中不具有3'→5'外切酶活性,因此没有校正功能,所以由反转录酶催化合成的DNA出错率比较高。②RNase H活性;由反转录酶催化合成的cDNA与模板RNA形成的杂交分子,将由RNase H从RNA 5'端水解掉RNA分子。③DNA指导的DNA聚合酶活性;以反转录合成的第一条DNA单链为模板,以dNTP为底物,再合成第二条DNA分子。除此之外,有些逆转录酶还有DNA内切酶活性,这可能与病毒基因整合到宿主细胞染色体DNA中有关。逆转录酶的发现对于遗传工程技术起了很大的推动作用,它已成为一种重要的工具酶。用组织细胞提取mRNA并以它为模板,在逆转录酶的作用下,合成出互补的cDNA,由此可构建出cDNA文库(cDNA library),从中筛选特异的目的基因,这是在基因工程技术中最常用的获得目的基因的方法。

逆转录逆转录的简要过程表示

逆转录酶的作用是以dNTP为底物,以RNA为模板,tRNA(主要是色氨酸tRNA)为引物,在tRNA3'-末端上,按5'→3'方向,合成一条与RNA模板互补的cDNA单链,它与RNA模板形成RNA-cDNA杂交体。随后又在反转录酶的作用下,水解掉RNA链,再以cDNA为模板合成第二条DNA链。至此,完成由RNA指导的DNA合成过程。

逆转录逆转录病毒复制方式

DNA杂交体-dsDNA-整合于细胞DNA-转录mRNA

逆转录生物学意义

编辑
逆转录的发现有重要的理论意义和实践意义。
(1)对分子生物学的中心法则进行了修正和补充。经典的中心法则认为:DNA的功能兼有遗传信息的传递和表达,因此,DNA处于生命活动的中心位置。逆转录现象说明:至少在某些生物,RNA同样兼有遗传信息传递和表达功能。修正后的中心法则表示为:是指遗传信息从DNA传递给RNA,再从RNA传递给蛋白质,即完成遗传信息的转录和翻译的过程。也可以从DNA传递给DNA,即完成DNA的复制过程。这是所有有细胞结构的生物所遵循的法则。某些病毒中的RNA自我复制(如烟草花叶病毒等)和在某些病毒中能以RNA为模板逆转录成DNA的过程(某些致癌病毒)。有些蛋白质病毒(即朊病毒,如疯牛病病毒)以蛋白质直接形成蛋白质(如疯牛病病毒是一种因错误折叠而形成的结构异常的蛋白质,可促使与自身具有相同氨基酸序列的蛋白质发生同样的折叠错误,从而导致大量结构异常的蛋白质的形成)。
(2)在致癌病毒的研究中发现了癌基因,在人类一些癌细胞如膀胱癌、小细胞肺癌等细胞中,也分离出与病毒癌基因相同的碱基序列,称为细胞癌基因原癌基因。癌基因的发现为肿瘤发病机理的研究提供了很有前途的线索。
(3)在实际工作中有助于基因工程的实施。由于目的基因的转录产物易于制备,可将mRNA反向转录形成DNA用以获得目的基因。
词条标签:
自然现象 自然学科 科技 科学 理学 医学