Odwrotna transkrypcja

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania

Odwrotna transkrypcja – proces przepisania jednoniciowego RNA (ssRNA) przez enzym odwrotną transkryptazę (RT) na dwuniciowy DNA. Proces odwrotnej transkrypcji wykorzystywany jest przez niektóre wirusy RNA, w tym HIV, do włączenia swojego materiału genetycznego do genomu komórek gospodarzowych i jego replikacji. Proces ten został odkryty i zbadany przez amerykańskiego onkologa Howarda Martina Temina. Odwrotna transkrypcja stosowana jest również w procesie odtwarzania telomerów przez telomerazę, towarzyszy też przemieszczaniu się retrotranspozonów w genomie gospodarza.

tRNA, transportujący (transferowy) RNA (ang. transfer RNA) − najmniejsze (składające się z kilkudziesięciu nukleotydów) cząsteczki kwasu rybonukleinowego (RNA), których zadaniem jest przyłączanie wolnych aminokwasów w cytoplazmie i transportowanie ich do rybosomów, gdzie w trakcie procesu translacji zostają włączone do powstającego łańcucha polipeptydowego. tRNA cechuje wysoka specyficzność w stosunku do aminokwasów. Każdy z aminokwasów syntetyzowanego białka może być transportowany przez jeden, a niektóre przez kilka różnych tRNA. Cząsteczki tRNA występują w komór­kach w stanie wolnym bądź też związane ze specyficznym aminokwasem. Kompleks tRNA-aminokwas nosi nazwę aminoacylo-tRNA.Howard Martin Temin (ur. 10 grudnia 1934, zm. 9 lutego 1994) – amerykański profesor onkologii, wirusologii, genetyk, laureat Nagrody Nobla w roku 1975 w dziedzinie fizjologii i medycyny.

Reakcję odwrotnej transkrypcji wykorzystuje się do syntezy cDNA na matrycy RNA, co jest przydatne w niektórych badaniach, między innymi w reakcji łańcuchowej polimerazy z odwrotną transkrypcją.

Mechanizm[ | edytuj kod]

Mechanizm odwrotnej transkrypcji u wirusów klasy VI ssRNA-RT, na przykładzie ludzkiego wirusa niedoboru odporności (HIV). Oznaczenia: U3 – rejon promotorowy; U5 – miejsce rozpoznawane przez wirusową integrazę; PBS – miejsce wiążące starter; PP – sekwencja polipurynowa; gag, pol, env – zobacz organizacja genomu wirusa HIV. Dobór kolorów wskazuje na sekwencje komplementarne. Diagram nie jest narysowany w skali

Odwrotna transkrypcja wirusa HIV odbywa się w cytoplazmie komórek gospodarzowych. W tym procesie wirusowe jednoniciowe RNA (ssRNA) jest przepisywane przez odwrotną transkryptazę (RT) na dwuniciowy DNA. Odwrotna transkrypcja odbywa się w kierunku 3'→5'. Proces rozpoczyna się, gdy tRNA wiąże się do PBS i dostarcza grupy hydroksylowej (-OH) niezbędnej do inicjacji odwrotnej transkrypcji. Następnymi etapami są:

Genom – materiał genetyczny zawarty w podstawowym (haploidalnym) zespole chromosomów. Termin mylony jest z genotypem, czyli całością informacji genetycznej zawartej w chromosomach organizmu.Starter, primer − w organizmach żywych polinukleotydowy fragment RNA powstający z udziałem prymazy i dołączany do opóźnionej nici DNA (starterowy RNA).
  • powstanie komplementarnej DNA (cDNA)
  • rozkład matrycowego RNA w kompleksie RNA:DNA przez RN-azową H-domenę odwrotnej transkryptazy
  • przeniesienie kompleksu DNA:tRNA na koniec 3' matrycy (synteza "przeskakuje" na drugi koniec)
  • synteza pierwszej nici DNA
  • degradacja pozostała części matrycy ssRNA przez rybonukleazę H, z wyjątkiem sekwencji polipurynowej (miejsca PP)
  • inicjacja syntezy drugiej nici ssDNA, począwszy od końca 3' matrycy (tRNA jest niezbędny do syntezy komplementarnej PBS)
  • oddysocjowanie tRNA od DNA i jego degradacja przez RNazę
  • kolejny "skok" PBS z drugiej nici hybrydyzuje z komplementarnym PBS pierwszej nici ssDNA
  • powstanie brakujących fragmentów obu nici dsDNA poprzez aktywność polimerazy DNA (DNAP) odwrotnej transkryptazy.
  • Dodatkowo na obu końcach dsDNA znajdują się sekwencje U3-R-U5, tak zwane sekwencje LTR (3'LTR i 5'LTR). Sekwencje LTR odpowiadają za integrację wirusowego DNA do genomu komórki gospodarzowej.

    Kwasy rybonukleinowe, RNA – organiczne związki chemiczne z grupy kwasów nukleinowych, zbudowane z rybonukleotydów połączonych wiązaniami fosfodiestrowymi. Z chemicznego punktu widzenia są polimerami kondensacyjnymi rybonukleotydów. Występują w jądrach komórkowych i cytoplazmie, często wchodząc w skład nukleoprotein. Znanych jest wiele klas kwasów rybonukleinowych o zróżnicowanej wielkości i strukturze, pełniących rozmaite funkcje biologiczne. Zarówno struktura, jak i funkcja RNA jest silnie uzależniona od sekwencji nukleotydów, z których zbudowana jest dana cząsteczka.Kwas deoksyrybonukleinowy (dawn. kwas dezoksyrybonukleinowy; akronim: DNA, z ang. deoxyribonucleic acid) – wielkocząsteczkowy organiczny związek chemiczny należący do kwasów nukleinowych. U eukariontów zlokalizowany jest przede wszystkim w jądrach komórek, u prokariontów bezpośrednio w cytoplazmie, natomiast u wirusów w kapsydach. Pełni rolę nośnika informacji genetycznej organizmów żywych.

    Bibliografia[ | edytuj kod]

  • Alan Cann, Principles of molecular virology, wyd. 4th ed, Amsterdam: Elsevier Academic Press, 2005, s. 93, ISBN 0-12-088787-8, OCLC 266632151.




  • Warto wiedzieć że... beta

    Telomer – fragment chromosomu, zlokalizowany na jego końcu, który zabezpiecza go przed uszkodzeniem podczas kopiowania. Telomer skraca się podczas każdego podziału komórki. Proces ten, będący "licznikiem podziałów" chroni komórki przed nowotworzeniem, ale przekłada się na proces starzenia się.
    Wirusy RNA – grupa wirusów, w których dojrzałe cząstki wirusa zawierają jako materiał genetyczny kwas rybonukleinowy. W zależności od liczby nici i ich polarności można w tej grupie wyróżnić:
    Retrotranspozon - typ transpozonu (transpozon RNA), stanowiący znaczną część genomów organizmów eukariotycznych. Wszystkie retrotranspozony występują w postaci cząsteczki RNA. Retrotranspozony zawierają geny kodujące enzymy niezbędne do przemieszczania się w procesie transpozycji - po wniknięciu do komórki gospodarza (lub po transkrypcji retrotranspozonu zintegrowanego z genomem gospodarza) następuje synteza pierwszej nici DNA przez enzym zwany odwrotną transkryptazą. W ten sposób powstaje pozachromosomowa, dwuniciowa cząsteczka zbudowana z jednej nici RNA i jednej nici DNA. Następnie matrycowa nić RNA jest wytrawiana (przez enzym RNA-zę), a na jej miejsce syntetyzowana jest druga (komplementarna do pierwszej) nić DNA. Taki dwuniciowy DNA zostaje za pomocą enzymu integrazy wstawiony do genomu gospodarza.
    Ludzki wirus niedoboru odporności, ludzki wirus upośledzenia odporności, HIV (ang. human immunodeficiency virus) – wirus z rodzaju lentiwirusów, z rodziny retrowirusów, wywołujący AIDS.

    Reklama