反转录酶reverse transcriptase

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逆转录酶是一类存在于部分RNA病毒中具有逆转录活性、能以单链RNA为模板合成DNA的酶。由逆转录酶催化逆转录合成的DNA称为互补DNA（cDNA）。

通常情况下，细胞内的转录是以DNA为模板合成RNA的，所得RNA为信使RNA（mRNA）供蛋白质合成作模板用。而在部分RNA病毒中，要实现自身的扩增，必须具有DNA，因此先由RNA逆转录合成cDNA再由cDNA转录出RNA。

HIV 的逆转录酶

反转录病毒，或称VIssRNA-RT病毒，是用DNA当作中间产物的RNA反转录病毒。他们的基因组通常由两个正感知且有5’端帽和3’端聚线苷酸尾的单股RNA。反转录酶如人类免疫缺乏病毒（HIV）和人类T淋巴细胞病毒HTLV。在细胞质中制造双股DNA的过程有以下步骤^[5]

1. 由特殊细胞的tRNA当作引子，并且和互补的病毒基因组进行杂交，称为引子黏接位或PBS。
2. 互补DNA接下来和病毒RNA的U5（非编码区）和R区（在RNA的两边末端的重复区域）结合。
3. 在反转录酶上的核糖核甘酸酶H会将用来移除U5和R区的5’端的RNA降解。
4. 引子接下来会跳到病毒基因组中的3’端并且和新制造的一股DNA在RNA上杂交组合成互补的R区。
5. 第一股互补DNA（cDNA）会被延展并且病毒的主要RNA会被RNAse H降解。
6. 一旦一股完成了，第二股就会从病毒的RNA的一开始进行合成
7. 接下来另外一个引子就会跳到第二股的PBS处，与第一股互补的PBS进行杂交
8. 双股会被延展并借由整合酶被并入宿主细胞

复制保真度

反转录病毒的生活史中有三种不同的复制系统。第一种，反转录酶从病毒的RNA合成出病毒的DNA，进而制造出新的互补DNA。第二种复制方式则是在宿主细胞的DNA聚合酶开始复制黏合上去的病毒DNA后，RNA聚合酶II就会将原病毒的DNA转录成之后和病毒颗粒包装在一起的RNA。因此，突变可以在这些步骤中发生。 ^[11]

反转录酶在将RNA变成DNA时有很高的错误率，不像其他的DNA聚合酶，他没有校正的功能。这种较高的错误率相对于有校正的复制过程，可以促进突变的累积。一般市面上由Promega购买到的反转录酶，说在AMV中有每17000个碱基就有一个是突变的，而在M-MLV中每30000个碱基就有一个是突变的。^[12]

除了创造单核甘酸的基因多样性外，反转录酶也在一些步骤初级产物融合或外显子重组并且做出人造的反义RNA转录产物。^[13][14]这种模板的切换被推测，这种可以完整的在体内中进行反应的反转录酶，通常有着可以找出在模式生物中数千个未注明的转录产物。

抗病毒药物

更多有关抗病毒药物的细节，请参照反转录酶抑制剂。当HIV利用反转录酶将基因的物质复制并且产生出新的病毒（部分反转录病毒的增殖圈）。特殊的药物被设计成用来阻断反转录酶反应的过程，并且抑制反转录病毒的生长。总体来说，这些药物被称作反转录酶抑制剂且包含核甘以及核甘酸相似的物质，齐多夫定（商品名称为多夫），拉米夫定（博路定），和非核甘抑制剂，奈韦拉平（维乐命）。

在真核生物

自行复制真核细胞的延长基因组称为反转录转座子，借由反转录酶去移除RNA的其中一个位置。他们在植物和动物中的基因组中大量发现。端粒酶是另外一种反转录酶，在许多真核生物，像是有自己的RNA模板的人类中发现，这些RNA会被用来当作DNA复制的模板。 ^[9]

在原核生物

反转录酶亦从细菌的Retron msr RNAs，一种特殊的片段，由反转录酶编码，且拿来合成msDNA。合成DNA时需要引子。在细菌里，引子的合成是在复制的过程中制造。 ^[10]

构造

反转录酶包含RNA-dependent DNA聚合酶和DNA-dependent DNA聚合酶，两者一起用来表现转录的过程。在一开始转录因子中，反转录病毒的反转录酶有RNase H家族的重要区域。

分子生物学

更多有关分子生物学的细节，请参照反转录聚合酶链反应。反转录酶常用来应用在聚合酶链反应这种研究方式中，以RNA为主的技术称作反转录聚合酶链反应（RT-PCR）。典型的PCR技术只能用来用在DNA上，但是有着反转录酶的帮助下，RNA亦可以被反转录成DNA，因此使PCR可以分析RNA分子。反转录酶也同时被应用在从MRNA制作cDNA基因库，市面上买的到的反转录酶通常在分子生物界里都是被改良过的。其他酵素允许科学家用来进行客隆，或者定义RNA。

反转录酶也被拿来用在胰岛素的制作。借由将真核细胞的胰岛素的mRNA和反转录酶注入细菌中，mRNA就可以被插在原生生物的基因组里。大量的胰岛素就会被制造，可以用来取代从猪只的胰岛萃取等的传统方式。直接将真核细胞的DNA注入到细菌的染色质里。在真核细胞mRNA的生产过程中，去除内含子，并且提供一个适当的模板。反转录酶将RNA重新编成DNA因此可以拿来和基因组黏合。

反转录酶reverse transcriptase

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原文地址：http://www.cnblogs.com/biopy/p/4797224.html