Utama ilmu

Membalikkan enzim transcriptase

Daftar Isi:

Membalikkan enzim transcriptase
Membalikkan enzim transcriptase

Video: DNA replication - 3D 2024, Juli

Video: DNA replication - 3D 2024, Juli
Anonim

Reverse transcriptase, juga disebut RNA-directed DNA polimerase, suatu enzim yang dikodekan dari bahan genetik retrovirus yang mengkatalisasi transkripsi retrovirus RNA (asam ribonukleat) menjadi DNA (asam deoksiribonukleat). Transkripsi yang dikatalisasi ini adalah proses kebalikan dari transkripsi seluler normal DNA menjadi RNA, oleh karena itu dinamai reverse transcriptase dan retrovirus. Reverse transcriptase merupakan pusat dari sifat retrovirus yang menular, beberapa di antaranya menyebabkan penyakit pada manusia, termasuk human immunodeficiency virus (HIV), yang menyebabkan didapatnya immunodeficiency syndrome (AIDS), dan human lymphotrophic virus T-cell I (HTLV-I), yang menyebabkan leukemia. Reverse transcriptase juga merupakan komponen mendasar dari teknologi laboratorium yang dikenal sebagai reaksi transkripsi-polimerase rantai terbalik (RT-PCR), alat yang ampuh yang digunakan dalam penelitian dan dalam diagnosis penyakit seperti kanker.

Retrovirus terdiri dari genom RNA yang terkandung dalam cangkang protein yang tertutup dalam amplop lipid. Genom retrovirus biasanya terdiri dari tiga gen: gen antigen spesifik kelompok (gag), gen polimerase (pol), dan gen amplop (env). Gen pol mengkode tiga enzim — protease, reverse transcriptase, dan integrase — yang mengkatalisasi langkah-langkah infeksi retroviral. Setelah retrovirus berada di dalam sel inang (proses yang dimediasi oleh protease), retrovirus mengambil alih mesin transkripsi genetik inang untuk membuat provirus DNA. Proses ini, konversi RNA retroviral ke DNA proviral, dikatalisis oleh reverse transcriptase dan diperlukan untuk penyisipan DNA proviral ke dalam DNA inang — suatu langkah yang diprakarsai oleh enzim integrase.

Pengamatan retrovirus awal

Selama bertahun-tahun ada paradigma dalam biologi molekuler yang dikenal sebagai "dogma sentral." Ini menegaskan bahwa DNA pertama-tama ditranskripsi menjadi RNA, RNA diterjemahkan menjadi asam amino, dan asam amino berkumpul menjadi rantai panjang, yang disebut polipeptida, yang membentuk protein — unit fungsional kehidupan seluler. Namun, sementara dogma sentral ini benar, seperti halnya dengan banyak paradigma biologi, pengecualian penting dapat ditemukan.

Pengamatan penting pertama yang menentang dogma pusat terjadi pada awal abad ke-20. Dua peneliti Denmark, Vilhelm Ellerman dan Oluf Bang, mampu menularkan leukemia ke enam ayam secara berturut-turut dengan menginfeksi hewan pertama dengan agen yang dapat disaring (sekarang dikenal sebagai virus) dan kemudian menginfeksi setiap hewan berikutnya dengan darah burung sebelumnya. Pada saat itu, hanya tumor ganas yang teraba yang dianggap kanker. Oleh karena itu, pengamatan ini tidak terkait dengan keganasan yang disebabkan oleh virus karena leukemia tidak diketahui sebagai kanker. (Pada saat itu, leukemia dianggap sebagai akibat dari beberapa jenis infeksi bakteri.)

Pada tahun 1911 ahli patologi Amerika Peyton Rous, yang bekerja di Institut Penelitian Medis Rockefeller (sekarang Universitas Rockefeller), melaporkan bahwa ayam sehat mengembangkan sarkoma ganas (kanker jaringan ikat) ketika terinfeksi sel tumor dari ayam lain. Rous menyelidiki sel-sel tumor lebih lanjut, dan dari mereka, ia mengisolasi virus, yang kemudian dinamai Rous sarcoma virus (RSV). Namun, konsep kanker menular mendapat sedikit dukungan, dan, tidak dapat mengisolasi virus dari kanker lain, Rous meninggalkan pekerjaan pada tahun 1915 dan tidak kembali ke sana sampai tahun 1934. Beberapa dekade kemudian pentingnya penemuannya terwujud, dan pada tahun 1966— lebih dari 55 tahun setelah percobaan pertamanya, pada usia 87 - Rous dianugerahi Hadiah Nobel untuk Fisiologi atau Kedokteran untuk penemuan virus pemicu tumor.