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Enzima della trascrittasi inversa

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Enzima della trascrittasi inversa
Enzima della trascrittasi inversa

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Anonim

Transcriptasi inversa, chiamata anche DNA polimerasi diretta dall'RNA, un enzima codificato dal materiale genetico dei retrovirus che catalizza la trascrizione dell'RNA del retrovirus (acido ribonucleico) nel DNA (acido desossiribonucleico). Questa trascrizione catalizzata è il processo inverso della normale trascrizione cellulare del DNA in RNA, da cui i nomi trascrittasi inversa e retrovirus. La trascrittasi inversa è fondamentale per la natura infettiva dei retrovirus, molti dei quali causano malattie nell'uomo, incluso il virus dell'immunodeficienza umana (HIV), che causa la sindrome da immunodeficienza acquisita (AIDS) e il virus linfotrofico I delle cellule T umane (HTLV-I), che causa la leucemia. La trascrittasi inversa è anche un componente fondamentale di una tecnologia di laboratorio nota come reazione a catena della trascrizione-polimerasi inversa (RT-PCR), un potente strumento utilizzato nella ricerca e nella diagnosi di malattie come il cancro.

I retrovirus sono costituiti da un genoma dell'RNA contenuto in un guscio proteico racchiuso in un involucro lipidico. Il genoma del retrovirus è tipicamente composto da tre geni: il gene dell'antigene specifico del gruppo (bavaglio), il gene della polimerasi (pol) e il gene dell'inviluppo (env). Il gene pol codifica i tre enzimi - proteasi, trascrittasi inversa e integrasi - che catalizzano i passaggi dell'infezione retrovirale. Una volta che un retrovirus è all'interno di una cellula ospite (un processo mediato dalla proteasi), assume il meccanismo di trascrizione genetica dell'ospite per costruire un provirus del DNA. Questo processo, la conversione dell'RNA retrovirale in DNA provirale, è catalizzato dalla trascrittasi inversa ed è necessario per l'inserimento del DNA provirale nel DNA ospite, una fase iniziata dall'enzima integrasi.

Osservazioni precoci sui retrovirus

Per molti anni esiste un paradigma nella biologia molecolare noto come "dogma centrale". Ciò ha affermato che il DNA viene prima trascritto in RNA, l'RNA viene tradotto in amminoacidi e gli amminoacidi si assemblano in lunghe catene, chiamate polipeptidi, che compongono le proteine ​​- le unità funzionali della vita cellulare. Tuttavia, mentre questo dogma centrale è vero, come in molti paradigmi della biologia, si possono trovare importanti eccezioni.

La prima osservazione importante che si oppose al dogma centrale venne all'inizio del XX secolo. Due ricercatori danesi, Vilhelm Ellerman e Oluf Bang, sono stati in grado di trasmettere la leucemia a sei polli in successione infettando il primo animale con un agente filtrabile (ora noto come virus) e quindi infettando ogni sangue successivo con il sangue dell'uccello precedente. All'epoca, solo i tumori maligni palpabili erano intesi come tumori. Pertanto, questa osservazione non era collegata a una neoplasia virale indotta perché la leucemia non era allora nota per essere un cancro. (All'epoca si pensava che la leucemia fosse il risultato di un qualche tipo di infezione batterica.)

Nel 1911 il patologo americano Peyton Rous, che lavorava al Rockefeller Institute for Medical Research (ora Rockefeller University), riferì che polli sani sviluppavano sarcomi maligni (tumori dei tessuti connettivi) quando infettati da cellule tumorali di altri polli. Rous studiò ulteriormente le cellule tumorali e da esse isolò un virus, che in seguito fu chiamato virus del sarcoma di Rous (RSV). Tuttavia, il concetto di cancro infettivo ottenne scarso supporto e, incapace di isolare i virus da altri tumori, Rous abbandonò il lavoro nel 1915 e non vi ritornò fino al 1934. Decenni dopo fu compreso il significato delle sue scoperte, e nel 1966— più di 55 anni dopo il suo primo esperimento, all'età di 87 anni - Rous ricevette il premio Nobel per la fisiologia o la medicina per la sua scoperta di virus che inducono il tumore.