反轉(zhuǎn)錄
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以反義RNA為模版,通過反轉(zhuǎn)錄酶,進(jìn)行的RNA轉(zhuǎn)錄
1．概念
反轉(zhuǎn)錄是以RNA為模板合成DNA的過程，也稱逆轉(zhuǎn)錄。這是DNA生物合成的一種特殊方式。
2．反轉(zhuǎn)錄酶與反轉(zhuǎn)錄過程
反轉(zhuǎn)錄過程由反轉(zhuǎn)錄酶催化，該酶也稱依賴RNA的DNA聚合酶（RDDP），即以RNA為模板催化DNA鏈的合成。合成的DNA鏈稱為與RNA互補(bǔ)DNA（cDNA）。反轉(zhuǎn)錄酶存在于一些RNA病毒中，可能與病毒的惡性轉(zhuǎn)化有關(guān)。人類免疫缺陷病毒（HIV）也是一種RNA病毒，含有反轉(zhuǎn)錄酶。在小鼠及人的正常細(xì)胞和胚胎細(xì)胞中也有反轉(zhuǎn)錄酶，推測可能與細(xì)胞分化和胚胎發(fā)育有關(guān)。
大多數(shù)反轉(zhuǎn)錄酶都具有多種酶活性，主要包括以下幾種活性。①DNA聚合酶活性；以RNA為模板，催化dNTP聚合成DNA的過程。此酶需要RNA為引物，多為色氨酸的tRNA，在引物tRNA3′－末端以5′→3′方向合成DNA。反轉(zhuǎn)錄酶中不具有3′→5′外切酶活性，因此沒有校正功能，所以由反轉(zhuǎn)錄酶催化合成的DNA出錯率比較高。②RNase H活性；由反轉(zhuǎn)錄酶催化合成的cDNA與模板RNA形成的雜交分子，將由RNase H從RNA5′端水解掉RNA分子。③DNA指導(dǎo)的DNA聚合酶活性；以反轉(zhuǎn)錄合成的第一條DNA單鏈為模板，以dNTP為底物，再合成第二條DNA分子。除此之外，有些反轉(zhuǎn)錄酶還有DNA內(nèi)切酶活性，這可能與病毒基因整合到宿主細(xì)胞染色體DNA中有關(guān)。反轉(zhuǎn)錄酶的發(fā)現(xiàn)對于遺傳工程技術(shù)起了很大的推動作用，目前它已成為一種重要的工具酶。用組織細(xì)胞提取mRNA并以它為模板，在反轉(zhuǎn)錄酶的作用下，合成出互補(bǔ)的DNA(cDNA)，由此可構(gòu)建出cDNA文庫(cDNA library)，從中篩選特異的目的基因，這是在基因工程技術(shù)中最常用的獲得目的基因的方法。
反轉(zhuǎn)錄的簡要過程表示如下：
反轉(zhuǎn)錄酶的作用是以dNTP為底物，以RNA為模板，tRNA(主要是色氨酸t(yī)RNA)為引物，在tRNA3′桹H末端上，按5′→3′方向，合成一條與RNA模板互補(bǔ)的DNA單鏈，這條DNA單鏈叫做互補(bǔ)DNA(complementary DNA, cDNA)，它與RNA模板形成RNA桪NA雜交體。隨后又在反轉(zhuǎn)錄酶的作用下，水解掉RNA鏈，再以cDNA為模板合成第二條DNA鏈。至此，完成由RNA指導(dǎo)的DNA合成過程。
3．生物學(xué)意義
反轉(zhuǎn)錄的發(fā)現(xiàn)有重要的理論意義和實踐意義。
（1）對分子生物學(xué)的中心法則進(jìn)行了修正和補(bǔ)充，修正后的中心法則表示為：是指遺傳信息從DNA傳遞給RNA，再從RNA傳遞給蛋白質(zhì)，即完成遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程。也可以從DNA傳遞給DNA，即完成DNA的復(fù)制過程。這是所有有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物所遵循的法則。某些病毒中的RNA自我復(fù)制（如煙草花葉病毒等）和在某些病毒中能以RNA為模板逆轉(zhuǎn)錄成DNA的過程（某些致癌病毒）。有些病毒（如阮病毒，即瘋牛病病毒）以蛋白質(zhì)直接形成蛋白質(zhì)。
（2）在致癌病毒的研究中發(fā)現(xiàn)了癌基因，在人類一些癌細(xì)胞如膀胱癌、小細(xì)胞肺癌等細(xì)胞中，也分離出與病毒癌基因相同的堿基序列，稱為細(xì)胞癌基因或原癌基因。癌基因的發(fā)現(xiàn)為腫瘤發(fā)病機(jī)理的研究提供了很有前途的線索。
（3）在實際工作中有助于基因工程的實施。由于目的基因的轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物易于制備，可將mRNA反向轉(zhuǎn)錄形成DNA用以獲得目的基因。
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