
逆转录(reverse transcription)是一种以RNA为模板合成DNA的过程,即RNA指导下的DNA合成。这一过程与传统的遗传信息流动方向相反,因而得名逆转录。逆转录酶在这一过程中起着关键作用,它是依赖RNA的DNA聚合酶(RDDP),能够以RNA为模板合成DNA。逆转录酶的发现对分子生物学研究产生了深远影响,是中心法则的重要补充。
逆转录酶存在于某些RNA病毒中,如人类免疫缺陷病毒(HIV)。逆转录酶在病毒复制过程中发挥着至关重要的作用,有助于病毒的恶性转化。然而,逆转录酶不仅限于病毒,人类和小鼠的正常细胞及胚胎细胞中也存在逆转录酶,这可能与细胞分化和胚胎发育有关。
逆转录酶具有多种酶活性,包括DNA聚合酶活性、RNase H活性和DNA指导的DNA聚合酶活性。DNA聚合酶活性允许逆转录酶以RNA为模板催化dNTP聚合成DNA,这一过程需要RNA作为引物,多为赖氨酸的tRNA。逆转录酶中缺乏3'→5'外切酶活性,因此合成的DNA中错误率较高。RNase H活性则负责将cDNA与模板RNA形成的杂交分子中的RNA部分水解掉。DNA指导的DNA聚合酶活性则以反转录合成的第一条DNA单链为模板,合成第二条DNA分子。
逆转录酶的发现极大地推动了遗传工程技术的发展,成为构建cDNA文库的重要工具。从组织细胞中提取mRNA并以之为模板,在逆转录酶的作用下合成互补的cDNA,进而构建cDNA文库,从中筛选出特异的目的基因。这一方法已成为获得目的基因的常用策略,为基因工程技术的发展提供了重要支持。