Hva er bruk av revers transkriptase?

Alle celler inneholder den genetiske informasjon som er kodet i en polymer som kalles DNA. Regioner av en organisme genom som koder for spesifikke proteiner kalles gener. Vanligvis er gener transkriberes til å lage kopier kalt messenger RNA; disse mRNA blir så "oversatt" til proteinmolekyler. Revers transkriptase er en uvanlig enzym, men fordi det reverserer den vanlige flyten av informasjon ved hjelp av RNA for å gjøre DNA.

Hvordan virus Bruk revers transkriptase

Retrovirus som HIV bære sin genetisk informasjon kodet i RNA-molekyler. Når viruset smitter celler, syntetiserer revers transkriptase enzym en DNA-kopi av RNA mal --- nøyaktig det motsatte av hva dine celler vanligvis gjør. Denne DNA-kopi av virusets gener så blir inkorporert inn i vertscellens DNA, hvor det koder for de nødvendige bestanddeler i den neste generasjon av retrovirus. På dette punktet, har viruset kapret mobil og slått den inn i en fabrikk for å lage flere retrovirus. Siden revers transkriptase er kritisk for replikering av virus som HIV, er det blitt gjenstand for mye forskning. HIV-legemidler som nevirapin arbeid ved å binde seg til revers transkriptase for å stoppe viruset fra kopiere.

cDNA og Protein Expression

Genene inneholde store regioner kalt introner som er «skjøtes ut" av mRNA før det er translatert til protein. Når forskere ønske å produsere et protein som finnes i humane celler --- insulin, for eksempel --- de vil ofte overføre genet for dette protein til bakterier, som vokser raskt og kan brukes til å produsere proteinet i større mengder. Bakterier er imidlertid ikke spleise ut introner, slik at hvis genet er overført til bakterien intakt, omfatter det resulterende protein som alle introner og er defekt. Følgelig har forskere isolere ofte mRNA for genet av interesse og bruke revers transkriptase for å lage et komplementært DNA (cDNA) kopi av den. Dette cDNA kopi kan deretter bli overført til bakterien til å produsere proteinet av interesse.

cDNA & Mikromatriser

Ofte forskerne ønsker å vite hvilke gener som er "slått på" eller uttrykkes i en gitt celle. Det kan være nyttig, for eksempel for å vite hvordan et mønster av genekspresjon varierer mellom noen tumorceller i motsetning til normale celler fra det samme vev. Ved å isolere all mRNA fra cellene av interesse, kan forskerne deretter lage cDNA kopier av det med revers transkriptase. Disse cDNA kopier fluorescensmerkede så de lyser under en svart lys. Deretter kan forskerne bruke blandingen av cDNA til en enhet kalt en microarray, som inneholder enkeltkjedede DNA-fragmenter fra hundrevis eller tusenvis av organismens gener. Dersom cDNA-søker et gitt gen er tilstede, bindes det til det tilsvarende genfragmentet. Etterpå kan forskerne vaske microarray og undersøke det under en svart lys. Hver fluorescerende flekk representerer et gen som var aktiv i det opprinnelige vevsprøve.

cDNA og RT-PCR

Noen ganger ønsker forskerne å vite hvorvidt et bestemt gen er aktiv i en prøve. I så fall kan de bruke RT-PCR. På samme måte som med den microarray teknikk, de første lage cDNA-kopier av mRNA fra en bestemt celle. Deretter bruker de en teknikk kalt PCR som gjør mange kopier av DNA-sekvensen fra det aktuelle genet. Dersom det aktuelle genet ble uttrykt i vevsprøven, er dens cDNA-kopi til stede og vil bli amplifisert ved PCR, slik at mange kopier av genet av interesse vil medføre. Dersom PCR-reaksjonen ikke fremstille kopier av region fra genet av interesse, følger det at den cDNA som var ikke til stede, og genet var ikke aktiv i den opprinnelige vevsprøve.