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反转录酶的医学发展与社会效益
  • 发布日期:2022-07-06      浏览次数:658
    • 反转录酶(reverse transcriptase,也可写成逆转录酶) 又称为依赖RNA 的DNA 聚合酶。1970 年Temin 等在致癌RNA 病毒中发现了一种特殊的DNA 聚合酶,该酶以RNA 为模板,以dNTP 为底物,tRNA( 主要是色氨酸tRNA) 为引物,在tRNA 3'-OH 末端上,根据碱基配对的原则,按5'-3'方向合成一条与RNA 模板互补的DNA 单链,这条DNA 单链叫做互补DNA (complementary DNA,CDNA)。 
      反转录酶(Reverse transcriptase)是以RNA为模板指导三磷酸脱氧核苷酸合成互补DNA(cDNA)的酶。哺乳类C型病毒的反转录酶和鼠类B型病毒的反转录酶都是一条多肽链。鸟类RNA病毒的反转录酶则由两上亚基结构。真核生物中也都分离出具有不同结构的反转录酶。

      医学发展

      细胞的衰老和老化被认为和染色体末端由重复的DNA(TTAGGG)序列所组成的端粒序列的丢失相关。随着细胞的每次分裂,端粒会丢失50~200bp,当端粒缩短到一定程度就不再保护染色体免受重组或降解,细胞分裂的控制点就此得到信号而产生作用,可使细胞分裂停止并进入老化过程致细胞死亡。端粒长度的维持即重复序列向染色体末端的添加由端粒酶所催化。端粒酶组成包括RNA组分、端粒酶相关蛋白和端粒酶反转录酶。其中端粒酶反转录酶对端粒酶活性起关键作用。在人体,端粒酶活性存在于干细胞、生殖细胞、部分有再生能力的体细胞及绝大多数恶性肿瘤组织中。它的高活性是肿瘤细胞恶性增殖的一项重要条件,但其适量表达又具有延长细胞寿命的作用。随着干细胞分化的进行,端粒酶活性也随之降低,至终末分化细胞已无法测到端粒酶。适度上调和维持干细胞的端粒酶活性,对提高干细胞体外复制和扩增能力及揭示干细胞衰老机制都将具有重要意义。近期研究发现,在富含表皮干细胞的表皮基底层和生长期毛囊中均有端粒酶活性表达,但目前对不同发育阶段人表皮干细胞端粒酶表达特征仍缺乏相应的了解。弄清楚它们在表皮干细胞中的表达变化及其规律,将会增加对表皮干细胞的认识,获得更多有关表皮干细胞复制调控的新信息。

      成功将人表皮干细胞体外分离培养的基础上,对比观察不同发育阶段人表皮干细胞端粒酶反转录酶表达的差异特征,结果表明人胚胎、少儿、成人皮肤来源的表皮干细胞均有端粒酶反转录酶表达,其表达强度依次减弱。提示诱导和增强端粒酶反转录酶的表达对维持表皮干细胞在体外自我更新和增殖能力可能具有重要意义。

      社会效益

      由它催化转录合成的DNA称为互补DNA(cDNA)。通常情况下,细胞内的转录应由DNA到RNA的,所得RNA为信使RNA(mRNA)供蛋白质合成作模板用。而在部分RNA病毒中,要实现自身扩增,必须具有DNA,因此先由RNA逆转录合成cDNA再由cDNA转录出RNA。逆转录酶可用RT—PCR,将RNA转变为DNA后扩增,以获得RNA的序列。1970年从致癌RNA病毒中发现了反转录酶,并认为此酶与病毒的致癌性质有关。反转录酶也分布于某些正常细胞和胚胎细胞。反转录酶的发现表明不能把生物的遗传信息由DNA→mRNA→蛋白质绝对化,遗传信息也可以从RNA传递到DNA。它促进了分子生物学、生物化学和病毒学的研究,已成为研究这些学科的有力工具。


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