通過反轉錄酶 - 中文百科知識
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因為編寫人教版高中生物必修2和必修3的人不同,所以這兩本書並沒有用同一個詞,所以有些人以為這兩個詞是不同意思。
反轉錄過程由反轉錄酶催化,該酶也稱依賴RNA的DNA聚合 ...
反轉錄 反轉錄是以RNA為模板,通過反轉錄酶,合成DNA的過程。
是DNA生物合成的一種特殊方式。
反轉錄是進行基因工程過程中,以RNA為模板提取出DNA遺傳信息的過程。
注反轉錄也稱為逆轉錄,兩者是混用的,英文都是reversetranscription,搜尋這兩個詞就會知道。
因為編寫人教版高中生物必修2和必修3的人不同,所以這兩本書並沒有用同一個詞,所以有些人以為這兩個詞是不同意思。
反轉錄過程由反轉錄酶催化,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DNA(cDNA)。
反轉錄酶存在於一些RNA病毒中,可能與病毒的惡性轉化有關。
人類免疫缺陷病毒(HIV)也是一種RNA病毒,含有反轉錄酶。
在小鼠及人的正常細胞和胚胎細胞中也有反轉錄酶,推測可能與細胞分化和胚胎髮育有關。
大多數反轉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,所以由反轉錄酶催化合成的DNA出錯率比較高。
②RNaseH活性;由反轉錄酶催化合成的cDNA與模板RNA形成的雜交分子,將由RNaseH從RNA5′端水解掉RNA分子。
③DNA指導的DNA聚合酶活性;以反轉錄合成的第一條DNA單鏈為模板,以dNTP為底物,再合成第二條DNA分子。
除此之外,有些反轉錄酶還有DNA內切酶活性,這可能與病毒基因整合到宿主細胞染色體DNA中有關。
反轉錄酶的發現對於遺傳工程技術起了很大的推動作用,目前它已成為一種重要的工具酶。
用組織細胞提取mRNA並以它為模板,在反轉錄酶的作用下,合成出互補的DNA(cDNA),由此可構建出cDNA文庫(cDNAlibrary),從中篩選特異的目的基因,這是在基因工程技術中最常用的獲得目的基因的方法。
反轉錄的簡要過程表示如下:人為地提取出所需要的目的基因的信使RNA,並以之為模板人工合成DNA。
反轉錄酶的作用是以dNTP為底物,以RNA為模板,tRNA(主要是色氨酸tRNA)為引物,在tRNA3′桹H末端上,按5′→3′方向,合成一條與RNA模板互補的DNA單鏈,這條DNA單鏈叫做互補DNA(complementaryDNA,cDNA),它與RNA模板形成RNADNA雜交體。
隨後又在反轉錄酶的作用下,水解掉RNA鏈,再以cDNA為模板合成第二條DNA鏈。
至此,完成由RNA指導的DNA合成過程。
生物學意義反轉錄的發現有重要的理論意義和實踐意義。
(1)對分子生物學的中心法則進行了修正和補充,修正後的中心法則表示為:是指遺傳信息從DNA傳遞給RNA,再從RNA傳遞給蛋白質,即完成遺傳信息的轉錄和翻譯的過程。
也可以從DNA傳遞給DNA,即完成DNA的複製過程。
這是所有有細胞結構的生物所遵循的法則。
某些病毒中的RNA自我複製(如菸草花葉病毒等)和在某些病毒中能以RNA為模板逆轉錄成DNA的過程(某些致癌病毒)。
有些病毒(如阮病毒,即瘋牛病病毒)以蛋白質直接形成蛋白質。
(2)在致癌病毒的研究中發現了癌基因,在人類一些癌細胞如膀胱癌、小細胞肺癌等細胞中,也分離出與病毒癌基因相同的鹼基序列,稱為細胞癌基因或原癌基因。
癌基因的發現為腫瘤發病機理的研究提供了很有前途的線索。
(3)在實際工作中有助於基因工程的實施。
由於目的基因的轉錄產物易於製備,可將mRNA反向轉錄形成DNA用以獲得目的基因。
分子生物學實驗技術分子生物學(molecularbiology)是從分子水平研究作為生命活動主要物質基礎的生物大分子結構與功能,從而闡明生命現象本質的科學。
而分子生物學的各種實驗方法,是本學科得以高速發展和不斷取得突破性成就的基礎。
隨著學科的發展和各相關交叉學科的進步,分子生物學實驗技術必定會越來越高效與精準,成為人類探索自然、改善自然的有力工具。
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