Was ist eine reverse Transkriptase?
Reverse Transkriptase ist ein Enzymtyp, der in einer Klasse von Viren, den so genannten Retroviren, vorkommt , zu denen HIV, das Hepatitis B-Virus und einige krebserregende Viren gehören. Retroviren haben RNA anstelle von DNA als genetischen Code und können etwas tun, was die meisten anderen Zellen nicht können - sie können den umgekehrten Prozess zur Transkription durchführen. Mit anderen Worten, sie können DNA aus RNA herstellen. Die reverse Transkriptase ist, wie der Name schon sagt, an diesem Prozess beteiligt.
In den meisten Zellen trägt die DNA die genetische Information. Während der Transkription werden die DNA-Moleküle in RNA-Moleküle kodiert. Diese RNA-Moleküle werden dann im Zytoplasma der Zelle verwendet, um während des Translationsprozesses Proteine zu erzeugen. Proteine bestimmen, welche Aktivitäten die Zellen ausüben, da sie Enzyme und solche Moleküle bilden.
Alle Viren sind Parasiten, die von ihren Wirtszellen leben. Die meisten bestehen nur aus ihrem genetischen Code, während einige auch ein Enzym wie Retroviren und reverse Transkriptase enthalten. Um sich zu vermehren, müssen Viren einen Wirt infizieren und dann die Zellen des Wirts verwenden, um ihre Gene weiterzugeben. Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, wie Viren sich reproduzieren können, einschließlich der Verwendung der reversen Transkriptase durch Retroviren.
Wenn Retroviren einen Wirt infizieren, gelangen sie häufig vollständig in die Wirtszelle und verlieren dabei ihre Schutzhülle. In der Wirtszelle führt die reverse Transkriptase den Prozess der reversen Transkription durch und erstellt eine DNA-Kopie des RNA-Chromosoms des Virus. Diese DNA wird als cDNA bezeichnet, da es sich um einen zur RNA komplementären DNA-Strang handelt.
Sobald die cDNA gebildet ist, wird die Kopie in die DNA der Wirtszelle integriert. Oft werden die cDNA und die darin enthaltenen Gene zu einer permanenten Ergänzung der Wirts-DNA. Die cDNA wird nun durch die Enzyme der Wirtszelle während der regelmäßigen DNA-Replikation, -Transkription und -Translation kopiert und transkribiert und mit dem Rest der DNA translatiert. Auf diese Weise ist das Virus in der Lage, weitere Kopien von sich selbst und seinem Enzym zu erstellen, die dann aus der Zelle ausgestoßen werden und weiter in andere Zellen eindringen können.
Reverse Transkriptase wurde 1970 entdeckt und spielt seitdem eine wichtige Rolle in der Gentechnik. Dieses Enzym wurde aus Viruszellen isoliert und dann verwendet, um Kopien von DNA aus verschiedenen Zellen herzustellen. Ein Beispiel für die Verwendung der reversen Transkriptase ist die Vervielfältigung von DNA, die für ein bestimmtes Protein in einem bestimmten Organ kodiert. Insulin ist ein solches Beispiel.
Früher mussten Diabetiker für ihre Injektionen Insulin von Pferden oder Schweinen verwenden. Mit dem Aufkommen der Gentechnik kann nun Humaninsulin produziert werden. Zunächst wird Messenger-RNA oder mRNA, die die Anweisungen zur Insulinproduktion enthält, aus den Pankreaszellen isoliert, die Insulin produzieren. Reverse Transkriptase wird zu der mRNA hinzugefügt, so dass sie DNA-Kopien oder cDNA produzieren kann. Die cDNA enthält jetzt die Gene zur Herstellung von Insulin und kann zur Herstellung großer Mengen verwendet werden, die von denjenigen verwendet werden können, die sie benötigen.