Wat is een reverse transcriptase?
Reverse transcriptase is een type enzym dat voorkomt in een klasse van virussen die retrovirussen worden genoemd , waaronder HIV, het Hepatitis B-virus en sommige kankerverwekkende virussen. Retrovirussen hebben RNA in plaats van DNA als hun genetische code, en zijn in staat om iets te doen dat de meeste andere cellen niet kunnen - ze kunnen het omgekeerde proces naar transcriptie uitvoeren. Met andere woorden, ze kunnen DNA van RNA maken. Omgekeerde transcriptase is, zoals de naam al doet vermoeden, bij dit proces betrokken.
In de meeste cellen draagt DNA de genetische informatie. Tijdens transcriptie worden de DNA-moleculen gecodeerd in RNA-moleculen. Deze RNA-moleculen worden vervolgens in het cytoplasma van de cel gebruikt om eiwitten te creëren tijdens het translatieproces. Eiwitten bepalen welke activiteiten de cellen uitvoeren, omdat ze enzymen en dergelijke moleculen vormen.
Alle virussen zijn parasieten die van hun gastheercellen leven. De meeste bestaan alleen uit hun genetische code, terwijl enkele ook een enzym bevatten, zoals retrovirussen en reverse transcriptase. Om zich voort te planten, moeten virussen een gastheer infecteren en vervolgens de cellen van de gastheer gebruiken om hun genen door te geven. Er zijn een aantal verschillende manieren waarop virussen zich kunnen reproduceren, waaronder het gebruik van reverse transcriptase door retrovirussen.
Wanneer retrovirussen een gastheer infecteren, komen ze vaak de gastheercel volledig binnen en verliezen daarbij hun beschermende laag. Eenmaal in de gastheercel voert reverse transcriptase het reverse transcriptieproces uit, waarbij een DNA-kopie van het RNA-chromosoom van het virus wordt gemaakt. Dit DNA wordt cDNA genoemd omdat het een complementaire DNA-streng is voor het RNA.
Nadat het cDNA is gevormd, wordt de kopie geïntegreerd in het DNA van de gastheercel. Vaak wordt het cDNA en de genen die het bevat een permanente toevoeging aan het gastheer-DNA. Het cDNA wordt nu gekopieerd en getranscribeerd en vertaald met de rest van het DNA door de enzymen van de gastheercel tijdens reguliere DNA-replicatie, transcriptie en translatie. Op deze manier is het virus in staat om verdere kopieën van zichzelf en zijn enzym te maken, die vervolgens uit de cel worden verdreven en andere cellen verder kunnen binnendringen.
Reverse transcriptase werd ontdekt in 1970 en speelt sindsdien een belangrijke rol in genetische manipulatie. Dit enzym is geïsoleerd uit viruscellen en vervolgens gebruikt om kopieën van DNA uit verschillende cellen te produceren. Een voorbeeld van hoe reverse transcriptase is gebruikt, is DNA dupliceren dat codeert voor een bepaald eiwit in een bepaald orgaan - insuline is zo'n voorbeeld.
Vroeger moesten diabetici insuline van paarden of varkens gebruiken voor hun injecties. Met de komst van genetische manipulatie kan nu menselijke insuline worden geproduceerd. Eerst wordt messenger RNA of mRNA, dat de instructies draagt voor het produceren van insuline, geïsoleerd uit de pancreascellen die insuline produceren. Omgekeerde transcriptase wordt toegevoegd aan het mRNA zodat het DNA-kopieën of cDNA kan produceren. Het cDNA draagt nu de genen voor het maken van insuline en kan worden gebruikt om grote hoeveelheden te produceren voor gebruik door degenen die het nodig hebben.