రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్

From LTRC
రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ (RNA-డిపెండెంట్ DNA పాలిమరేజ్)
స్పటిక నిర్మాణము HIV-1 రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్, p51 మరియు p66 అనే రెండు సబ్‌యూనిట్‌లతో, రంగులు వేయబడినవి మరియు పాలిమరేజ్ మరియు న్యూక్లియేజ్ యొక్క యాక్టివ్ సైట్‌లు హైలైట్ చేయబడినవి
గుర్తింపు సంఖ్యలు
చిహ్నం RVT_1
Pfam PF00078
Pfam క్లాన్ CL0027
InterPro IPR000477
PROSITE PS50878
SCOP2 1hmv / SCOPe / SUPFAM
CDD cd00304
అందుబాటులో ఉన్న ప్రోటీన్ నిర్మాణాలు:

రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ (RT) అనేది రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ అనే ప్రక్రియ ద్వారా ఒక RNA అణువును టెంప్లేట్‌గా ఉపయోగించి కాంప్లిమెంటరీ DNA అణువును సంశ్లేషణ చేసే ఒక ఎంజైమ్. రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్‌లను HIV మరియు హెపటైటిస్ బి వంటి వైరస్లు తమ జన్యువులను ప్రతిరూపం (replicate) చేయడానికి, రెట్రోట్రాన్స్‌పోసాన్ మొబైల్ జెనెటిక్ ఎలిమెంట్స్ హోస్ట్ జన్యువులో విస్తరించడానికి, మరియు యూకారియోటిక్ కణాలు తమ లీనియర్ క్రోమోజోమ్‌ల చివరన ఉండే టెలోమీర్లను పొడిగించడానికి ఉపయోగిస్తాయి. ఈ ప్రక్రియ శాస్త్రీయ సెంట్రల్ డాగ్మా వివరించిన జన్యు సమాచార ప్రవాహాన్ని ఉల్లంఘించదు, బదులుగా RNA నుండి DNAకు సమాచార బదిలీని చేర్చడం ద్వారా దానిని విస్తరిస్తుంది.[1][2][3]

రెట్రోవైరల్ RT మూడు వరుస జీవరసాయన చర్యలను కలిగి ఉంటుంది: RNA-ఆధారిత DNA పాలిమరేజ్ చర్య, రైబోన్యూక్లియేజ్ H (RNase H), మరియు DNA-ఆధారిత DNA పాలిమరేజ్ చర్య. సమిష్టిగా, ఈ చర్యలు ఎంజైమ్‌ను సింగిల్-స్ట్రాండెడ్ RNAను డబుల్-స్ట్రాండెడ్ cDNAగా మార్చడానికి వీలు కల్పిస్తాయి. రెట్రోవైరస్‌లు మరియు రెట్రోట్రాన్స్‌పోసాన్‌లలో, ఈ cDNA హోస్ట్ జన్యువులోకి ఎండోజెనైజ్ చేయబడుతుంది, దీని నుండి హోస్ట్-సెల్ ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ ద్వారా కొత్త RNA కాపీలను తయారు చేయవచ్చు. ఇదే రకమైన చర్యల క్రమాన్ని ప్రయోగశాలలలో RNAను DNAగా మార్చడానికి మాలిక్యులర్ క్లోనింగ్, RNA సీక్వెన్సింగ్, పాలిమరేజ్ చైన్ రియాక్షన్ (PCR), లేదా జన్యు విశ్లేషణ కోసం విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు.

చరిత్ర

రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్‌లను హోవార్డ్ టెమిన్ విస్కాన్సిన్-మాడిసన్ విశ్వవిద్యాలయంలో రౌస్ సార్కోమా విరియాన్స్‌లో కనుగొన్నారు[4] మరియు స్వతంత్రంగా డేవిడ్ బాల్టిమోర్ 1970లో MITలో రెండు RNA ట్యూమర్ వైరస్‌ల నుండి వేరు చేశారు: మ్యూరిన్ ల్యుకేమియా వైరస్ మరియు మళ్ళీ రౌస్ సార్కోమా వైరస్.[5] వారి విజయాలకు గాను, వారు 1975లో నోబెల్ ఫిజియాలజీ లేదా మెడిసిన్ బహుమతిని (రెనాటో డల్బెక్కోతో కలిసి) పంచుకున్నారు.

రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్‌ను మొదట్లో RNA-ఆధారిత DNA పాలిమరేజ్ అని పిలిచేవారు. "రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్" అనే పదం నేచర్కు రాసిన ఒక అజ్ఞాత లేఖలో సృష్టించబడింది,[6] ఇది ఆగస్టు 1970లోనే కనిపించింది.[7]

బాగా అధ్యయనం చేయబడిన రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్‌లలో ఇవి ఉన్నాయి:

డిఫెన్స్-అసోసియేటెడ్ రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ (DRT) రైబోన్యూక్లియోప్రోటీన్ కాంప్లెక్స్‌లు అనేవి రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ ఎంజైమ్‌లు మరియు సంబంధిత నాన్-కోడింగ్ RNAల (ncRNAs)తో కూడిన ప్రోకారియోటిక్ యాంటీవైరల్ వ్యవస్థల తరగతి. ఈ కాంప్లెక్స్‌లు బ్యాక్టీరియా మరియు ఆర్కియా రక్షణ యంత్రాంగాలలో భాగంగా బ్యాక్టీరియోఫేజ్ ఇన్ఫెక్షన్‌కు వ్యతిరేకంగా పనిచేస్తాయి మరియు న్యూక్లియిక్ ఆమ్లాలను సంశ్లేషణ చేసే సామర్థ్యంతో వర్గీకరించబడతాయి[11]

వైరస్‌లలో పనితీరు

రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ దాని వేలు, అరచేతి మరియు బొటనవేలు ప్రాంతాలతో చూపబడింది. RNase H యాక్టివ్ సైట్ మరియు పాలిమరేజ్ యాక్టివ్ సైట్ యొక్క ఉత్ప్రేరక అమైనో ఆమ్లాలు బాల్-అండ్-స్టిక్ రూపంలో చూపబడ్డాయి.

ఈ ఎంజైమ్‌లు ప్రతిరూపణ ప్రక్రియలో భాగంగా రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్‌ను ఉపయోగించే వైరస్‌ల ద్వారా ఎన్‌కోడ్ చేయబడతాయి మరియు ఉపయోగించబడతాయి. రెట్రోవైరస్‌ల వంటి రివర్స్-ట్రాన్స్‌క్రైబింగ్ RNA వైరస్‌లు, తమ RNA జన్యువులను DNAగా రివర్స్-ట్రాన్స్‌క్రైబ్ చేయడానికి ఈ ఎంజైమ్‌ను ఉపయోగిస్తాయి, ఇది హోస్ట్ జన్యువులో కలిసిపోయి దానితో పాటు ప్రతిరూపం చెందుతుంది. హెపాడ్నావైరస్‌ల వంటి రివర్స్-ట్రాన్స్‌క్రైబింగ్ DNA వైరస్‌లు, DNA స్ట్రాండ్‌లను తయారు చేయడంలో మరియు అసెంబ్లింగ్ చేయడంలో RNAను టెంప్లేట్‌గా ఉపయోగించేలా చేయగలవు. HIV ఈ ఎంజైమ్ సహాయంతో మానవులకు సోకుతుంది. రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ లేకపోతే, వైరల్ జన్యువు హోస్ట్ కణంలోకి చేరలేకపోతుంది, దీని ఫలితంగా ప్రతిరూపణ విఫలమవుతుంది.

రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ లేదా రెట్రోట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ ప్రక్రియ

రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ RNA టెంప్లేట్ నుండి డబుల్-స్ట్రాండెడ్ DNAను సృష్టిస్తుంది.

DNA-ఆధారిత DNA పాలిమరేజ్ చర్య లేని రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ కలిగిన వైరస్ జాతులలో, డబుల్-స్ట్రాండెడ్ DNA సృష్టిని హోస్ట్-ఎన్‌కోడెడ్ DNA పాలిమరేజ్ δ ద్వారా చేయవచ్చు, ఇది వైరల్ DNA-RNAను ప్రైమర్‌గా పొరబడి, ప్రైమర్ తొలగింపు వంటి యంత్రాంగం ద్వారా డబుల్-స్ట్రాండెడ్ DNAను సంశ్లేషణ చేస్తుంది, ఇక్కడ కొత్తగా సంశ్లేషణ చేయబడిన DNA అసలు RNA టెంప్లేట్‌ను స్థానభ్రంశం చేస్తుంది.

రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ ప్రక్రియ, దీనిని రెట్రోట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది చాలా లోపభూయిష్టమైనది, మరియు ఈ దశలోనే ఉత్పరివర్తనలు (mutations) సంభవించవచ్చు. ఇటువంటి ఉత్పరివర్తనలు యాంటీవైరల్ ఔషధాలకు నిరోధకతను కలిగించవచ్చు.[12]

రెట్రోవైరల్ రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్

HIVలో రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ యంత్రాంగం. దశ సంఖ్యలు వచన వివరణతో సరిపోలుతాయి.

రెట్రోవైరస్‌లు, వీటిని క్లాస్ VI ssRNA-RT వైరస్‌లు అని కూడా పిలుస్తారు, ఇవి DNA ఇంటర్మీడియట్‌తో కూడిన RNA రివర్స్-ట్రాన్స్‌క్రైబింగ్ వైరస్‌లు. వీటి జన్యువులు 5′ క్యాప్ మరియు 3′ పాలీఎడెనైలేటెడ్ టెయిల్ కలిగిన రెండు పాజిటివ్-సెన్స్ సింగిల్-స్ట్రాండెడ్ RNA అణువులతో ఉంటాయి. రెట్రోవైరస్‌లకు ఉదాహరణలు హ్యూమన్ ఇమ్యునో డెఫిషియన్సీ వైరస్ (HIV) మరియు హ్యూమన్ T-లింఫోట్రోపిక్ వైరస్ (HTLV). డబుల్-స్ట్రాండెడ్ DNA సృష్టి సైటోసోల్లో[13] ఈ క్రింది దశల శ్రేణిగా జరుగుతుంది:

  2. లైసిల్ tRNA ప్రైమర్‌గా పనిచేస్తుంది మరియు వైరస్ RNA జన్యువులోని ప్రైమర్ బైండింగ్ సైట్ లేదా PBS అని పిలువబడే కాంప్లిమెంటరీ భాగానికి హైబ్రిడైజ్ అవుతుంది.
  3. రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ అప్పుడు ప్రైమర్ యొక్క 3′ చివరన DNA న్యూక్లియోటైడ్‌లను జోడిస్తుంది, వైరల్ RNA యొక్క U5 (నాన్-కోడింగ్ ప్రాంతం) మరియు R ప్రాంతం (RNA అణువు యొక్క రెండు చివరలలో కనిపించే ప్రత్యక్ష పునరావృతం)కు కాంప్లిమెంటరీ DNAను సంశ్లేషణ చేస్తుంది.
  4. రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ ఎంజైమ్‌లోని RNAse H అని పిలువబడే ఒక డొమైన్ RNA యొక్క 5′ చివరన ఉన్న U5 మరియు R ప్రాంతాలను క్షీణింపజేస్తుంది.
  5. tRNA ప్రైమర్ అప్పుడు వైరల్ జన్యువు యొక్క 3′ చివరకి "జంప్" అవుతుంది, మరియు కొత్తగా సంశ్లేషణ చేయబడిన DNA స్ట్రాండ్‌లు RNAలోని కాంప్లిమెంటరీ R ప్రాంతానికి హైబ్రిడైజ్ అవుతాయి.
  6. (1)లో సంశ్లేషణ చేయబడిన కాంప్లిమెంటరీ DNA (cDNA) మరింత విస్తరించబడుతుంది.
  7. వైరల్ RNAలో ఎక్కువ భాగం RNAse H ద్వారా క్షీణింపజేయబడుతుంది, కేవలం PP సీక్వెన్స్ మాత్రమే మిగిలి ఉంటుంది.
  8. రెండవ DNA స్ట్రాండ్ సంశ్లేషణ ప్రారంభమవుతుంది, మిగిలిన వైరల్ RNA యొక్క PP ఫ్రాగ్‌మెంట్‌ను ప్రైమర్‌గా ఉపయోగిస్తుంది.
  9. tRNA ప్రైమర్ వదిలివేస్తుంది మరియు ఒక "జంప్" జరుగుతుంది.
  10. రెండవ స్ట్రాండ్ నుండి PBS మొదటి స్ట్రాండ్‌లోని కాంప్లిమెంటరీ PBSతో హైబ్రిడైజ్ అవుతుంది.
  11. అసలు వైరల్ RNA జన్యువు యొక్క పూర్తి డబుల్-స్ట్రాండెడ్ DNA కాపీని ఏర్పరచడానికి రెండు స్ట్రాండ్‌లు విస్తరించబడతాయి, ఇది అప్పుడు ఇంటిగ్రేస్ ఎంజైమ్ ద్వారా హోస్ట్ జన్యువులోకి చేర్చబడుతుంది.

డబుల్-స్ట్రాండెడ్ DNA సృష్టిలో స్ట్రాండ్ ట్రాన్స్‌ఫర్ కూడా ఉంటుంది, ఇందులో ప్రారంభ RNA-ఆధారిత DNA సంశ్లేషణ నుండి వచ్చిన చిన్న DNA ఉత్పత్తి జన్యువు యొక్క మరొక చివరన ఉన్న అంగీకార టెంప్లేట్ ప్రాంతాలకు స్థానభ్రంశం చెందుతుంది, ఇవి తర్వాత రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ ద్వారా దాని DNA-ఆధారిత DNA చర్య కోసం చేరుకోబడతాయి మరియు ప్రాసెస్ చేయబడతాయి.[14]

రెట్రోవైరల్ RNA 5′ టెర్మినస్ నుండి 3′ టెర్మినస్ వరకు అమర్చబడి ఉంటుంది. ప్రైమర్ వైరల్ RNAకు ఎనీల్ చేయబడిన సైట్‌ను ప్రైమర్-బైండింగ్ సైట్ (PBS) అంటారు. RNA 5′ చివర నుండి PBS సైట్ వరకు ఉన్న భాగాన్ని U5 అంటారు, మరియు RNA 3′ చివర నుండి PBS వరకు ఉన్న భాగాన్ని లీడర్ అంటారు. tRNA ప్రైమర్ 14 మరియు 22 న్యూక్లియోటైడ్‌ల మధ్య విడదీయబడి, PBS వద్ద వైరల్ RNAతో బేస్-పెయిర్డ్ డ్యూప్లెక్స్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. PBS వైరల్ RNA యొక్క 5′ టెర్మినస్ దగ్గర ఉండటం అసాధారణం, ఎందుకంటే రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ ప్రైమర్ యొక్క 3′ చివర నుండి 5′ నుండి 3′ దిశలో (కొత్తగా సంశ్లేషణ చేయబడిన DNA స్ట్రాండ్‌కు సంబంధించి) DNAను సంశ్లేషణ చేస్తుంది. అందువల్ల, ప్రైమర్ మరియు రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ వైరల్ RNA యొక్క 3′ చివరకి మార్చబడాలి. ఈ స్థానమార్పిడిని సాధించడానికి, DNA పాలిమరేజ్, రైబోన్యూక్లియేజ్ H (RNase H) మరియు పాలీన్యూక్లియోటైడ్ అన్‌వైండింగ్‌తో సహా బహుళ దశలు మరియు వివిధ ఎంజైమ్‌లు అవసరం.[15][16]

HIV రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ cDNA సంశ్లేషణ సమయంలో వైరల్ RNAను క్షీణింపజేసే రైబోన్యూక్లియేజ్ చర్యను కూడా కలిగి ఉంటుంది, అలాగే సెన్స్ cDNA స్ట్రాండ్‌ను డబుల్-స్ట్రాండెడ్ వైరల్ DNA ఇంటర్మీడియట్ (vDNA)ను ఏర్పరచడానికి యాంటీసెన్స్ DNAగా కాపీ చేసే DNA-ఆధారిత DNA పాలిమరేజ్ చర్యను కూడా కలిగి ఉంటుంది.[17] HIV వైరల్ RNA నిర్మాణ మూలకాలు రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ పురోగతిని నియంత్రిస్తాయి.[18]

సెల్యులార్ జీవనంలో

రెట్రోట్రాన్స్‌పోసాన్‌లు అని పిలువబడే యూకారియోటిక్ జన్యువుల స్వీయ-ప్రతిరూపణ సాగదీత భాగాలు RNA ఇంటర్మీడియట్ ద్వారా జన్యువులోని ఒక స్థానం నుండి మరొక స్థానానికి మారడానికి రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్‌ను ఉపయోగిస్తాయి. ఇవి మొక్కలు మరియు జంతువుల జన్యువులలో సమృద్ధిగా కనిపిస్తాయి. టెలోమెరేస్ అనేది మానవులతో సహా అనేక యూకారియోట్‌లలో కనిపించే మరొక రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్, ఇది తన స్వంత RNA టెంప్లేట్‌ను కలిగి ఉంటుంది; ఈ RNA DNA ప్రతిరూపణ కోసం టెంప్లేట్‌గా ఉపయోగించబడుతుంది.[19]

ప్రోకారియోట్‌లలో రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ గురించి ప్రారంభ నివేదికలు 1971లో ఫ్రాన్స్‌లో (బెల్జాన్స్కి మరియు ఇతరులు, 1971a, 1972) మరియు కొన్ని సంవత్సరాల తర్వాత USSRలో (రోమాష్చెంకో 1977[20]) వచ్చాయి. ఇవి అప్పటి నుండి బ్యాక్టీరియల్ రెట్రాన్‌లలో భాగంగా విస్తృతంగా వివరించబడ్డాయి, ఇవి రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ కోసం కోడ్ చేసే ప్రత్యేక సీక్వెన్స్‌లు, మరియు msDNA సంశ్లేషణలో ఉపయోగించబడతాయి. DNA సంశ్లేషణను ప్రారంభించడానికి, ఒక ప్రైమర్ అవసరం. బ్యాక్టీరియాలో, ప్రైమర్ ప్రతిరూపణ సమయంలో సంశ్లేషణ చేయబడుతుంది.[21]

ఒరెగాన్ స్టేట్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన వలేరియన్ డోల్జా, వైరస్‌లు తమ వైవిధ్యం కారణంగా, సెల్యులార్ జీవన అభివృద్ధిలో పరిణామ పాత్రను పోషించాయని, రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ కేంద్ర పాత్రను పోషిస్తుందని వాదించారు.[22]

నిర్మాణం

రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ ఇతర వైరల్ న్యూక్లియిక్ యాసిడ్ పాలిమరేజ్‌లలో కనిపించే "కుడి చేయి" నిర్మాణాన్ని ఉపయోగిస్తుంది.[23][24] ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ పనితీరుతో పాటు, రెట్రోవైరల్ రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్‌లు RNase H కుటుంబానికి చెందిన ఒక డొమైన్‌ను కలిగి ఉంటాయి, ఇది వాటి ప్రతిరూపణకు చాలా ముఖ్యమైనది. RNA టెంప్లేట్‌ను క్షీణింపజేయడం ద్వారా, ఇది DNA యొక్క మరొక స్ట్రాండ్‌ను సంశ్లేషణ చేయడానికి[25] అనుమతిస్తుంది. జీర్ణక్రియ నుండి కొన్ని శకలాలు DNA పాలిమరేజ్ (అదే ఎంజైమ్ లేదా హోస్ట్ ప్రోటీన్) కోసం ప్రైమర్‌గా కూడా పనిచేస్తాయి, ఇది మరొక (ప్లస్) స్ట్రాండ్‌ను తయారు చేయడానికి బాధ్యత వహిస్తుంది.[23]

ప్రతిరూపణ విశ్వసనీయత

రెట్రోవైరస్ జీవిత చక్రంలో మూడు వేర్వేరు ప్రతిరూపణ వ్యవస్థలు ఉన్నాయి. మొదటి ప్రక్రియ వైరల్ RNA నుండి వైరల్ DNA యొక్క రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ సంశ్లేషణ, ఇది కొత్తగా తయారైన కాంప్లిమెంటరీ DNA స్ట్రాండ్‌లను ఏర్పరుస్తుంది. రెండవ ప్రతిరూపణ ప్రక్రియ హోస్ట్ సెల్యులార్ DNA పాలిమరేజ్ ఇంటిగ్రేటెడ్ వైరల్ DNAను ప్రతిరూపం చేసినప్పుడు జరుగుతుంది. చివరగా, RNA పాలిమరేజ్ II ప్రోవైరల్ DNAను RNAగా ట్రాన్స్‌క్రైబ్ చేస్తుంది, ఇది విరియాన్స్‌లోకి ప్యాక్ చేయబడుతుంది. ఈ ప్రతిరూపణ దశలలో ఒకటి లేదా అన్నింటిలో ఉత్పరివర్తన సంభవించవచ్చు.[26]

రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ RNAను DNAగా ట్రాన్స్‌క్రైబ్ చేసేటప్పుడు అధిక లోపం రేటును కలిగి ఉంటుంది, ఎందుకంటే ఇతర DNA పాలిమరేజ్‌ల వలె కాకుండా, దీనికి ప్రూఫ్ రీడింగ్ సామర్థ్యం లేదు. ఈ అధిక లోపం రేటు ప్రతిరూపణ యొక్క ప్రూఫ్ రీడ్ రూపాలతో పోలిస్తే ఉత్పరివర్తనలు వేగవంతమైన రేటుతో పేరుకుపోవడానికి అనుమతిస్తుంది. ప్రోమెగా ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన వాణిజ్యపరంగా అందుబాటులో ఉన్న రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్‌లు AMV కోసం 17,000 బేస్‌లలో 1 మరియు M-MLV కోసం 30,000 బేస్‌లలో 1 లోపం రేట్లను కలిగి ఉన్నాయని వాటి మాన్యువల్‌లలో పేర్కొనబడ్డాయి.[27]

సింగిల్-న్యూక్లియోటైడ్ పాలిమార్ఫిజమ్‌లను సృష్టించడమే కాకుండా, రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్‌లు ట్రాన్స్‌క్రిప్ట్ ఫ్యూజన్‌లు, ఎక్సాన్ షఫ్లింగ్ మరియు కృత్రిమ యాంటీసెన్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్ట్‌లను సృష్టించడం వంటి ప్రక్రియలలో కూడా పాల్గొంటాయని చూపబడింది.[28][29] రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ యొక్క ఈ టెంప్లేట్ స్విచ్చింగ్ చర్య, ఇది పూర్తిగా ఇన్ వివోలో ప్రదర్శించబడుతుంది, మోడల్ జీవుల జన్యువులలో వేలకొద్దీ అన్-అనోటేటెడ్ ట్రాన్స్‌క్రిప్ట్‌లను కనుగొనడానికి కారణాలలో ఒకటిగా ఉండవచ్చని ఊహించబడింది.[30]

టెంప్లేట్ స్విచ్చింగ్

ప్రతి రెట్రోవైరస్ కణంలో రెండు RNA జన్యువులు ప్యాక్ చేయబడతాయి, కానీ, ఇన్ఫెక్షన్ తర్వాత, ప్రతి వైరస్ ఒక ప్రోవైరస్ను మాత్రమే ఉత్పత్తి చేస్తుంది.[31] ఇన్ఫెక్షన్ తర్వాత, రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ రెండు జన్యు కాపీల మధ్య టెంప్లేట్ స్విచ్చింగ్‌తో కూడి ఉంటుంది (కాపీ ఛాయిస్ రికాంబినేషన్).[31] RNA ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ ఎందుకు టెంప్లేట్‌లను మారుస్తుందో సూచించే రెండు నమూనాలు ఉన్నాయి. మొదటిది, ఫోర్స్డ్ కాపీ-ఛాయిస్ మోడల్, రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ నిక్ ఎదురైనప్పుడు RNA టెంప్లేట్‌ను మారుస్తుందని ప్రతిపాదిస్తుంది, అంటే వైరస్ జన్యు సమగ్రతను కాపాడటానికి రికాంబినేషన్ తప్పనిసరి. రెండవది, డైనమిక్ ఛాయిస్ మోడల్, RNAse ఫంక్షన్ మరియు పాలిమరేజ్ ఫంక్షన్ రేటు పరంగా సమకాలీకరించబడనప్పుడు రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ టెంప్లేట్‌లను మారుస్తుందని సూచిస్తుంది, అంటే రికాంబినేషన్ యాదృచ్ఛికంగా జరుగుతుంది మరియు జన్యు నష్టానికి ప్రతిస్పందనగా ఉండదు. రాసన్ మరియు ఇతరుల అధ్యయనం రికాంబినేషన్ యొక్క రెండు నమూనాలకు మద్దతు ఇచ్చింది.[31] ప్రతి ప్రతిరూపణ చక్రంలో జన్యువుకు 5 నుండి 14 రికాంబినేషన్ సంఘటనలు జరుగుతాయి.[32] టెంప్లేట్ స్విచ్చింగ్ (రికాంబినేషన్) జన్యు సమగ్రతను కాపాడటానికి మరియు దెబ్బతిన్న జన్యువులను రక్షించడానికి మరమ్మత్తు యంత్రాంగంగా అవసరమని కనిపిస్తుంది.[33][31]

స్వతంత్ర కృత్రిమ పరిణామం

తెలిసిన అన్ని సహజ రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్‌లు ప్రూఫ్ రీడింగ్ సామర్థ్యం లేని పూర్వీకుల నుండి పరిణామం చెందాయి, దీనివల్ల పైన పేర్కొన్న తక్కువ విశ్వసనీయత ఏర్పడింది. 2016లో, శాస్త్రవేత్తలు ప్రూఫ్ రీడింగ్ Tko DNA పాలిమరేజ్‌ను రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రైబింగ్ జెనోట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ (RTX) అని పిలిచే దానిలోకి మార్చడానికి డైరెక్టెడ్ ఎవల్యూషన్ను విజయవంతంగా ఉపయోగించారు. ఈ కొత్త ఎంజైమ్ RNA మరియు DNA టెంప్లేట్‌ల నుండి కాపీ చేయగలదు మరియు ప్రూఫ్ రీడ్ చేయగలదు. ఇది RNA సీక్వెన్సింగ్ మరియు ఇతర రకాల RT-PCRలలో ఖచ్చితత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తుందని భావిస్తున్నారు.[34]

అప్లికేషన్లు

రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్‌ను నిరోధించడానికి ఉపయోగించే ఔషధం జిడోవుడిన్ (AZT) యొక్క పరమాణు నిర్మాణం

యాంటీవైరల్ ఔషధాలు

మరింత సమాచారం: రివర్స్-ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ ఇన్హిబిటర్ HIV తన జన్యు పదార్థాన్ని కాపీ చేయడానికి మరియు కొత్త వైరస్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్‌ను ఉపయోగిస్తుంది (రెట్రోవైరస్ విస్తరణ చక్రంలో భాగం), ఈ ప్రక్రియకు అంతరాయం కలిగించడానికి మరియు తద్వారా దాని పెరుగుదలను అణిచివేసేందుకు నిర్దిష్ట ఔషధాలు రూపొందించబడ్డాయి. సమిష్టిగా, ఈ ఔషధాలను రివర్స్-ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ ఇన్హిబిటర్లు అని పిలుస్తారు మరియు వీటిలో న్యూక్లియోసైడ్ మరియు న్యూక్లియోటైడ్ అనలాగ్‌లు జిడోవుడిన్ (ట్రేడ్ నేమ్ రెట్రోవిర్), లామివుడిన్ (ఎపివిర్) మరియు టెనోఫోవిర్ (వైరీడ్), అలాగే నాన్-న్యూక్లియోసైడ్ ఇన్హిబిటర్లు, నెవిరాపైన్ (విరామున్) వంటివి ఉన్నాయి.

మాలిక్యులర్ బయాలజీ

మరింత సమాచారం: రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ పాలిమరేజ్ చైన్ రియాక్షన్ రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ పరిశోధనలో పాలిమరేజ్ చైన్ రియాక్షన్ సాంకేతికతను RNAకి వర్తింపజేయడానికి రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ పాలిమరేజ్ చైన్ రియాక్షన్ (RT-PCR) అనే సాంకేతికతలో సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది. శాస్త్రీయ PCR సాంకేతికతను DNA స్ట్రాండ్‌లకు మాత్రమే వర్తింపజేయవచ్చు, కానీ, రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ సహాయంతో, RNAను DNAగా ట్రాన్స్‌క్రైబ్ చేయవచ్చు, తద్వారా RNA అణువుల PCR విశ్లేషణ సాధ్యమవుతుంది. mRNA నుండి cDNA లైబ్రరీలను సృష్టించడానికి కూడా రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ ఉపయోగించబడుతుంది. రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ యొక్క వాణిజ్య లభ్యత మాలిక్యులర్ బయాలజీ రంగంలో జ్ఞానాన్ని బాగా మెరుగుపరిచింది, ఎందుకంటే, ఇతర ఎంజైమ్‌లతో పాటు, ఇది శాస్త్రవేత్తలను RNAను క్లోన్ చేయడానికి, సీక్వెన్స్ చేయడానికి మరియు వర్గీకరించడానికి అనుమతించింది. పైన పేర్కొన్న RTx రివర్స్ ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్ వాణిజ్యపరంగా అందుబాటులో ఉంది.[35]

ఇవి కూడా చూడండి

మూలాలు

  1. ↑ Crick F (August 1970). “Central dogma of molecular biology”. Nature. 227 (5258): 561–3. Bibcode 1970Natur.227..561C. doi:10.1038/227561a0. PMID 4913914. S2CID 4164029.
  2. ↑ Sarkar S (1996). The Philosophy and History of Molecular Biology: New Perspectives. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. pp. 187–232.
  3. ↑ Danchin É, Pocheville A, Rey O, Pujol B, Blanchet S (2019). “Epigenetically facilitated mutational assimilation: epigenetics as a hub within the inclusive evolutionary synthesis”. Biological Reviews. 94 (1): 259–282. doi:10.1111/brv.12453. PMC PMC6378602. S2CID 67861162.
  4. ↑ Temin HM, Mizutani S (June 1970). “RNA-dependent DNA polymerase in virions of Rous sarcoma virus”. Nature. 226 (5252): 1211–3. doi:10.1038/2261211a0. PMID 4316301. S2CID 4187764.
  5. ↑ Baltimore D (June 1970). “RNA-dependent DNA polymerase in virions of RNA tumour viruses”. Nature. 226 (5252): 1209–11. doi:10.1038/2261209a0. PMID 4316300. S2CID 4222378.
  6. ↑ Baltimore, David (1976-05-14). “Viruses, Polymerases, and Cancer”. Science. 192 (4240): 632–636. Bibcode 1976Sci...192..632B. doi:10.1126/science.57644. PMID 57644. ISSN 0036-8075.
  7. ↑ ((A Special Correspondent)) (29 August 1970). “Cancer Viruses: More of the Same”. Nature. 227 (5261): 887–888. Bibcode 1970Natur.227..887A. doi:10.1038/227887b0. PMID 4317703. ISSN 0028-0836.
  8. ↑ Ferris AL, Hizi A, Showalter SD, Pichuantes S, Babe L, Craik CS, Hughes SH (April 1990). “Immunologic and proteolytic analysis of HIV-1 reverse transcriptase structure”. Virology. 175 (2): 456–64. doi:10.1016/0042-6822(90)90430-y. PMID 1691562.
  9. ↑ 9.0 9.1 Konishi A, Yasukawa K, Inouye K (July 2012). “Improving the thermal stability of avian myeloblastosis virus reverse transcriptase α-subunit by site-directed mutagenesis”. Biotechnology Letters. 34 (7): 1209–15. doi:10.1007/s10529-012-0904-9. hdl:2433/157247. PMID 22426840. S2CID 207096569.
  10. ↑ Autexier C, Lue NF (June 2006). “The structure and function of telomerase reverse transcriptase”. Annual Review of Biochemistry. 75 (1): 493–517. doi:10.1146/annurev.biochem.75.103004.142412. PMID 16756500.
  11. ↑ Gao, Linyi; Altae-Tran, Han; Böhning, Francisca; Makarova, Kira S.; Segel, Michael; Schmid-Burgk, Jonathan L.; Koob, Jeremy; Wolf, Yuri I.; Koonin, Eugene V.; Zhang, Feng (2020). “Diverse enzymatic activities mediate antiviral immunity in prokaryotes”. Science. 369 (6507): 1077–1084. Bibcode 2020Sci...369.1077G. doi:10.1126/science.aba0372. PMC PMC7985843. PMID 32855333.
  12. ↑ Bebenek, Katarzyna (1993). “The fidelity of retroviral reverse transcriptases”. Reverse Transcriptase. Cold Spring Harbor Laboratory Press. 85–102.
  13. ↑ Bio-Medicine.org – Retrovirus ఆర్కైవ్ చేసిన కాపీ Retrieved on 17 Feb, 2009
  14. ↑ Telesnitsky A, Goff SP (1993). “Strong-stop strand transfer during reverse transcription”. In Skalka MA, Goff SP (ed.). Reverse transcriptase. (1st ed.). New York: Cold Spring Harbor. p. 49. ISBN 978-0-87969-382-4.
  15. ↑ Bernstein A, Weiss R, Tooze J (1985). “RNA tumor viruses”. Molecular Biology of Tumor Viruses. (2nd ed.). Cold Spring Harbor, N.Y.: Cold Spring Harbor Laboratory.
  16. ↑ Moelling K, Broecker F (April 2015). “The reverse transcriptase-RNase H: from viruses to antiviral defense”. Annals of the New York Academy of Sciences. 1341 (1): 126–35. Bibcode 2015NYASA1341..126M. doi:10.1111/nyas.12668. PMID 25703292. S2CID 42378727.
  17. ↑ Kaiser, Gary E. (January 2008). “The Life Cycle of HIV”. Doc Kaiser's Microbiology Home Page. Community College of Baltimore Count. Archived from the original on 2010-07-26.
  18. ↑ Krupkin M, Jackson LN, Ha B, Puglisi EV (Dec 2020). “Advances in understanding the initiation of HIV-1 reverse transcription”. Curr Opin Struct Biol. 65: 175–183. doi:10.1016/j.sbi.2020.07.005. PMC PMC9973426. PMID 32916568. S2CID 221636459.
  19. ↑ Krieger M, Scott MP, Matsudaira PT, Lodish HF, Darnell JE, Zipursky L, Kaiser C, Berk A (2004). Molecular cell biology. New York: W.H. Freeman and CO. ISBN 978-0-7167-4366-8.
  20. ↑ Romashchenko AG, etal (1977). “Otdelenie ot preparatov DNK-polimeraz I RNK-zavisimoy DNK-polimeraz; oshistka i svoystva fermenta”. Proceedings of the USSR Academy of Sciences. 233: 734–737.
  21. ↑ Hurwitz J, Leis JP (January 1972). “RNA-dependent DNA polymerase activity of RNA tumor viruses. I. Directing influence of DNA in the reaction”. Journal of Virology. 9 (1): 116–29. doi:10.1128/JVI.9.1.116-129.1972. PMC PMC356270. PMID 4333538.
  22. ↑ Arnold, Carrie (17 July 2014). “Could Giant Viruses Be the Origin of Life on Earth?”. National Geographic. Archived from the original on July 18, 2014. Retrieved 29 May 2016.
  23. ↑ 23.0 23.1 Sarafianos SG, Marchand B, Das K, Himmel DM, Parniak MA, Hughes SH, Arnold E (January 2009). “Structure and function of HIV-1 reverse transcriptase: molecular mechanisms of polymerization and inhibition”. Journal of Molecular Biology. 385 (3): 693–713. doi:10.1016/j.jmb.2008.10.071. PMC PMC2881421. PMID 19022262.
  24. ↑ Hansen JL, Long AM, Schultz SC (August 1997). “Structure of the RNA-dependent RNA polymerase of poliovirus”. Structure. 5 (8): 1109–22. doi:10.1016/S0969-2126(97)00261-X. PMID 9309225.
  25. ↑ Schultz SJ, Champoux JJ (June 2008). “RNase H activity: structure, specificity, and function in reverse transcription”. Virus Research. 134 (1–2): 86–103. doi:10.1016/j.virusres.2007.12.007. PMC PMC2464458. PMID 18261820.
  26. ↑ Bbenek K, Kunkel AT (1993). “The fidelity of retroviral reverse transcriptases”. In Skalka MA, Goff PS (ed.). Reverse transcriptase. New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press. p. 85. ISBN 978-0-87969-382-4.
  27. ↑ “Promega kit instruction manual”. 1999. Archived from the original on 2006-11-21.
  28. ↑ Houseley J, Tollervey D (August 2010). “Apparent non-canonical trans-splicing is generated by reverse transcriptase in vitro”. PLOS ONE. 5 (8). Bibcode 2010PLoSO...512271H. doi:10.1371/journal.pone.0012271. PMC PMC2923612. PMID 20805885. article-number: e12271.
  29. ↑ Zeng XC, Wang SX (June 2002). “Evidence that BmTXK beta-BmKCT cDNA from Chinese scorpion Buthus martensii Karsch is an artifact generated in the reverse transcription process”. FEBS Letters. 520 (1–3): 183–4; author reply 185. Bibcode 2002FEBSL.520..183Z. doi:10.1016/S0014-5793(02)02812-0. PMID 12044895. S2CID 24619868.
  30. ↑ van Bakel H, Nislow C, Blencowe BJ, Hughes TR (2011). “Response to "The Reality of Pervasive Transcription"”. PLOS Biology. 9 (7). doi:10.1371/journal.pbio.1001102. PMC PMC3134445. article-number: e1001102.
  31. ↑ 31.0 31.1 31.2 31.3 Rawson JM, Nikolaitchik OA, Keele BF, Pathak VK, Hu WS (November 2018). “Recombination is required for efficient HIV-1 replication and the maintenance of viral genome integrity”. Nucleic Acids Research. 46 (20): 10535–10545. doi:10.1093/nar/gky910. PMC PMC6237782. PMID 30307534.
  32. ↑ Cromer D, Grimm AJ, Schlub TE, Mak J, Davenport MP (January 2016). “Estimating the in-vivo HIV template switching and recombination rate”. AIDS. 30 (2): 185–92. doi:10.1097/QAD.0000000000000936. hdl:1959.4/unsworks_38821. PMID 26691546. S2CID 20086739.
  33. ↑ Hu WS, Temin HM (November 1990). “Retroviral recombination and reverse transcription”. Science. New York, N.Y.. 250 (4985): 1227–33. Bibcode 1990Sci...250.1227H. doi:10.1126/science.1700865. PMID 1700865.
  34. ↑ Ellefson, JW; Gollihar, J; Shroff, R; Shivram, H; Iyer, VR; Ellington, AD (24 June 2016). “Synthetic evolutionary origin of a proofreading reverse transcriptase.”. Science. 352 (6293): 1590–3. Bibcode 2016Sci...352.1590E. doi:10.1126/science.aaf5409. PMID 27339990.
  35. ↑ “WarmStart® RTx Reverse Transcriptase | NEB”. www.neb.com.

బాహ్య లింకులు

మూలం: ఇంగ్లీష్ వికీపీడియాలోని “Reverse transcriptase” వ్యాసానికి అనువాదం. మూల వ్యాసం: https://en.wikipedia.org/wiki/Reverse_transcriptase ఈ అనువాదం స్వయంచాలకంగా రూపొందించబడింది.

Retrieved from "https://ltrc.sciwiki.in/index.php?title=రివర్స్_ట్రాన్స్‌క్రిప్టేజ్&oldid=6246"