Pöördtranskriptaas: erinevus redaktsioonide vahel

'''Pöördtranskriptaas''' on [[ensüüm]], mille abil sünteesitakse [[RNA]] [[Matriitsahel|matriitsahelalt]] komplementaarne [[DNA]] ([[cDNA]]) ahel. Seda protsessi nimetatakse pöördtranskriptsiooniks ning valdavalt seostatakse seda [[Retroviirused|retroviirustega]]. Lisaks retroviirustele kasutavad pöördtranskriptaasi ka mõned teised viirused, näiteks [[B-hepatiidi viirus]], mis kuulub sugukonda ''[[Hepadnaviridae]].'' Sellepärast on pöördtranskriptaasi inhibeerivad ühendid laialdaselt kasutusel antiretroviraalsete [[Ravim|ravimitena]]. SedaPöördtranskriptaasi on seostatud ka [[Kromosoom|kromosoomide]] lõppude [[DNA replikatsioon|replikatsioonigareplikatsiooni protsessiga]] ning osade mobiilsete geneetiliste elementidega [[Retrotransposoon|(retrotransposoonid]]).

Pöördtranskriptaasi avastas Howard Temin [[Wisconsini ülikool]]is [[Respiratoor-süntsütiaalne viirus|respiratoor-süntsütiaalse viiruse]] (RSV) [[Virion|virionidest]]<ref>Temin H. M., Mizutani S. (June 1970). "RNA-dependent DNA polymerase in virions of Rous sarcoma virus". Nature. 226 (5252): 1211–3. PMID 4316301. doi:10.1038/2261211a0.</ref> ning David Baltimore isoleeris selle 1970. aastal kahest RNA kasvajaviirusest - R-MLV ja samuti RSV. <ref>Baltimore D. (June 1970). "RNA-dependent DNA polymerase in virions of RNA tumour viruses". Nature. 226 (5252): 1209–11. PMID 4316300. doi:10.1038/2261209a0.</ref> Nende saavutuste eest anti neile 1975. aastal ühine [[Nobeli auhind|Nobeli preemia]] füsioloogia või meditsiini kategoorias (koos Renato Dulbeccoga). Alguses oli idee pöördtranskriptsioonist väga ebapopulaarne, kuna see oli vastuolus molekulaarbioloogia keskse dogmaga, mis väidab, et DNA-d transkribeeritakse RNA-ks ning seda omakorda [[Valgud|valguks]]. Alles pärast pöördtranskriptaasi avastamist hakati aktsepteerima ideed, et geneetilist informatsiooni on võimalik üle kanda ka RNA-lt DNA-le.<ref>Central dogma reversed". Nature. 226 (5252): 1198–9. June 1970. PMID 5422595. doi:10.1038/2261198a0.</ref>

==FunktsioonPöördtranskriptaas viirustes==

Pöördtranskriptaasi kodeerivad ja kasutavad viirused replikatsiooni käigusreplikatsioonil. Pöördtranskribeerivad [[RNA-viirused]] (retroviirusednäiteks [[HIV|HI-viirus]]) kasutavad ensüümi, et pöördtranskribeerida oma RNA genoom DNA-ks,. mida Vastav DNA on võimalik seejärel integreerida peremeesorganismi genoomi ning läbi selle saab viirus enda genoomi replitseerida. Pöördtranskribeerides [[DNA viirusi-viirused|DNA-viiruseid]], näiteks [[Hepadnaviirus|hepadnaviirust]], on võimalik kasutada RNAdsaadud RNA-d matriitsahelana (''template'') uute DNA ahelate kokkupanemisel ja loomisel. HIVPöördtranskriptaasi nakatab inimest kasutades seda ensüümi. Kui puuduks pöördtranskriptaas, siispuudumisel ei saaksoleks viiruseviirused pärilikkusmaterjalvõimelised integreerudaenda peremeesorgansimigenoomi genoomireplitseerima. Selle tagajärjeks oleks viiruse võimetus replitseeruda.<ref name=":0" />

===Pöördtranskriptsiooni protsess===

Pöördtranskriptaas sünteesibkasutab kaheahelaliseRNA DNAmatriitsahelat, kasutadeset sellekssünteesida RNAkaheahelaline matriitsahelatDNA. Viirustes, kus pöördtranskriptaasil on puudu DNA-sõltuv DNA polümeraasne aktiivsus, on võimalus, et kaheahelalist DNAdDNA-d sünteesitakse peremeesorganismi kodeeritud [[DNA polümeraasid|DNA polümeraas δ]] abil. See toimib, kuna polümeraas ekslikult tuvastab viraalse DNA-RNA kui [[Praimer|praimeri]] ning sünteesib kaheahelalise DNA samal mehhanismil nagu praimeri eemaldamiselgi, kus uus sünteesitud ahel vahetab välja originaalse RNA matriitsi. Pöördtranskriptsiooni puhul on vigade ehk mutatsioonide tekkimise tõenäosus suur. Seeja seega on see põhiline reaktsioonprotsess, millemis käigus võivad tekkidapõhjustab [[MutatsioonRavimiresistentsus|mutatsioonidravimresistentsust]], mille tulemuseks on viiruse resistentsus ravimile.<ref name=":1" />

====Retroviiruste pöördtranskriptsioon====

[[Retroviirused,]] midakasutavad kutsutaksepöördtranskriptaasi kaüheahelalise klassgenoomse VIRNA ssRNA-RTtranskribeerimiseks viirusteks,kaheahelaliseks on RNAcDNA-dks, pöördtranskribeerivadet viirusedsee DNAintegreerida vaheetapigaperemeesgenoomi. Nende genoom koosneb kahest positiivse laenguga üheahelalisest RNA molekulist (ss-RNA ehk ''single-stranded RNA''), millel on 5’-''cap'' ja 3’-polüadenenüleeritud saba. Retroviirusteks on näiteks inimese immuunpuudulikkuse viirus ([[HIV]]) ja inimese [[T-lümfotroofnelümfotroopne viirus]] (HTLV). Kaheahelalise DNA süntees toimub [[Tsütosool|tsütosoolis]]<ref name=":0">Bio-Medicine.org - Retrovirus Retrieved on 17 Feb, 2009</ref> järgmiste protsesside tulemusena:

# Spetsiifiline [[Transpordi-RNA|tRNA]] käitub kui praimer ning hübridiseerub viiruse RNA genoomi komplementaarsesse piirkonda, mida kutsutakse praimeri seondumiskohaksseondumisala (PBS –ehk ''primer binding site'').

# KomplementaarneSeejärel lisab pöördtranskriptaas praimeri 3' otsa DNA seondubnukleotiide, seejärelsünteesides viraalsenii DNA, mis on komplementaarne RNA U5 (mittekodeeriv regioonala) ja R regiooniregiooniga (otsesedotsene kordused leiduvad mõlemaskordusjärjestus RNA molekuli mõlemas otsas).

# PöördtranskriptaasiPöördtranskriptaasil ensüümion domeen nimega RNaas H lagundab RNA 5’-otsa, mis eemaldablagundab U5 jaJA R regiooni RNA 5’-otsas.

# Praimer “hüppab”seob viraalse genoomi 3’-otsa ning äsja sünteesitud DNA ahelad hübridiseeruvad RNAlRNA olevasse komplementaarsessekomplementaarse R regiooniregiooniga.

# PikendatakseSünteesitud esimestkomplementaarne komplementaarseDNA (DNAcDNA) ahelat,pikendatakse ning enamus viraalsest RNAstRNA-st lagundatakse RNaas H abil.

# KuiLagundamata ahelaviraalne sünteesRNA ontoimib lõpetatud,praimerina algatab viraalne RNADNA teise ahela sünteesisünteesil.

# Toimub järjekordne “hüpe”, kus PBS teiselt ahelaltahela PBS hübridiseerub komplementaarseesimese PBSigaahela esimeseltkomplementaarse PBS-järjestusega. ahelalt

# MõlemaidMõlemad ahelaidahelad pikendatakse, ninget neidmoodustada täielik kaksikahelaline DNA, mida on võimalik sisestada[[Integraal|integraasi]] abil integreerida peremeesorganismi genoomi. integraasi ensüümi abil

Kaheahelalise DNA sünteessünteesi käigus kaasabtoimub ka ahela ülekannetülekanne, kusmil lühike DNA produkt translokeerub (algse RNA-sõltuva DNA sünteesi ajalprodukt) aktseptormatriitsitranslokeerub aktseptor-regiooni genoomi lõpusteises otsas. SedaPöördtranskriptaas alatöötleb hiljemseda töötlebala pöördtranskriptaashiljem tänu oma DNA-sõltuvale DNA aktiivsusele.<ref name=":1">Telesnitsky A., Goff S. P. (1993). "Strong-stop strand transfer during reverse transcription". In Skalka, M. A.; Goff, S. P. Reverse transcriptase (1st ed.). New York: Cold Spring Harbor. p. 49. ISBN 0-87969-382-7.</ref> RetroviraalsetRetroviraalse RNAdRNA korrastataksepraimeri 5’-otsasseondumise ja 3’-otsas. Ala, kuhu praimer seondub viraalsel RNAlala nimetatakse praimeritpraimeri siduvaks alaksseondumisalaks (PBS). U5 on PBS alaregiooni RNA5' 5’-otsas on U5 ning juhtivaks3' kutsutakseotsas PBSipaikneb RNA"juhtiv" 3’-otsasala. tRNA praimer ei seondu 14. ja 22. nukleotiidi vahel ning loob aluspaarduva dupleksi viraalse RNAga PBS alas. PBS asukoht 5’-otsa piirkonnas viraalsel RNAlRNA-l on ebatavaline, kuna pöördtranskriptaas sünteesib DNAd praimeri 3’-otsast 5’-3’-suunas (vaadeldes RNA matriitsi). Seega praimer ja pöördtranksriptaas peavad olema relokeerunud 3’-otsa viraalsel RNAl. Selleks ümberpaigutumiseks on vaja mitut etappi ja erinevaid ensüüme, sh DNA polümeraas, ribonukelaas H (RNaas H) ja polünukleotiidide lahtikeerdumine.<ref>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.</ref><ref>Moelling, K; Broecker F. (2015) The reverse transcriptase–RNase H: from viruses to antiviral defense. Ann N Y Acad Sci. 1341:126-35. doi: 10.1111/nyas.12668.</ref>

HIViHI-viiruse pöördtranskriptaas omab samuti ribonukleaasset aktiivsust, mis lagundab viraalse RNA cDNA sünteesi käigus viraalse RNA. Lisaks on sellelHIV pöördtranskriptaasil DNA-sõltuvasõltuv DNA polümeraasipolümeraasne aktiivsus, mis kopeerib ''sense'' cDNA ahelasenssahela ''antisense''antisenss-DNA DNAksahelaks, et luuasünteesida kaheahelaline viraalneviraalse DNA vaheühend (vDNA).<ref>Doc Kaiser's Microbiology Home Page > IV. VIRUSES > F. ANIMAL VIRUS LIFE CYCLES > 3. The Life Cycle of HIV Community College of Baltimore County. Updated: Jan 2008.</ref>