逆轉錄
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逆轉錄（reverse transcription）是以RNA為模板合成DNA的過程，即RNA指導下的DNA合成。此過程中，核酸合成與轉錄（DNA到RNA）過程與遺傳信息的流動方向（RNA到DNA）相反，故稱為逆轉錄。逆轉錄過程是病毒的複製形式之一，如RNA病毒中的逆轉錄病毒，DNA病毒中的擬逆轉錄病毒的複製均需要經過逆轉錄。逆轉錄過程在真核細胞中也同樣存在，例如逆轉座子和端粒DNA的延長均存在逆轉錄過程，需逆轉錄酶的催化，端粒酶即為真核細胞中的逆轉錄酶。 逆轉錄過程的揭示是分子生物學研究中的重大發現，是對中心法則的重要修正和補充。人們通過體外模擬該過程，以樣本中提取的mRNA為模板，在逆轉錄酶的作用下，合成出互補的cDNA，構建cDNA文庫，並從中篩選特異的目的基因。該方法已成為基因工程技術中最常用的獲得目的基因的策略之一。
- 中文名:逆轉錄
- 外文名:reverse transcription
- 發現於:RNA病毒
- 應 用:cDNA合成；cDNA文庫的建立
目錄
簡介
逆轉錄（reverse transcription）是以RNA為模板合成DNA的過程，即RNA指導下的DNA合成。是某些病毒的複製形式，需逆轉錄酶的催化。艾滋病病毒（HIV）就是一種典型的逆轉錄病毒。
逆轉錄與反轉錄嚴格意義上來說沒有什麼區別，但是逆轉錄是某些病毒的自主行為，如逆轉錄病毒，它們在整合到宿主細胞內前以RNA為模板形成DNA的過程；反轉錄是進行基因工程過程中，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的過程。二者雖同為RNA→DNA的過程，但地點不同，相對性的來說，逆轉錄在體內，反轉錄在體外。
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過程
逆轉錄過程由逆轉錄酶催化，此酶也稱依賴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（complementary DNA, cDNA）。逆轉錄酶在生物界存在於逆轉錄病毒以及真核細胞（如端粒酶）中，擬逆轉錄病毒沒有單獨的逆轉錄酶，其DNA聚合酶帶有逆轉錄酶的活性，可能與病毒的惡性轉化有關。人類免疫缺陷病毒（HIV）就是一種逆轉錄病毒，含有逆轉錄酶。在小鼠及人的正常細胞和胚胎細胞中也有逆轉錄酶，例如端粒酶就是一種逆轉錄酶，推測可能與細胞分化和胚胎髮育有關。
大多數逆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，多為賴氨酸的tRNA，在引物tRNA 3'－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。②RNase H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RNase H從RNA 5'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，有些逆轉錄酶還有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。逆轉錄酶的發現對於遺傳工程技術起了很大的推動作用，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，在逆轉錄酶的作用下，合成出互補的cDNA，由此可構建出cDNA文庫（cDNA library），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。
簡要過程表示 逆轉錄酶的作用是以dNTP為底物，以RNA為模板，tRNA(主要是色氨酸tRNA)為引物，在tRNA3'-末端上，按5'→3'方向，合成一條與RNA模板互補的cDNA單鏈，它與RNA模板形成RNA-cDNA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。
病毒複製方式 逆轉錄病毒（屬於RNA病毒）：RNA→DNA→RNA
包括RNA腫瘤病毒科、慢病毒科和泡沫病毒科，廣為人知的有人類免疫缺陷病毒（HIV）和人類嗜T細胞病毒（HTLV）以及勞氏肉瘤病毒（RV）等。此類病毒遺傳物質為兩條相同的線狀正鏈RNA，自帶逆轉錄酶和整合酶。病毒進入細胞後，以正鏈RNA為模板，逆轉錄合成雙鏈DNA，雙鏈DNA由整合酶整合至染色體DNA上形成前病毒。前病毒活化時，轉錄出作為病毒遺傳物質的正鏈RNA和mRNA。
擬逆轉錄病毒（屬於DNA病毒）：DNA→RNA→DNA
包括嗜肝DNA病毒科和花椰菜花葉病病毒科，廣為人知的乙肝病毒（HBV）即屬於此類。此類病毒的遺傳物質為一個雙鏈的環狀DNA，但該DNA的兩條鏈長度不相等，導致DNA上存在一部分單鏈區，被稱為rcDNA。病毒進入細胞後，rcDNA進入細胞核，由DNA聚合酶修補單鏈部分，形成完整的雙鏈環狀DNA，並形成超螺旋結構，即cccDNA。cccDNA轉錄出多種mRNA，其中一種是前基因組RNA。其合成的病毒DNA聚會酶具有逆轉錄酶功能，能以前基因組RNA為模板，逆轉錄合成病毒的遺傳物質DNA。
意義
逆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[1] 進行了修正和補充。經典的中心法則認為：DNA的功能兼有遺傳信息的傳遞和表達，因此，DNA處於生命活動的中心位置。逆轉錄現象說明：至少在某些生物中，RNA同樣兼有遺傳信息傳遞和表達功能。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（如煙草花葉病毒等）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）。有些亞病毒（例如朊病毒，這種亞病毒沒有核酸，是一種因錯誤摺疊而形成的結構異常的蛋白質）以蛋白質直接形成蛋白質（可促使與自身具有相同氨基酸序列的蛋白質發生同樣的摺疊錯誤，從而導致大量結構異常的蛋白質的形成）。當然，一般不認為亞病毒屬於生物。
（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。