Tutte le celle contengono loro informazioni genetiche codificate in un polimero chiamato DNA. Regioni del genoma di un organismo che codificano per proteine specifiche sono chiamate geni. Ordinariamente, i geni sono trascritti per fare copie chiamate RNA messaggeri; questi mRNAs sono poi "tradotto" in molecole proteiche. Trascrittasi inversa è un enzima inusuale, tuttavia, perché inverte il flusso abituale di informazioni usando RNA per rendere il DNA.
Come virus utilizzano la trascrittasi inversa
Retrovirus come l'HIV portare loro informazioni genetiche codificate in molecole di RNA. Quando il virus infetta le cellule, l'enzima trascrittasi inversa sintetizza una copia del DNA del modello RNA---l'esatto contrario di ciò che fanno normalmente le vostre cellule. Questa copia di DNA dei geni dei virus quindi diventa incorporata nel DNA della cellula ospite, dove codifica per gli ingredienti necessari nella prossima generazione dei retrovirus. A questo punto, il virus ha dirottato il tuo cellulare e trasformato in una fabbrica per fare altro retrovirus. Poiché la trascrittasi inversa è fondamentale per la replicazione del virus come l'HIV, è diventato oggetto di un grande sforzo di ricerca. Farmaci per l'HIV come nevirapina funzionano legandosi al reverse transcriptase per impedire al virus di replicarsi.
cDNA e espressione della proteina
I geni contengono grandi regioni chiamate introni che sono "impiombati" del mRNA prima è tradotto in proteina. Quando i ricercatori vogliono produrre una proteina trovata in cellule umane---insulina, ad esempio---hanno spesso trasferire il gene per la proteina a batteri, che crescono rapidamente e possono essere utilizzati per produrre la proteina in quantità maggiori. Batteri, tuttavia, non della giuntura fuori introni, quindi se il gene è trasferito al batterio intatto, la proteina risultante include tutti gli introni ed è difettosa. Di conseguenza, i ricercatori spesso isolare il mRNA per il gene di interesse e utilizzano della trascrittasi inversa per creare una copia di DNA (cDNA) complementare di esso. Questa copia di cDNA possa essere trasferita ai batteri di produrre la proteina di interesse.
cDNA & Microarrays
Spesso i ricercatori vogliono sapere quali geni sono "accesi" o espressa in una determinata cella. Potrebbe essere utile, ad esempio, sapere come il pattern di espressione genica differisce tra alcune cellule del tumore in contrasto con le cellule normali dallo stesso tessuto. Isolando tutti il mRNA da celle di interesse, i ricercatori possono quindi farne copie cDNA con trascrittasi inversa. Queste copie di cDNA fluorescente sono etichettate così essi bagliore sotto una luce nera. Successivamente, i ricercatori possono applicare la miscela di cDNA a un dispositivo chiamato un microarray, che contiene frammenti di DNA single-stranded da centinaia o migliaia di geni dell'organismo. Se il cDNA in corrispondenza di un dato gene è presente, si lega al frammento del gene corrispondente. In seguito, i ricercatori possono lavare il microarray ed esaminarlo sotto una luce nera. Ogni spot fluorescente rappresenta un gene che è stato attivo nel campione del tessuto originale.
cDNA & RT-PCR
A volte i ricercatori vogliono sapere se un gene specifico è attivo in un campione. Se è così, si potrebbe utilizzare RT-PCR. Appena come con la tecnica di microarray, in primo luogo fanno copie di cDNA dei mRNAs da una particolare cella. Successivamente, essi utilizzano una tecnica chiamata PCR che fa un sacco di copie della sequenza del DNA dal gene di interesse. Se il gene di interesse è stato espresso nel campione di tessuto, la copia di cDNA è presente e sarà amplificata dalla PCR, così un sacco di copie del gene di interesse si tradurrà. Se la reazione di PCR non produce copie della regione dal gene di interesse, ne consegue che il cDNA non era presente, e il gene non era attivo il campione di tessuto originale.