منتسخة عكسية

الوظيفة في الفيروسات

وفي هذا السياق، ترمز الإنزيمات واستخدامها من قبل الفيروسات التي تستعمل النسخ العكسي كخطوة في عملية النسخ المتماثل. تستعمل فيروسات الحمض النووي الريبي النسخ العكسي، مثل الفيروسات القهقرية، الإنزيم لعكس نسخ جينومات الحمض النووي الريبي الخاصة بها إلى الحمض النووي، والتي تدمج لاحقًا في جينوم المضيف وتكرر معه. يمكن لفيروسات DNA النسخ العكسي كفيروسات الكبد مثلًا، أن تسمح لـ RNA بالعمل كقالب في تجميع وصنع خيوط الحمض النووي. يصيب فيروس نقص المناعة البشرية البشر باستخدام هذا الإنزيم. بدون النسخ العكسي، لن يكون الجينوم الفيروسي قادرًا على الاندماج في الخلية المضيفة، ما يؤدي إلى فشل التكاثر.

النسخ العكسي للفيروسات القهقرية

علاوةً على ذلك، الفيروسات القهقرية، التي يشار إليها كذلك باسم فيروسات الفئة VI ssRNA-RT، هي فيروسات النسخ العكسي للحمض النووي الريبي مع وسيط DNA. تتكون جينوماتها من جزيئين من الحمض النووي الريبي أحادي الجديلة موجب الاتجاه مع كاب (قبعة) 5 وكاب 3 ذيل متعدد الأدينيلات. تشمل أمثلة الفيروسات القهقرية فيروس نقص المناعة البشرية (HIV) وفيروس T-lymphotropic البشري (HTLV). يحدث تكوين DNA مزدوج الشريطة في العصارة الخلوية كسلسلة من الخطوات التالية:

علاوةً على ذلك، يتضمن إنشاء DNA مزدوج الشريطة كذلك نقل الشريط، حيث يوجد انتقال لمنتج DNA قصير من تخليق DNA الأولي المعتمد على RNA إلى مناطق قالب متقبل في الطرف الآخر من الجينوم، والتي يتم الوصول إليها لاحقًا ومعالجتها بواسطة النسخ العكسي لنشاط الحمض النووي المعتمد على الحمض النووي.

في هذا الإطار، ترتب Retroviral RNA في نهاية 5 إلى 3. يُطلق على الموقع الذي يتم فيه التصلب التمهيدي إلى الحمض النووي الريبي الفيروسي موقع ربط التمهيدي (PBS). يسمى RNA 5 الذي يصل إلى موقع PBS باسم U5، ونهاية RNA 3 إلى PBS تسمى القائد. يتم فك التمهيدي tRNA بين 14 و22 نيوكليوتيد ويشكل قاعدة مزدوجة مزدوجة مع الحمض النووي الريبي الفيروسي في PBS. حقيقة أن PBS يقع بالقرب من الطرف الخامس للحمض النووي الريبي الفيروسي أمر غير معتاد لأن النسخ العكسي يقوم بتوليف الحمض النووي من 3 نهاية التمهيدي في اتجاه 5 إلى 3 (فيما يتعلق بحبل الحمض النووي المركب حديثًا). لذلك، يجب نقل النسخة الأولية والنسخة العكسية إلى نهاية 3 من الحمض النووي الريبي الفيروسي. من أجل إنجاز هذا التغيير، هناك حاجة إلى خطوات متعددة وإنزيمات مختلفة بما في ذلك بوليميريز الحمض النووي، ريبونوكلياز H RNase H وفك عديد النوكليوتيد.

ومن ناحية أخرى، يعمل Lysyl tRNA بمثابة مادة أولية ويهجن إلى جزء مكمل من جينوم RNA للفيروس يسمى موقع الربط التمهيدي أو PBS.

كذلك، يحتوي النسخ العكسي لفيروس العوز المناعي البشري كذلك على نشاط ريبونوكلياز يعمل على تحطيم الحمض النووي الريبي الفيروسي أثناء تخليق (كدنا)، فضلًا عن نشاط بوليميريز الحمض النووي المعتمد على الحمض النووي الذي ينسخ الإحساس (كدنا) إلى الحمض النووي المضاد للحساسية لتشكيل الحمض النووي الفيروسي مزدوج السلسلة (vDNA).

وفي هذا الصدد، ثم يضيف النسخ العكسي نيوكليوتيدات الحمض النووي على الطرف 3 من التمهيدي، ويخلق الحمض النووي المكمل لـ U5 (المنطقة غير المشفرة) ومنطقة R (تكرار مباشر موجود في طرفي جزيء الحمض النووي الريبي) من الحمض النووي الريبي الفيروسي.

علاوةً على ذلك، يترك التمهيدي الحمض النووي الريبي (tRNA) ويحدث قفزة. يتهجين البّي بي سي من الخيط الثاني مع بّي بي سي مكمل على الخيط الأول.

ومن جهة أخرى، مجال على إنزيم النسخ العكسي يسمى RNAse H يحط من U5 وR في نهاية 5 من الحمض النووي الريبي.

يتمدد الحمض النووي التكميلي (cDNA) المضاف في (2) بشكل أكبر.

وفي هذا الصدد، تتحلل غالبية الحمض النووي الريبي الفيروسي بواسطة RNAse H، تاركة فقط تسلسل PP.

وعلى صعيد آخر، يتمدد كلا الخيطين لتشكيل نسخة كاملة من الحمض النووي مزدوج الشريطة من جينوم الحمض النووي الريبي الفيروسي الأصلي، والذي يمكن فيما بعد دمجه في جينوم المضيف عن طريق الإنزيم المتكامل.

علاوةً على ذلك، ثم يقفز tRNA التمهيدي إلى الطرف الثالث من الجينوم الفيروسي، وتهجن خيوط DNA المركبة حديثًا إلى منطقة R التكميلية على RNA.

وعلى صعيد آخر، يبدأ تركيب خيط DNA الثاني، باستخدام جزء PP المتبقي من الحمض النووي الريبي الفيروسي كأساس.

عملية النسخ العكسي أو المنتسخة العكسية

وفي هذا الصدد، عملية النسخ العكسي، والتي تسمى كذلك النسخ الرجعي، معرضة جدًا للخطأ، وخلال هذه الخطوة قد تحدث الطفرات. قد تسبب هذه الطفرات مقاومة الأدوية.

من جانب آخر، في أنواع الفيروسات ذات النسخ العكسية التي تفتقر إلى نشاط بوليميراز الحمض النووي المعتمد على الحمض النووي، يمكن أن تنشأ DNA مزدوج الشريطة عن طريق بوليميراز الحمض النووي المشفر بالمضيف δ، مع الخلط بين DNA-RNA الفيروسي من أجل التمهيدي وتوليف DNA مزدوج الشريطة بواسطة a آلية مماثلة كما هو الحال في إزالة التمهيدي، حيث يحل DNA المركب حديثًا محل قالب RNA الأصلي.

يُنشئ إنزيم النسخ العكسي DNA مزدوج الشريطة من قالب RNA.

تاريخيًا

تشمل النسخ العكسية المدروسة جيدًا ما يلي:

ومن جهة أخرى، إنزيم النسخ العكسي للتيلوميراز الذي يحافظ على تيلوميرات الكروموسومات حقيقية النواة.

من جانب آخر، اكتشف النسخ العكسية من قبل هوارد تيمين في جامعة ويسكونسن-ماديسون في ساركوما روس وعزلها ديفيد بالتيمور بشكل مستقل في عام 1970 في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا من اثنين من فيروسات ورم الحمض النووي الريبي: فيروس سرطان الدم الفئران وفيروس ساركوما روس مرة أخرى. لإنجازاتهم، تقاسموا جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب لعام 1975 (مع ريناتو دولبيكو).

ومن ناحية أخرى، تحتوي النسخة العكسية للنسخة العكسية لفيروس HIV-1 من النوع الأول من فيروس نقص المناعة البشرية (PDB: 1HMV) على وحدتين فرعيتين، والتي لها أوزان جزيئية خاصة بها تبلغ 66 و 51 كيلو دالتون.

وعلى صعيد آخر، يحتوي النسخ العكسي لـ AMV من فيروس داء الأرومة النقوية للطيور كذلك على وحدتين فرعيتين، وحدة فرعية 63 كيلو دالتون ووحدة فرعية 95 كيلو دالتون.

إضافةً إلى ذلك، إن إنزيم النسخ العكسي M-MLV من فيروس ابيضاض الدم في الفئران مولوني هو مونومر واحد 75 كيلو دالتون.