ОБРА́ТНАЯ ТРАНСКРИПТА́ЗА

ОБРА́ТНАЯ ТРАНСКРИПТА́ЗА (РНК-за­ви­си­мая ДНК-по­ли­ме­ра­за), фер­мент клас­са транс­фе­раз, ка­та­ли­зи­рую­щий об­рат­ную транс­крип­цию – син­тез ДНК по мат­ри­це РНК. Впер­вые об­на­ру­же­на в 1970 в со­ста­ве рет­ро­ви­ру­сов Х. Те­ми­ном и С. Ми­зу­та­ни и не­за­ви­си­мо Д. Бал­ти­мо­ром (все – США). Бла­го­да­ря от­кры­тию О. т. центр. дог­ма мо­ле­ку­ляр­ной био­ло­гии (на­след­ст­вен­ная ин­фор­ма­ция пе­ре­да­ёт­ся от ДНК к бел­ку, но не в об­рат­ном на­прав­ле­нии) ос­та­лась не­по­ко­леб­лен­ной, но по­лу­чи­ла бо­лее ши­ро­кое тол­ко­ва­ние: ин­фор­ма­ция пе­ре­да­ёт­ся от лю­бой фор­мы нук­леи­но­вой ки­сло­ты (ДНК и РНК) к бел­ку, но не в об­рат­ном на­прав­ле­нии. В нач. 1980-х гг. вы­яс­ни­лось, что в струк­ту­ре мн. мо­биль­ных ге­не­тич. эле­мен­тов эу­ка­ри­от есть ген, ко­ди­рую­щий О. т., и не­ко­то­рые псев­до­ге­ны (напр., гло­би­нов) и ко­рот­кие мо­биль­ные ге­не­тич. эле­мен­ты об­ра­зу­ют­ся пу­тём об­рат­ной транс­крип­ции по мат­ри­це их мРНК. Ока­за­лось так­же, что в ге­но­мах ДНК-со­дер­жа­щих ге­пад­на­ви­ру­сов (в т. ч. ви­ру­са ге­па­ти­та В) и ви­ру­са мо­заи­ки цвет­ной ка­пус­ты (CaMV) есть уча­ст­ки, имею­щие сход­ст­во с ге­ном, ко­ди­рую­щим О. т. у рет­ро­ви­ру­сов.

У рет­ро­ви­ру­сов птиц О. т. со­сто­ит из двух субъ­е­ди­ниц – $α$ (мо­ле­ку­ляр­ная мас­са ок. 60000) и $β$ (мо­ле­ку­ляр­ная мас­са ок. 100000), при­чём пер­вая субъ­е­ди­ни­ца об­ра­зу­ет­ся при про­те­о­ли­зе вто­рой и име­ет с ней об­щую N-кон­це­вую часть. У рет­ро­ви­ру­сов мле­ко­пи­таю­щих фер­мент пред­став­лен од­ной субъ­е­ди­ни­цей α (мо­ле­ку­ляр­ная мас­са ок. 80000). Как и все ДНК-по­ли­ме­ра­зы, О. т. ве­дёт син­тез в на­прав­ле­нии 5′→3′ в при­сут­ст­вии за­трав­ки. У ви­ру­сов эту функ­цию вы­пол­ня­ют транс­порт­ные РНК (тРНК) раз­ной ами­но­кис­лот­ной спе­ци­фич­но­сти, по­па­даю­щие в ви­ри­он из клет­ки-хо­зяи­на и взаи­мо­дей­ст­вую­щие с ви­рус­ной РНК по прин­ци­пу ком­пле­мен­тар­но­сти. По­сле об­ра­зо­ва­ния ком­плек­са РНК–тРНК, в при­сут­ст­вии бо­га­тых энер­ги­ей де­зок­си­нук­ле­о­тид­три­фос­фа­тов и ио­нов Mg²⁺ или Mn²⁺ РНК транс­кри­би­ру­ет­ся с об­ра­зо­ва­ни­ем т. н. ми­нус-це­пи ДНК (ком­пле­мен­тар­ной ДНК, или кДНК). По­сле об­ра­зо­ва­ния гиб­ри­да РНК–ДНК О. т. рас­ще­п­ля­ет ге­ном­ную РНК и син­те­зи­ру­ет плюс-цепь ДНК, ис­поль­зуя в ка­че­ст­ве мат­ри­цы ми­нус-цепь. В ито­ге об­ра­зу­ет­ся дву­ни­те­вая мо­ле­ку­ла ДНК, ко­то­рая (без уча­стия О. т.) в яд­ре за­ра­жён­ных кле­ток пе­ре­хо­дит в коль­це­вую сверх­спи­ра­ли­зо­ван­ную фор­му, а за­тем встраи­ва­ет­ся в ге­ном клет­ки-хо­зяи­на. Т. о., в хо­де ре­п­ли­ка­ции рет­ро­ви­ру­сов О. т. ка­та­ли­зи­ру­ет три по­сле­до­ва­тель­ные ре­ак­ции: РНК-за­ви­си­мый син­тез ДНК, гид­ро­лиз РНК и ДНК-за­ви­си­мый син­тез ДНК. Ви­рус­ным ДНК-по­ли­ме­ра­зам свой­ст­вен вы­со­кий уро­вень оши­бок при син­те­зе ДНК, что объ­яс­ня­ет вы­со­кую ге­не­тич. из­мен­чи­вость ви­ру­сов. 

О. т. на­шла ши­ро­кое при­ме­не­ние в на­уч. ис­сле­до­ва­них. С её по­мо­щью мож­но по­лу­чать ДНК, ком­пле­мен­тар­ную лю­бой мат­ри­це РНК (мат­рич­ной, транс­порт­ной или ри­бо­сом­ной), син­те­зи­ро­вать струк­тур­ные ге­ны (т. е. кДНК) in vitro, ес­ли дос­туп­ны их мат­рич­ные РНК. Ин­ги­биро­ва­ние О. т. – один из пу­тей борь­бы с ви­ру­са­ми, в т. ч. с ви­ру­са­ми СПИДа, ге­па­ти­та, лей­ко­зов и др. Совр. ги­по­те­зы о мо­ле­ку­ляр­ных ос­но­вах про­ис­хо­ж­де­ния жиз­ни рас­смат­ри­ва­ют об­рат­ную транс­крип­цию как про­цесс бо­лее ран­ний, чем транс­крип­ция, и как спо­соб воз­ник­но­ве­ния пер­вых мо­ле­кул ДНК из РНК.