DNA polimerasi (RNA-dipendente)

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DNA polimerasi (RNA-dipendente)
Modello tridimensionale dell'enzima
HIV-1 proteasi complessata con un inibitore tripeptide
Numero EC 2.7.7.49
Classe Transferasi
Nome sistematico
deossinucleoside-trifosfato:DNA deossinuclotidiltransferasi (RNA-dipendente)
Altri nomi
trascrittasi inversa, revertasi, DNA revertasi, DNA polimerasi RNA-dipendente, RT
Banche dati BRENDA, EXPASY, GTD, KEGG, PDB
Fonte: IUBMB

La DNA polimerasi (RNA-dipendente) (o trascrittasi inversa, o retrotrascrittasi), è un enzima appartenente alla classe delle transferasi, che catalizza la seguente reazione:

deossinucleoside trifosfato + DNAn difosfato + DNAn+1

Si tratta dunque di un enzima in grado di sintetizzare DNA come le consuete DNA polimerasi. Tuttavia, a differenza di queste ultime, è in grado di utilizzare l'RNA come stampo di partenza. Si tratta infatti di un enzima caratteristico dei retrovirus (che usano RNA come materiale genetico).

Attività dell'enzima[modifica | modifica wikitesto]

Le trascrittasi inverse hanno due attività:

  • attività di DNA polimerasi: questa proteina è cioè in grado, usando sia una molecola di RNA o di DNA a singolo filamento come stampo, di sintetizzare la molecola di DNA corrispondente. Come tutte le polimerasi però richiede un frammento di DNA o di RNA come primer per poter iniziare la reazione di polimerizzazione.
  • attività di RNasi H: questa proteina riesce a degradare l'RNA dagli ibridi RNA-DNA formatisi durante la reazione di polimerizzazione così da poter formare un doppio filamento di DNA a partire da un singolo filamento di RNA.

Struttura[modifica | modifica wikitesto]

Studi sulla trascrittasi codificata dal virus dell'HIV hanno mostrato che questo enzima è un eterodimero, composto da due subunità, una denominata p66 in base al suo peso - 66 kDa - e l'altra p51.
In seguito al legame con la molecola di RNA, l'enzima cambia di conformazione in modo da bloccare il substrato e procedere con la polimerizzazione.

Localizzazione[modifica | modifica wikitesto]

Questo enzima è posseduto da alcuni batteri e i retrovirus, una famiglia di virus che la utilizzano per poter replicare il proprio genoma integrandolo nel genoma della cellula da loro infettata (costituito da DNA nel caso di cellule procariotiche ed eucariotiche). Tra questi retrovirus vi è compreso un gruppo denominato dei retrovirus endogeni, cioè retrovirus integratisi nel genoma di molti organismi, ivi compreso l'uomo, in tempi remoti ed ora facenti parte stabilmente del loro genoma.
Anche i retrotrasposoni ed altri elementi genetici mobili posseggono tale attività e la utilizzano per incrementare il proprio numero all'interno del genoma di organismi eucariotici.

Altri enzimi dotati di attività simile sono le telomerasi, enzimi che aggiungono specifiche sequenze ripetute di DNA alle estremità cromosomali.

Questo enzima fu scoperto indipendentemente da Howard Temin e da David Baltimore che valse loro il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina nel 1975 insieme a Renato Dulbecco.

Particolarità[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Dogma centrale della biologia molecolare.

La scoperta di questo enzima, in grado di copiare l'informazione genetica dall'RNA al DNA sconvolse una parte del dogma centrale della biologia molecolare ideato da Francis Crick, uno degli scopritori della struttura del DNA, il quale prevedeva che l'informazione genetica fluisce dal DNA all'RNA alle proteine e non viceversa. Oggi tale dogma è oggetto di dibattito all'interno della comunità scientifica.

La trascrittasi inversa ha un errore di incorporazione (cioè, accoppia una base sbagliata rispetto a quella presente nel filamento stampo) piuttosto alto, in media di circa 1 ogni 2000 basi ed è la causa dell'elevato tasso di mutazione dei retrovirus che impedisce la creazione di un vaccino o di un farmaco in grado di eliminare tali virus.

Poiché questo enzima è quasi esclusivamente presente in virus patogeni anche per l'uomo quali l'HIV, esso viene utilizzato come bersaglio per la terapia medica. Uno dei farmaci inibitori della trascrittasi più famosi è l'AZT (azidotimidina).

Utilizzo nelle biotecnologie[modifica | modifica wikitesto]

Questo enzima trova ampia applicazione nelle biotecnologie ed in particolare in una tecnica conosciuta come RT-PCR che consente di ottenere ed amplificare un frammento di DNA a partire da RNA (utile nella costruzione di librerie di cDNA).

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]

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