O que é a transcriptase reversa e como ela pode ser importante para um vírus?

Definição de Transcriptase Reversa

Normalmente, o DNA é transcrito, ou copiado, em RNA e então traduzido em proteína.

A transcriptase reversa copia o RNA de volta ao DNA. Pense nisso como um carro descendo uma rua de mão única. Normalmente, o tráfego só se move em uma direção. Mas então, alguém de fora da cidade está dirigindo na direção oposta! A transcriptase reversa conduz o caminho oposto nos processos moleculares nas células, convertendo o RNA de volta em DNA.

Embora seja muito diferente do processo normal, a transcriptase reversa é uma enzima importante. É necessário para funcionar em vírus, eucariotos e procariontes. As enzimas da transcriptase reversa nas células estão envolvidas na diversidade genética e no processo de envelhecimento das células eucarióticas. Nos vírus, a transcriptase reversa permite que o vírus insira seu DNA no DNA da célula hospedeira, forçando a célula a produzir mais vírus. Isso é bom para o vírus, mas ruim para o hospedeiro.

Transcriptase reversa em células

Embora a transcriptase reversa ocorra em vírus, nossas células possuem enzimas transcriptase reversa que são úteis e até essenciais para o nosso bem-estar! Uma enzima chamada telomerase é uma importante transcriptase reversa em nosso corpo. Ajuda a evitar que nossos cromossomos se quebrem com o tempo e controla o envelhecimento das células. É como um faz-tudo na casa, evitando que nossos eletrodomésticos ou a estrutura da casa se desgastem com o tempo. Na imagem, a telomerase é mostrada copiando RNA para DNA para adicionar aos cromossomos na célula para evitar que eles se desgastem.

Ambas as células eucarióticas e procarióticas têm retrotransposons. Esses são pedaços de DNA no genoma que são convertidos em RNA por meio de uma transcriptase reversa e, em seguida, de volta ao DNA e, por fim, inseridos em outro lugar do genoma. É como recortar e colar pedaços de uma frase em uma ordem diferente. Esse processo pode mudar a mensagem do DNA, da mesma forma que cortar e colar partes de uma frase mudaria o significado. Desde que a célula controle o processo corretamente, isso pode ser importante para a diversidade genética dos organismos.

Transcriptase reversa em vírus

Os vírus também usam a transcriptase reversa para sobreviver. Os vírus chamados retrovírus têm um genoma de RNA e convertem o RNA de volta em DNA antes de sequestrar a célula. Existem vários vírus que usam a transcriptase reversa, como o vírus linfotrópico T Humano (HTVL) tipos 1 e 2 e o vírus da imunodeficiência humana (HIV). O HTLV 1 pode causar leucemia, um câncer dos glóbulos brancos, em alguns pacientes infectados por mutação do DNA dos glóbulos brancos. O HTVL 2 tem sido associado a distúrbios cerebrais, como neurodegeneração, onde partes do cérebro e da medula espinhal se rompem.

O HIV é o exemplo mais conhecido de retrovírus. Quando o HIV infecta uma célula, ele traz consigo um genoma feito de RNA, não de DNA. O RNA entra na célula e a transcriptase reversa copia o RNA viral de volta ao DNA. O DNA viral é cortado e colado no DNA da célula hospedeira. A célula hospedeira é levada a produzir muitas proteínas para o vírus. Ele não percebe que as instruções mudaram e continua criando muitos vírus novos! Embora isso seja ruim para o hospedeiro, é ótimo para o vírus, pois o objetivo de um vírus é sobreviver e produzir mais vírus.

Estrutura da transcriptase reversa

A estrutura da transcriptase reversa permite que ela tenha as funções de que os vírus e as células precisam para sobreviver. As transcriptases reversas celulares, como a telomerase, são estruturalmente semelhantes à DNA polimerase, que copia o DNA durante a replicação do DNA. Ambas as enzimas têm locais para ler o modelo, adicionar nucleotídeos, cortar a nova fita usando uma nuclease e verificar se há erros. A diferença é que a DNA polimerase lê DNA e adiciona nucleotídeos de DNA, e a transcriptase reversa lê RNA e adiciona nucleotídeos de DNA.

A telomerase nas células tem uma alta taxa de fidelidade, o que significa que não comete muitos erros. No entanto, a transcriptase reversa viral comete muitos erros durante a cópia. A telomerase é como um estudante fluente em espanhol. Eles podem copiar notas do espanhol para o inglês com muito poucos erros. No entanto, um aluno novo no espanhol pode cometer muitos erros ao copiar notas. É assim que a transcriptase reversa viral opera, cometendo muitos erros durante a cópia do RNA para o DNA. Embora tenha a parte da polimerase para copiar o RNA, adicionar os nucleotídeos do DNA e a nuclease, não há seção de revisão da enzima.

Já que tantos erros são cometidos, a mensagem no RNA é alterada. Se a mensagem for alterada, as proteínas do vírus também serão alteradas! Assim, cada novo vírus será muito diferente do vírus original que iniciou a infecção. Como o vírus está sempre mudando, o tratamento do HIV pode ser muito difícil.

Os cientistas desenvolvem medicamentos que interferem em diferentes estágios do ciclo de vida do vírus para tratar pacientes e ajudar as células imunológicas a sobreviverem durante a infecção pelo HIV. Normalmente, essas drogas se ligam a proteínas importantes de que o vírus precisa para se replicar. O problema é que as novas partículas de vírus podem ter uma estrutura ligeiramente diferente devido a mutações nas instruções do DNA para produzi-las. Se as partículas forem ligeiramente diferentes, os medicamentos podem não se ligar mais a elas, criando resistência aos medicamentos.

Resumo da lição

Em resumo, a transcriptase reversa é uma enzima que copia o RNA de volta ao DNA. Isso é incomum porque o DNA é sempre transcrito em RNA nas células. As enzimas da transcriptase reversa podem ser encontradas nos vírus, que usam a transcriptase reversa para fazer mais vírus. A transcriptase reversa em vírus pode causar erros em seu genoma, o que altera as novas partículas do vírus. Isso torna difícil desenvolver medicamentos para o HIV e leva à resistência aos medicamentos. As enzimas da transcriptase reversa também são encontradas em eucariotos e procariotos. Essas células usam a transcriptase reversa para reparar seus genomas e criar diversidade genética.

Qual a importância da transcriptase reversa para os vírus?

O que é transcriptase reversa e qual sua função?

O que é transcriptase reversa e em quais tipos de vírus está presenta?

Como funciona o mecanismo de transcriptase reversa?