逆轉錄

逆轉錄（reverse transcription）是RNA病毒的複製形式，需逆轉錄酶的催化。艾滋病病毒(HIV)就是一種典型的逆轉錄病毒。

逆轉錄與反轉錄嚴格意義上來說沒有什麼區別，但是逆轉錄是RNA類病毒自主行為，在整合到宿主細胞內以RNA為模板形成DNA的過程；反轉錄是進行基因工程過程中，人為地提取出所需要的目的基因的信使RNA，並以之為模板人工合成DNA的過程。二者雖同為RNA→DNA的過程，但地點不同，相對性的來說，逆轉錄在體內，反轉錄在體外。

逆轉錄過程由逆轉錄酶催化，該酶也稱依賴RNA的DNA聚合酶（RDDP），即以RNA為模板催化DNA鏈的合成。合成的DNA鏈稱為與RNA互補DNA(complementary DNA, cDNA)。逆轉錄酶存在於一些RNA病毒中，可能與病毒的惡性轉化有關。人類免疫缺陷病毒（HIV）也是一種RNA病毒，含有逆轉錄酶。在小鼠及人的正常細胞和胚胎細胞中也有逆轉錄酶，推測可能與細胞分化和胚胎髮育有關。

大多數反轉錄酶都具有多種酶活性，主要包括以下幾種活性。①DNA聚合酶活性；以RNA為模板，催化dNTP聚合成DNA的過程。此酶需要RNA為引物，多為賴氨酸的tRNA，在引物tRNA 3'－末端以5'→3'方向合成DNA。反轉錄酶中不具有3'→5'外切酶活性，因此沒有校正功能，所以由反轉錄酶催化合成的DNA出錯率比較高。②RNase H活性；由反轉錄酶催化合成的cDNA與模板RNA形成的雜交分子，將由RNase H從RNA 5'端水解掉RNA分子。③DNA指導的DNA聚合酶活性；以反轉錄合成的第一條DNA單鏈為模板，以dNTP為底物，再合成第二條DNA分子。除此之外，有些逆轉錄酶還有DNA內切酶活性，這可能與病毒基因整合到宿主細胞染色體DNA中有關。逆轉錄酶的發現對於遺傳工程技術起了很大的推動作用，它已成為一種重要的工具酶。用組織細胞提取mRNA並以它為模板，在逆轉錄酶的作用下，合成出互補的cDNA，由此可構建出cDNA文庫(cDNA library)，從中篩選特異的目的基因，這是在基因工程技術中最常用的獲得目的基因的方法。

簡要過程表示

逆轉錄酶的作用是以dNTP為底物，以RNA為模板，tRNA(主要是色氨酸tRNA)為引物，在tRNA3'-末端上，按5'→3'方向，合成一條與RNA模板互補的cDNA單鏈，它與RNA模板形成RNA-cDNA雜交體。隨後又在反轉錄酶的作用下，水解掉RNA鏈，再以cDNA為模板合成第二條DNA鏈。至此，完成由RNA指導的DNA合成過程。

病毒複製方式

逆轉錄病毒（屬於RNA病毒）：RNA→DNA→RNA

包括RNA腫瘤病毒科、慢病毒科和泡沫病毒科，廣為人知的有人類免疫缺陷病毒（HIV）和人類嗜T細胞病毒（HTLV）。此類病毒遺傳物質為線狀的正鏈RNA，自帶逆轉錄酶和整合酶。病毒進入細胞后，以正鏈RNA為模板，逆轉錄合成雙鏈DNA，雙鏈DNA由整合酶整合至染色體DNA上形成前病毒。前病毒活化時，轉錄出作為病毒遺傳物質的正鏈RNA和mRNA。

擬逆轉錄病毒（屬於DNA病毒）：DNA→RNA→DNA

包括嗜肝DNA病毒科和花椰菜花葉病病毒科，廣為人知的乙肝病毒（HBV）即屬於此類。此類病毒的遺傳物質為部分單鏈和部分雙鏈的環狀DNA，即rcDNA。病毒進入細胞后，rcDNA進入細胞核，轉換成完整的雙鏈環狀DNA，並形成超螺旋結構，即cccDNA。cccDNA轉錄出多種mRNA，其中一種是前基因組RNA。合成逆轉錄酶后，以前基因組RNA為模板，逆轉錄合成病毒的遺傳物質DNA。

逆轉錄的發現有重要的理論意義和實踐意義。

（1）對分子生物學的中心法則進行了修正和補充。經典的中心法則認為：DNA的功能兼有遺傳信息的傳遞和表達，因此，DNA處於生命活動的中心位置。逆轉錄現象說明：至少在某些生物，RNA同樣兼有遺傳信息傳遞和表達功能。修正後的中心法則表示為：是指遺傳信息從DNA傳遞給RNA，再從RNA傳遞給蛋白質，即完成遺傳信息的轉錄和翻譯的過程。也可以從DNA傳遞給DNA，即完成DNA的複製過程。這是所有有細胞結構的生物所遵循的法則。某些病毒中的RNA自我複製（如煙草花葉病毒等）和在某些病毒中能以RNA為模板逆轉錄成DNA的過程（某些致癌病毒）。有些蛋白質病毒（即朊病毒，如瘋牛病病毒）以蛋白質直接形成蛋白質（如瘋牛病病毒是一種因錯誤摺疊而形成的結構異常的蛋白質，可促使與自身具有相同氨基酸序列的蛋白質發生同樣的摺疊錯誤，從而導致大量結構異常的蛋白質的形成）。

（2）在致癌病毒的研究中發現了癌基因，在人類一些癌細胞如膀胱癌、小細胞肺癌等細胞中，也分離出與病毒癌基因相同的鹼基序列，稱為細胞癌基因或原癌基因。癌基因的發現為腫瘤發病機理的研究提供了很有前途的線索。

（3）在實際工作中有助於基因工程的實施。由於目的基因的轉錄產物易於製備，可將mRNA反向轉錄形成DNA用以獲得目的基因。