反转录酶(reversetranscriptase,也可写成逆转录酶)又称为依赖RNA的DNA聚合酶。1970年Temin等在致死RNA病毒中发现了一种特殊的DNA聚合酶,该酶以RNA为模板,以dNTP为底物,tRNA(主要是色氨酸tRNA)为引物,在tRNA3'-OH末端上,根据碱基配对的原则,按5'-3'方向合成一条与RNA模板互补的DNA单链,这条DNA单链叫做互补DNA(complementaryDNA,CDNA)。反转录酶(Reversetranscriptase)是以RNA为模板指导三磷酸脱氧核苷酸合成互补DNA(cDNA)的酶。哺乳类C型病毒的反转录酶和鼠类B型病毒的反转录酶都是一条多肽链。鸟类RNA病毒的反转录酶则由两上亚基结构。真核生物中也都分离出具有不同结构的反转录酶。逆转录的目的是将RNA变为DNA,便于PCR扩增。cDNA合成逆转录混合蛋白质提取
反转录酶的选择:反转录酶(Reversetranscriptase)又称逆转录酶。是以RNA为模板指导dNTP合成互补DNA(cDNA)的酶。一部分反转录酶具有RNA酶活性,能够在转录后降解RNA-DNA杂交链中的RNA链。如果反转录酶没有Rnase酶活性,可加入RNaseH来获得更高的qPCR效率。常用的酶包括Money鼠白血病病毒(MMLV)反转录酶和禽成髓细胞瘤病毒(AMV)反转录酶。依据RT-PCR,理想的状态下是选择具有较高热稳定性的反转录酶,cDNA的合成才能在较高的温度下进行,确保成功转录具有较高二级结构的RNA,并确保在整个反应过程中的全部活性,从而得到质量更高的cDNA。cDNA合成逆转录混合蛋白质提取逆转录实验在反应前应将各反应试剂混匀,避免试剂沉淀或剪切。
逆转录PCR的用途普遍,可用于分析基因的转录产物、检测细胞中RNA病毒的含量、合成cDNA探针、直接克隆特定基因的cDNA序列等。如在临床上RT-PCR可以用于遗传病诊断、病症检测、检测病人标本中的RNA病毒,如HAV、HCR、HIV等。在植物方面RT-PCR常用于研究环境胁迫对植物基因表达的影响,以及在特定的环境或生长阶段中植物体不同部位基因表达的差异性。使用RT-PCR检测分析RNA转录产物具有以下突出的优点:理论上可以检测几乎任何基因的转录产物;可以实现极为微量RNA样品(ng级别)的检测;样品耐受性好,未经纯化的粗制生物样品也可以用于检测。
逆转录酶还有DNA内切酶活性,这可能与病毒基因整合到宿主细胞染色体DNA中有关。逆转录酶的发现对于遗传工程技术起了很大的推动作用,它已成为一种重要的工具酶。用组织细胞提取mRNA并以它为模板,在逆转录酶的作用下,合成出互补的cDNA,由此可构建出cDNA文库(cDNAlibrary),从中筛选特异的目的基因,这是在基因工程技术中较常用的获得目的基因的方法。简要过程表示:逆转录酶的作用是以dNTP为底物,以RNA为模板,tRNA(主要是色氨酸tRNA)为引物,在tRNA3'-末端上,按5'→3'方向,合成一条与RNA模板互补的cDNA单链,它与RNA模板形成RNA-cDNA杂交体。随后又在反转录酶的作用下,水解掉RNA链,再以cDNA为模板合成第二条DNA链。至此,完成由RNA指导的DNA合成过程。病毒复制方式:逆转录病毒(属于RNA病毒):RNA→DNA→RNA。拟逆转录病毒(属于DNA病毒):DNA→RNA→DNA。逆转录在病毒学、免疫学等领域有普遍的应用。
逆转录实验的准备工作:1、实验器具与材料:(1)移液头:200ul、10ul;(2)吸头:200ul、20ul;(3)EP管1。5ml、100ul;(4)水浴箱。2、实验器具的处理与准备,塑料制品:(包括吸头、EP管等)将塑料制品逐个浸泡于1‰DEPC水中(必要时小头头需要用吸管打入DEPC水)37℃过夜,然后送至高压3次,后在80℃烘烤箱中烘干(或置于37℃中8小时左右烘干),试验前将头头放入吸头台。3、试剂配制和准备:(1)DEPC水:泡实验器具的DEPC水的配制:1000ml双蒸水中加1mlDEPC,放在1000ml容量瓶中静置4小时后备用。逆转录中所用的DEPC水的配制:100ml盐水瓶内装40ml双蒸水,加40ulDEPC,37℃过夜,送至高压,后分装到几个1。5mlEP管中,-20℃中保存备用。(2)RT中所需要的各种试剂。逆转录经常与细胞恶性转化有关,艾滋、乙肝等很多疾病也有逆转录过程。cDNA合成逆转录混合蛋白质提取
逆转录酶还有DNA内切酶活性,这可能与病毒基因整合到宿主细胞染色体DNA中有关。cDNA合成逆转录混合蛋白质提取
RT-PCR逆转录引物设计原则:1.上下游引物要保守:扩增子长度需选择一段保守片段(100-200bp)进行PCR扩增,选择片段需跨越内含子,因内含子的基因组DNA序列不会被扩增,也可减少从污染的基因组DNA中扩增得到的假阳性风险。引物选取同样需要保守。2.引物长度和Tm值:引物设计长度为18-25bp,Tm值在50-65℃之间,引物中GC含量在40-60%。设计引物时尽量避免出现4个或超过4个G碱基。RT-PCR实验阴性对照:反转录阴性对照应包括在所有的RT-PCR的实验中,用来检测DNA是否污染(如基因组DNA或PCR产物)。该对照所指不加反转录酶,通过反转录过程得到cDNA在进行荧光定量PCR检测。如检测到扩增,则样本中可能含有基因组DNA污染。cDNA合成逆转录混合蛋白质提取
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