逆转录病毒与逆转录酶
/ REH-troh-vy-rus and ree-VERS tran-SKRIP-tayss /
在正常细胞里,信息通过一个叫转录的步骤单向流动:DNA 被复制成 RNA,RNA 再被用来合成蛋白质。几十年来,这看起来像一条单行道。后来,一类古怪的病毒出现了,它们让交通倒着走——把 RNA 重新复制回 DNA。由于它们让转录反向进行,便被称为逆转录病毒(retrovirus,retro 意为“向后”),而完成这件事的酶就是逆转录酶。
逆转录病毒以 RNA(而非 DNA)的形式携带自己的基因。当它感染一个细胞时,会带上自己的逆转录酶,这种酶读取病毒的 RNA,并写出一份对应的 DNA 拷贝。随后,另一种病毒酶把这份 DNA 拷贝永久地拼接进宿主细胞自己的某条染色体里。从此以后,宿主细胞就把这些病毒基因当作自身的一部分,忠实地复制和读取它们——这意味着这场感染可以成为细胞遗传物质中永久的一部分,每当这个细胞分裂时都被传下去。
逆转录病毒既是威胁,也是工具。引起艾滋病的 HIV 病毒就是一种逆转录病毒,而几种重要的抗 HIV 药物正是通过卡住它的逆转录酶、使其无法制造那份关键的 DNA 拷贝来起作用的。在建设性的一面,科学家把逆转录酶当作实验室里的主力酶,用来把脆弱的 RNA 变成稳定的 DNA 以供研究,并把去除了致病能力的逆转录病毒当作运载工具,在基因治疗中插入有益的基因。关键而诚实的一点是:逆转录病毒不只是“拜访”一个细胞——它能把自己永久地写进细胞自己的基因组里。
AZT 是最早治疗 HIV 的药物之一,它是一种诱饵构件:当病毒的逆转录酶试图把 RNA 复制成 DNA 时,会误抓 AZT,正在延长的 DNA 链便走进了死胡同。拷贝永远完不成,病毒也就无法整合进基因组。
许多 HIV 药物的原理,就是破坏逆转录酶——这种使逆转录病毒得以存在的酶。
逆转录酶(RNA 到 DNA)是正常转录(DNA 到 RNA)的逆过程;它与 DNA 复制不是一回事。也并非所有 RNA 病毒都是逆转录病毒——只有那些把自己的 RNA 复制成 DNA 并将其整合进基因组的才是。