Lược sử phát hiện Enzyme phiên mã ngược

ADN-pôlymêraza phụ thuộc ARN.
Hình 2: Mô hình tinh thể enzym phiên mã ngược của một chủng HIV.[8]
Danh pháp
Ký hiệuRVT_1
PfamPF00078
Pfam clanCL0027
InterProIPR000477
PROSITEPS50878
SCOP1hmv
CDDcd00304
Cấu trúc protein hiện có:
Pfamstructures
PDBRCSB PDB; PDBe
PDBsumstructure summary
  • Hiện tượng phiên mã ngược được phát hiện bởi Howard Temin tại Đại học Wisconsin-Madison, và được phát hiện một cách độc lập bởi David Baltimore vào năm 1970 tại MIT[9][10]. Cả hai cùng đoạt một giải Nobel năm 1975 giải Nobel Sinh lý và Y khoa chia sẻ cùng với Renato Dulbecco cho thành tựu của cả ba người.
  • Khám phá này ban đầu tỏ ra mâu thuẫn với "giáo điều" của Luận thuyết trung tâm trong sinh học phân tử do Francis Crick đề xuất, theo đó: ADN được phiên mã thành RNA rồi mới tổng hợp nên protein. Tuy nhiên, khả năng mà thông tin di truyền có thể "chuyển ngược" theo cách này cuối cùng đã được giới khoa học chấp thuận.[11].
  • Đến đầu những năm 1980, virut sao ngược (retrovirus) gây ra bệnh bạch cầu ở người gọi là HTLV-I và HTLV-II được phát hiện. Năm 1983, người ta đã tách lập được HIV và xác định nó là tác nhân gây bệnh AIDS. HIV lây nhiễm các tế bào bạch cầu thuộc dòng tế bào hỗ trợ T, chúng nhân lên nhanh chóng, sinh sôi nảy nở làm hàng loạt tế bào T chết, phá hủy hệ miễn dịch. Trong năm 2007, khoảng 2,1 triệu người trên toàn thế giới đã chết do AIDS, ước tính có 33,2 triệu người sống chung với HIV, và khoảng 2,5 triệu người mới nhiễm HIV.
  • Ngày nay, loại enzym này đã được nghiên cứu kỹ lưỡng (hình 2) và có nhiều ứng dụng quan trong trong công nghệ sinh học phân tử cũng như trong y học. Các loại thuốc ức chế enzym sao chép ngược là phương pháp điều trị đầu tiên cho những người đang phơi nhiễm HIV. Chất ức chế đầu tiên thuộc loại này là enzym sao ngược nucleoside NRTI như AZT (zidovudine) - thuốc đầu tiên được Cơ quan quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ phê duyệt để kéo dài tuổi thọ của bệnh nhân AIDS, có tác dụng pha huỷ chuỗi ADN tiền virut (proviral DNA) trước khi enzym kết thúc phiên mã. Các NRTI còn được kết hợp với các thuốc ức chế enzym sao chép ngược không nucleoside (NNRTI) như efavirenz, hoạt động bằng cách liên kết và thay đổi hình dạng của enzym, nên nó coi như bị mất chức năng.
  • Như vậy, enzym phiên mã ngược vốn được phát hiện là loại enzym có nguồn gốc từ vật liệu di truyền của virut sao ngược xúc tác sự phiên mã của ARN ở virut (axit ribônuclêic) thành ADN (axit đêôxyribônuclêic). Sự xúc tác phiên mã này là quá trình  ngược lại của phiên mã tế bào bình thường mà ADN tạo ra ARN, do đó các tên này là sao ngược và "retrovirus" gọi là virut sao ngược. RT chính là bản chất lây nhiễm của virut sao ngược (retrovirus), một số trong số đó gây bệnh ở người, bao gồm virus suy giảm miễn dịch ở người (HIV) gây hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải (AIDS) và virut lymphô ở tế bào T của người I (HTLV-I) gây bệnh bạch cầu. Những bệnh hoặc hội chứng này không di truyền.
  • Tuy nhiên, gần đây người ta đã phát hiện các chủng retrovirus có khả năng "chèn" gen của nó vào tế bào mầm, do đó gen này hoàn toàn có khả năng nằm trong bộ gen của giao tử (trứng, tinh trùng) do đó sẽ di truyền cho thế hệ sau.[12] (Xem thêm mục ERV ở trang Nhân tố chuyển vị ngược LTR).
  • Ngoài ra, enzym phiên mã ngược cũng là một thành phần cơ bản của công nghệ phòng thí nghiệm được gọi là phản ứng chuỗi sao chép ngược polymerase (RT-PCR), một công cụ mạnh được sử dụng trong nghiên cứu và chẩn đoán các bệnh như ung thư.[13]