Licenci Mendelovu muzeu a Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity poskytlo Cold Spring Harbor Laboratory
Některé viry mají genetickou informaci uloženou v RNA
DNA byla považována za jediný nosič genetické informace. Navíc centrální dogma molekulární biologie postulované Watsonem a Crickem přímo říká, že tok informací je pouze jednosměrný, a to z DNA do RNA a z RNA do proteinu. Proto bylo překvapivé, když se roku 1971 přišlo na to, že některé viry dokáží přepsat svou genetickou informaci z RNA do DNA.
Ba co více, tyto viry dokonce syntetizují proteiny stejným způsobem, jako vyšší organismy. Během infekce je informace z RNA nejprve zpětně přepsána do DNA, a dále už podle klasického schématu zpět z DNA do RNA a z RNA do proteinu. Počáteční překlad z RNA do DNA – běžící v opačném směru, než jaký postuluje centrální dogma – je tedy nazýván jako zpětná (reverzní) transkripce a viry, které tento mechanismus ovládají, se nazývají retroviry. Reverzní transkriptáza, speciální typ polymerázy, používá RNA jako templát k syntéze komplementární dvouřetězcové molekuly DNA.
Galerie
Věděli jste, že?
HIV, virus, který způsobuje AIDS, je retrovir. Tento virus extrémně rychle mutuje, a proto je obtížné proti němu vyvinout účinnou terapii.
Hmm…
Obecně mají všechny viry vysokou mutační rychlost. Proč myslíš, že to tak je?
Video
Videa v této kapitole jsou v původním anglickém znění.
 |
David BaltimoreDavid Baltimore pracoval v 60. letech v oboru virologie, ve které došlo k objevu zpětné (reverzní) transkriptázy, a tím ke zcela novému pohledu na životní cyklus retrovirů. |
David Baltimore, Howard Temin a Renato Dulbecco obdrželi v roce 1975 Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu. Cena byla udělena za objev interakcí virů způsobujících nádory s genetickou informací buňky.
David Baltimore (1938–)
David Baltimore se narodil v New York City, USA. Na střední škole se účastnil výzkumného projektu Jackson Memorial Laboratory v Bar Harbor v Maine. Byla to jeho první zkušenost s prací v biologické výzkumné laboratoři, při níž se také seznámil s některými vědci, čímž nastartoval svou vědeckou kariéru.
Baltimore studoval biologii a chemii na Swarthmore College. V létě roku 1959, teprve ve třetím ročníku studia, se Baltimore stal prvním bakalářským studentem na Cold Spring Harbor Laboratory podílejícím se na výzkumu v laboratoři. Pracoval s Georgem Streisingerem, který ho seznámil s novým oborem, molekulární biologií.
Poté, co v roce 1960 absolvoval magisterské studium, se Baltimore rozhodl napsat svou dizertační práci v oboru biofyziky na Massachusetts Institute of Technology (MIT). Zaujaly ho však viry zvířat, proto roku 1961 odešel z MIT a připojil se k Richardu Franklinovi na Rockefeller University, aby zde pokračoval s výzkumem. Franklin vedl o zvířecích virech přednášky, které Baltimore navštěvoval už na Cold Spring Harbor. Franklin měl experimentálně ověřené důkazy, že některé viry blokují syntézu buněčné RNA a naopak indukují syntézu vlastní, virové RNA.
Studiem virů se Baltimore zabýval i nadále jako postdoktorský student. Specializoval se na syntézu RNA u virů. Roku 1965 se Baltimore stal vědeckým pracovníkem na Salk Institute, kde se zaměřil na poliovirus (původce dětské obrny). Zjistil, že jakmile se jednou RNA virového genomu polioviru dostane do cytoplazmy buňky, přemění se na mRNA.
Roku 1968 přijal pozici docenta mikrobiologie na MIT. Tou dobou začal mít podezření, že se RNA viry replikují více způsoby. Baltimor znal hypotézu Howarda Temina o DNA proviru a o tom, že virová RNA je templát pro vytvoření virové DNA, která se pak stává templátem pro syntézu další virové RNA. V 60. letech šlo o zcela radikální tvrzení, které by nabouralo obecně přijímané centrální dogma přenosu informace z DNA do RNA a z RNA do proteinu. Jelikož on sám měl podobné podezření, považoval Teminovu teorii za logickou. Byl navíc schopen prokázat ji tím, že identifikoval RNA-dependentní-DNA polymerázu, nazývanou později jako zpětná (reverzní) transkriptáza. Izoloval ji z RSV a z nádorových buněk laboratorních myší. David Baltimore, Howard Temin a Renato Dulbecco obdrželi v roce 1975 Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu právě za své objevy týkající se interakcí virů způsobujících nádory s genetickou informací buňky.
Baltimore se stal roku 1972 profesorem biologie na MIT. Mezi lety 1982 a 1990 byl ředitelem a jedním ze zakládajících členů MIT's Whitehead Institute for Biomedical Research. Roku 1990 se přestěhoval do New Yorku a stal se rektorem na jedné ze svých alma mater, Rockefeller University. Po roce se zde stal profesorem na další tři roky. V letech 1998 – 2006 byl prezidentem The California Institute of Technology (Caltech) a roku 2007 prezidentem American Association for Advancement of Science. Baltimore dnes stále učí na Caltechu.
Howard Martin Temin (1934–1994)
Howard Temin se narodil ve Philadelphii, USA. Otec byl advokátem a matka pracovala ve veřejném vzdělávacím systému. Temin se zajímal o biologii a na střední škole byl vybrán do letního výzkumného programu na Jackson Memorial Laboratory v Bar Harbor, Maine. Tam strávil Temin čtvery letní prázdniny, během nichž objevoval svět biologického výzkumu.
Po střední škole se Temin zapsal na Swarthmore College, kde vynikal v biologii. V roce 1955 se přihlásil k postgraduálnímu studiu na The California Institute of Technology. Přestože začínal na oboru biologie, stále více se zajímal o virologii živočichů. Svou doktorskou práci zaměřil na virus Rousova sarkomu (RSV) a vypracovával ji v laboratoři Renata Dulbecca. Po absolvování doktorského studia roku 1959 v Dulbeccově laboratoři zůstal pracovat další rok jako postdoktorand. Tehdy přišel se svojí teorií provirů, v níž vysvětloval, že RSV a jiné RNA viry vstoupí do buňky a předtím, než se integrují do hostitelského genomu, syntetizují kopie své DNA.
Roku 1960 mu byla nabídnuta pozice odborného asistenta na University of Wisconsin-Madison. Během čtyř let v tamější sklepní laboratoři prováděl Temin pokusy, které měly ověřit jeho teorii. Roku 1964 publikoval své výsledky a roku 1975 získal s Davidem Baltimorem a Renato Dulbeccem Nobelovu cena za fyziologii a medicínu, která jim byla udělena za objev interakcí virů způsobujících nádory s genetickou informací buňky.
Temin zůstal na University of Wisconsin-Madison, kde byl následně jmenován profesorem. Také se v roce 1974 stal profesorem virové onkologie a buněčné biologie při American Cancer Society. Byl členem redakčních komisí řady vědeckých časopisů: Journal of Virology, Journal of Cellular Physiology a Proceedings of the National Academy of Sciences.
Temin byl na půdě University of Wisconsin-Madison uznávanou osobností. Do práce chodil každý den tou stejnou cestou okolo jezera, a to buď pěšky anebo na kole. Roku 1998 univerzita pojmenovala na jeho počest tuto cestu jako Howard Temin Lakeshore Path.
Přestože byl Temin nekuřák, zemřel roku 1994 na rakovinu plic.
Věděli jste, že?
Jako mnoho vědců, začali David Baltimore a Howard Temin svou kariéru velmi brzy. Oba se účastnili středoškolských letních programů, které jim umožňovaly zapojit se do výzkumu v laboratoři.
Hmmm…
Pro molekulární biologii je zpětná (reverzní) transkriptáza velice užitečným enzymem. Napadnou Tě některé způsoby, jakými může být reverzní transkriptáza použita pro klonování genů?
Odkazy a literatura
RetroviryToto je stránka University of Leiceister's Department of Microbiology and Immunology, která poskytuje o retrovirech detailní informace. K nalezení je zde i odkaz Microbiology Video Library. Je možné zde stáhnout Quicktime videoklipy o replikaci a zrání HIV. The Body – úplný zdroj informací o HIV/AIDS
Zdroj informací o AIDS a HIV. HIV patří mezi retroviry.
- Baltimore, D., 1970, Viral RNA-dependent DNA Polymerase, Nature, 226: 1209-1211.
- Baltimore, D., 1994, Howard Temin (1934-1994): The Fierce Scholar, Cell, 76: 967-968.
- Baltimore, D., ed., 1977, Nobel Lectures in Molecular Biology 1933-1975, Elsevier North-Holland, Inc., New York.
- Rous, P., 1911, A Sarcoma of the Fowl Transmissible by an Agent Separable from the Tumor Cells, The Journal of Experimental Medicine, 13: 397-409.
ÚEB, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita |
Mendelovo muzeum, Masarykova univerzita |
Návrat na úvodní stránku webu, přístupnost |
| Servisní středisko pro e-learning na MU
| Fakulta informatiky Masarykovy univerzity, 2013
Centrum interaktivních a multimediálních studijních opor pro inovaci výuky a efektivní učení | CZ.1.07/2.2.00/28.0041
