El Descubrimiento de la Transcriptasa Reversa

Por una serie de experimentos conducidos en la década de 1940, 1950 y 1960, los principios por los que la información genética es transferida en el sistema biológico fue demostrada.

El ADN sirvió como el código, que era entonces transcrito en un tipo de ARN (ARNm), eso llevó el mensaje que será traducido a proteínas.

Esto experimentos formaron un paradigma firmemente creído, era conocido como el “dogma central”. Sin embargo, en 1970, un trabajo sobre el virus del tumor del ARN demostró que quizás el dogma central no explicó el cuadro entero.

Trasfondo

En 1961, Howard Temin comenzó a recolectar evidencia que era contraria al dogma central. Temin, que dedicó su vida a estudiar los virus del tumor del ARN (ahora conocidos como retrovirus), centró sus primeros trabajos en el virus del sarcoma de Rous (RSV). Este ARN virus es capaz de transformar células normales en células cancerosas. Temin sintió que la mejor explicación para el comportamiento del virus era modelo porque el virus permanece inactivo, o en estado pro-viral en la célula. Sin embargo, puesto que el ARN es notoriamente inestable, Temi propuso que el genoma del ARN de RSV es convertido en un ADN pro-virus. Con este modelo en mente, él precisó para probar su hipótesis. Él reunió los datos que demuestran que RSV es sensible a los inhibidores de la síntesis de ADN y sugiriendo que el ADN, complementario al genoma ARN de RSV, es presente en células transformadas. Otros investigadores, sin embargo, seguían siendo escépticos. Un experimento definitivo sería requerido para probar su modelo finalmente.

Mientras tanto, otro virólogo, David Baltimore, había estudiado la replicación de los virus. Él tomó un acercamiento bioquímico, observando directamente

Javiera Muñoz S.

el ARN y síntesis de ADN en los viriones mismos. Él tenía previamente un ARN-dependiente de la actividad de ARN polimerasa en viriones del virus de estomatitis vesicular, un ARN virus no-tumorigenico Su atención entonces dio vuelta al tumor del ARN virus, finalmente colocando en el virus murino de la leucemia de Rauscher (R-MLV). Con este organismo, él probaría independientemente el modelo de Temin.

El experimento

Notablemente, estos dos científicos viajaron caminos separados al mismo sistema crítico de experimentos. Ambos comenzaron con la acción pura del virus, el cual interrumpieron parcialmente usando detergentes no iónicos. Con una acción de los virus interrumpidos a disposición, podrían hacer la pregunta crítica: ¿puede un retrovirus realizar síntesis de ADN? Para responder esta pregunta, cada grupo agregó el trifosfato radioactivo de la dioxitimidina (dTTP) junto con los otros tres trifosfatos del dioxinucleótido (dATP, dCTP. dGTP) a las preparaciones del virion, y observando la incorporación del dTTP radioactivo del ADN. De hecho, en cada experimento el dTTP radioactivo fue incorporado en el ácido nucleico. Cuando Baltimore agregó un ribonucleótido radioactivo trifosfato (rNTP) y los tres otros ribonucleótidos trifosfatos a los virus interrumpidos, él no podría detectar ninguna síntesis de ARN.Para probar que el producto que fue formado estaba dentro del ADN, ellos lo trataron con enzimas que degradan específicamente el ARN (ribonucleasa o RNasa) o ADN (desoxirribonucleasa o DNasa). Encontraron que el producto era sensible solo a la DNasa. Los resultados de estos simples experimentos, resumidos en la tabla de arriba, demostraron que una enzima en las partículas podría sintetizar el ADN. Sin embargo, seguía habiendo una pregunta… ¿Cuál era la plantilla? Para demostrar de una vez por todas que el ADN se podría sintetizar de una plantilla de ARN, Baltimore y Temin pre-incubaron los viriones con RNasa, la que cataliza la degradación de ARN en ribonucleótidos monofosfatos (rNMPs). Si el ARN era realmente la plantilla, entonces la degradación de la plantilla prevendría la síntesis de ADN por las preparaciones de virion. Éste de hecho era el caso.

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Más largo el tratamiento previo de los viriones con RNAasa, más baja era la cantidad de actividad de ADN sintetizado, asi probando que una enzima en el virion podría catalizar la síntesis de ARN dependiente de la síntesis de ADN. Porque eta actividad era al revés de la bien conocida síntesis de ADN dependiente de ARN considerada en la transcripción, la enzima que la catalizó pronto fue referida como transcriptasa reversa. Inicialmente, muchos científicos estaban poco dispuestos a creer que existía la transcriptasa reversa porque su actividad violaba el dogma central. Aislamiento subsecuente y caracterización del paradigma de enzima pronto convenció a los escépticos.

Discusión

Temin y Baltimore fueron llevados independientemente por diversas deducciones al descubrimiento de la transcriptasa reversa. Temin creyó firmemente en la existencia de la actividad. Para él, era el proceso de hacer experimentos bioquímicos en viriones purificados, algo que en las células infectadas, le permitieron probar al mundo lo que él sabía. Baltimore, por otro lado, creía que los virus llevaron sus actividades de la polimerasa con ellos. Su penetración dominante era probar la actividad del ARN dependiente de la polimerización de ADN que Temin había propuesto. Ambos científicos, sin embargo, debieron tener la convicción para creer y divulgar lo que veían, a pesar de ser contrario a un paradigma aparentemente inquebrantable. El descubrimiento de la transcriptasa reversa ha afectado la vida dentro y fuera de la ciencia en una miríada *(cantidad muy grande o indefinida*) de formas. La capacidad de convertir ARNm en ADN permitió la creación de la biblioteca de ADNc, colecciones de ADN que compusieron solamente de los genes expresados en un tejido particular. Esto ha facilitado la clonación y el estudio de los genes implicados en todas las facetas de la biología. El descubrimiento también causó una explosión de la investigación en retroviruses (retrovirus en plural xD) virus del ARN que repliegan vía transcripción reversa. Esta base fue 15 años críticos después cuando el virus de inmunodeficiencia humana (VIH), que causa SIDA, fue demostrado que

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era un retrovirus. La importancia del trabajo de Temin y Baltimore fue rápidamente reconocida, llevándolos a recibir el Premio Nobel por Fisiología y Medicina en 1975 debido al descubrimiento de la transcriptasa reversa.

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