反转录酶工作原理
反转录酶是一种能够将RNA转录为DNA的酶类，这种酶在许多生物学领域中都得到了广泛的应用。反转录酶正是因为能够把RNA信息转录到DNA中，才能够使得RNA中存储的有关蛋白质基因信息得以保存。那么这种酶是如何工作的呢？本文将详细介绍反转录酶的工作原理。
1. 反转录酶的分类与结构
反转录酶属于RNA依赖性DNA聚合酶（RTs）家族。从功能上分为三类：第一类为转录后修饰酶（TERT），主要用于在染色质末端维持和复制端粘合序列的长度，为克隆基因、有性生殖、染色体稳定性保驾护航；第二类为L1元件样转录酶（L1 RTs），这一类转录酶主要负责细胞内的逆转录和DNA修复；第三类为逆转录病毒（RT viruses）的逆转录酶。
反转录酶主要由两个亚单位组成，即反转录酶聚合酶亚单位（RTase）和RNA依赖性RNA酶亚单位（RNase H）两个亚基。RTase的主要功能是将RNA转录为双链DNA，RNase H则可以去除RNA模板物质。反转录酶的结构与自身作用特点密切相关，因此对其结构的认识对于理解其作用机制和改善其性能具有很重要的意义。
2. 反转录酶的工作原理
反转录酶能够将RNA模板转录为相应cDNA链的核酸酶。它通过使用RNA作为模板，将dNTPs通入单链DNA链的3'端，在中断并对RNA模板进行消化过程后，将Syn糖基进行联接反应，从而最终形成cDNA。反转录酶的工作过程分为三个主要步骤：cDNA合成、RNase H活性酶作用、及二链DNA复合物的形成。
2.1 cDNA合成
首先，反转录酶的RTase会与RNA模板物质相结合，并在RNA模板物质的3'端位置进行切割，以便在转录过程中加入第一个核苷酸（dNTP）。RTase首先在RNA链产生的切口上附加一个dNTP，形成第一条cDNA链。接下来，在反转录酶的DNase H活性酶的切割下，RNA模板物质被切割，从而第一条cDNA链上的RNA被消除，同时使用RNA或DNA作为一个新的3'端，为第二条cDNA链的形成提供新的3'端。第二条链的cDNA沿着RNA模板物质的反方向被合成，在这个过程中dNTPs被加入，cDNA链被扩大，当到达RNA链的5'端时，反转录酶的活性停止。在最终的步骤中，会形成一个L体系，其中包括单链RNA（模板），单链cDNA（新合成的链），以及双链DNA（即cDNA-dsDNA复合体）。
2.2 RNase H活性酶作用
在RTase的cDNA的合成过程中，RNase H活性酶起着非常重要的作用。RNase H酶是一个内切水解核酸酶，它可以通过非特异性的水解RNA中的鸟嘌呤磷酸，阿糖胸腺嘧啶磷酸核酸链上的糖苷键来降解RNA。在反转录酶的cDNA合成过程中，通过RNase H酶消化RNA模板链，RNA模板和新倒转的DNA形成相对的cDNA链，并可以改变模板物质对新DNA物质的稳定性。这个过程类似于DNA实验室中的消化酶由两条DNA链中剪断的酶。
2.3 二链DNA复合物的形成
在反转录酶的cDNA合成超过100bp长度时，表现出DNA聚合酶的特点，经过YMRS加速反应，具有DNA稳定性和二链DNA的特征。此时的反转录酶产生的cDNA具有十分重要的生物学意义，它不仅可用于PCR技术，并且容易用于Southern blot、Northern blot、以及克隆、测序等实验操作。通常需要使用聚合酶链反应PCR等方法，从中选取特定基因的一段DNA片段进行分子生物学研究。
反转录酶的工作原理对于RNA依赖性DNA聚合酶的分离、纯化、研究和开发具有重要意义，也为反转录多样性的广泛应用（如病毒、肿瘤、医学诊断等）提供了很好的技术支持。近年来，反转录酶也被广泛应用于转基因生物研究、药物开发和大量基因组测序技术中。
