逆轉錄(reverse transcription)是一種以RNA為模板合成DNA的過程,即RNA指導下的DNA合成。這一過程與傳統的遺傳信息流動方向相反,因而得名逆轉錄。逆轉錄酶在這一過程中起著關鍵作用,它是依賴RNA的DNA聚合酶(RDDP),能夠以RNA為模板合成DNA。逆轉錄酶的發現對分子生物學研究產生了深遠影響,是中心法則的重要補充。逆轉錄酶存在于某些RNA病毒中,如人類免疫缺陷病毒(HIV)。逆轉錄酶在病毒復制過程中發揮著至關重要的作用,有助于病毒的惡性轉化。然而,逆轉錄酶不僅限于病毒,人類和小鼠的正常細胞及胚胎細胞中也存在逆轉錄酶,這可能與細胞分化和胚胎發育有關。逆轉錄酶具有多種酶活性,包括DNA聚合酶活性、RNase H活性和DNA指導的DNA聚合酶活性。DNA聚合酶活性允許逆轉錄酶以RNA為模板催化dNTP聚合成DNA,這一過程需要RNA作為引物,多為賴氨酸的tRNA。逆轉錄酶中缺乏3'→5'外切酶活性,因此合成的DNA中錯誤率較高。RNase H活性則負責將cDNA與模板RNA形成的雜交分子中的RNA部分水解掉。DNA指導的DNA聚合酶活性則以反轉錄合成的第一條DNA單鏈為模板,合成第二條DNA分子。逆轉錄酶的發現極大地推動了遺傳工程技術的發展,成為構建cDNA文庫的重要工具。從組織細胞中提取mRNA并以之為模板,在逆轉錄酶的作用下合成互補的cDNA,進而構建cDNA文庫,從中篩選出特異的目的基因。這一方法已成為獲得目的基因的常用策略,為基因工程技術的發展提供了重要支持。