Omvendt transkriptase, et paradigmebusting enzym
Omvendt transkriptase er et enzym som syntetiserer DNA ved hjelp av RNA som mal. Oppdagelsen i 1970, separat av Howard Temin og David Baltimore, ble opprinnelig møtt med mye skepsis. Tross alt mente molekylærbiologiens sentrale dogme, allerede nedfelt i dagens lærebøker, at informasjonen strømmet fra DNA til RNA til protein. Ideen om at DNA kunne bli kodet av RNA krevde en ny gjennomgang av en lang liste med faste holdninger. Motstanden mot ideen smuldret imidlertid raskt, ettersom resultatene raskt ble replikert av andre. Enzymet gikk fra å være et paradigmebusting fenomen til en standardvare i verktøysettet for molekylærbiologi på rekordtid. Det ble uvurderlig for å lage for eksempel DNA-prober som er komplementære til messenger-RNA.
Dagen da de kunngjorde Nobelprisen for fysiologi eller medisin i 1975, var en stor glede i Tumor Virology Laboratory ved Salk Institute. Baltimore og Temin ble tildelt prisen for oppdagelsen av omvendt transkriptase sammen med Temins tidligere mentor, Renato Dulbecco, som oppfant teknikkene som førte til oppdagelsen. Dulbecco var medlem av Tumor Virology Lab på den tiden, og Baltimore var en alumn. Baltimores tidligere postdoktor, Hung Fan (avhandlingsrådgiveren min) og den enestående Marguerite Vogt, Dulbeccos mangeårige samarbeidspartner, hadde også stillinger på laboratoriet. Den vanlige kl. 16.00 for te og kaker forvandlet til en champagne. og ostefest, avkortet med et gratulasjonskall til Baltimore.
Omvendt transkriptase ble først funnet i retrovirus, som har et RNA-genom som er transkribert i DNA og integrert i vertsgenomet. Når det er integrert, bruker det normalt cellemaskineri for uttrykk. Slik integrering kan ha ødeleggende resultater, forårsake somatiske mutasjoner og noen ganger kreft. HIV, viruset som forårsaker AIDS, er et retrovirus.
I 1975 var det allerede klart at mange tebrater hadde endogene retrovirus som ble arvet vertikalt – de hadde i det vesentlige blitt en del av organismen. I tillegg viste det seg at eukaryote genomer var fylt med «retrotransposoner», genetiske elementer som koder for en omvendt transkriptase som lar sekvensene bevege seg rundt i genomet og forsterke deres tilstedeværelse. Over 40% av det menneskelige genomet består av retrotransposoner eller mangelfulle rester derav. Mobile «gruppe II-introner» som koder for en revers transkriptaseaktivitet, avbryter konserverte gener i mitokondrier, kloroplaster og bakterier.
Eksistensen av omvendt transkriptase har skadet ideen om DNA som en hellig hukommelse av genetisk informasjon levert intakt fra generasjon til generasjon. Åpenbart må det utøves stram kontroll over revers transkriptase-aktivitet i individuelle celler for å hindre at genomet blir irreversibelt kryptert på kort sikt. Samtidig må omvendt transkriberte sekvenser betraktes som kilder til genetisk mangfold i evolusjonær skala. Utover det peker bruken av RNA som en genetisk forløper for DNA på en mulig «RNA-verden» der livet var mye annerledes enn det er i dag.