Definición de transcriptasa inversa
Normalmente, el ADN se transcribe o se copia en ARN y luego se traduce en proteína.
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La transcriptasa inversa copia el ARN en ADN. Piense en ello como un automóvil que se mueve por una calle de un solo sentido. Normalmente, el tráfico solo se mueve en una dirección. ¡Pero entonces, alguien de fuera de la ciudad está conduciendo en sentido contrario! La transcriptasa inversa impulsa el camino opuesto en los procesos moleculares en las células, convirtiendo el ARN nuevamente en ADN.
Aunque es muy diferente del proceso normal, la transcriptasa inversa es una enzima importante. Es necesario para funcionar en virus, eucariotas y procariotas. Las enzimas transcriptasa inversa en las células están involucradas en la diversidad genética y en el proceso de envejecimiento de las células eucariotas. En los virus, la transcriptasa inversa permite que el virus inserte su ADN en el ADN de la célula huésped, lo que obliga a la célula a producir más virus. Esto es bueno para el virus pero malo para el anfitrión.
Transcriptasa inversa en células
Aunque la transcriptasa inversa se produce en los virus, nuestras células tienen enzimas de transcriptasa inversa que son útiles e incluso esenciales para nuestro bienestar. Una enzima llamada telomerasa es una transcriptasa inversa importante en nuestro cuerpo. Ayuda a evitar que nuestros cromosomas se descompongan con el tiempo y controla el envejecimiento de las células. Es como un manitas en la casa, evitando que nuestros electrodomésticos o la estructura de la casa se desgasten con el tiempo. En la imagen, se muestra la telomerasa copiando ARN en ADN para agregarlo a los cromosomas en la célula para evitar que se desgasten.
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Tanto las células eucariotas como las procariotas tienen retrotransposones. Estos son fragmentos de ADN en el genoma que se convierten en ARN a través de una transcriptasa inversa y luego vuelven a ser ADN y finalmente se insertan en otro lugar del genoma. Es como cortar y pegar partes de una oración en un orden diferente. Este proceso puede cambiar el mensaje del ADN, al igual que cortar y pegar partes de una oración cambiaría el significado. Siempre que la célula controle el proceso correctamente, esto puede ser importante para la diversidad genética de los organismos.
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Transcriptasa inversa en virus
Los virus también utilizan la transcriptasa inversa para sobrevivir. Los virus llamados retrovirus tienen un genoma de ARN y vuelven a convertir el ARN en ADN antes de secuestrar la célula. Hay varios virus que utilizan la transcriptasa inversa, como el virus linfotrópico T humano (HTVL) de tipo 1 y 2 y el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH). El HTLV 1 puede causar leucemia, un cáncer de los glóbulos blancos, en algunos pacientes infectados al mutar el ADN de los glóbulos blancos. El HTVL 2 se ha asociado con trastornos cerebrales, como la neurodegeneración, donde se rompen partes del cerebro y la médula espinal.
El VIH es el ejemplo más conocido de retrovirus. Cuando el VIH infecta una célula, trae consigo un genoma hecho de ARN, no de ADN. El ARN ingresa a la célula y la transcriptasa inversa copia el ARN viral en ADN. El ADN viral se corta y se pega en el ADN de la célula huésped. La célula huésped es engañada para que produzca muchas proteínas para el virus. No se da cuenta de que las instrucciones han cambiado y sigue creando muchos virus nuevos. Aunque esto es malo para el anfitrión, es genial para el virus, ya que el objetivo de un virus es sobrevivir y producir más virus.
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Estructura de la transcriptasa inversa
La estructura de la transcriptasa inversa le permite tener las funciones que los virus y las células necesitan para sobrevivir. Las transcriptasas inversas celulares, como la telomerasa, son estructuralmente similares a la ADN polimerasa, que copia el ADN durante la replicación del ADN. Ambas enzimas tienen lugares para leer la plantilla, agregar nucleótidos, cortar la nueva hebra usando una nucleasa y verificar si hay errores. La diferencia es que la ADN polimerasa lee el ADN y agrega nucleótidos de ADN, y la transcriptasa inversa lee el ARN y agrega nucleótidos de ADN.
La telomerasa en las células tiene una alta tasa de fidelidad, lo que significa que no comete muchos errores. Sin embargo, la transcriptasa inversa viral comete muchos errores durante la copia. La telomerasa es como un estudiante que habla español con fluidez. Pueden copiar notas del español al inglés con muy pocos errores. Sin embargo, un estudiante nuevo en español puede cometer muchos errores al copiar notas. Así es como funciona la transcriptasa inversa viral, cometiendo muchos errores durante la copia de ARN en ADN. Aunque tiene la parte de polimerasa para copiar el ARN, agregar nucleótidos de ADN y la nucleasa, no hay una sección de revisión de la enzima.
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Dado que se cometen tantos errores, el mensaje en el ARN cambia. Si se cambia el mensaje, también se cambian las proteínas del virus. Por lo tanto, cada nuevo virus será muy diferente del virus original que inició la infección. Dado que el virus siempre está cambiando, el tratamiento del VIH puede resultar muy difícil.
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Los científicos desarrollan medicamentos que interfieren con las diferentes etapas del ciclo de vida del virus para tratar a los pacientes y ayudar a las células inmunitarias a sobrevivir durante la infección por VIH. Por lo general, estos medicamentos se unen a proteínas importantes que el virus necesita para replicarse. El problema es que las nuevas partículas de virus pueden tener una estructura ligeramente diferente debido a mutaciones en las instrucciones del ADN para producirlas. Si las partículas son ligeramente diferentes, es posible que los medicamentos ya no se unan a ellas, creando resistencia a los medicamentos.
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Resumen de la lección
En resumen, la transcriptasa inversa es una enzima que copia el ARN en ADN. Esto es inusual porque el ADN siempre se transcribe a ARN en las células. Las enzimas transcriptasa inversa se pueden encontrar en virus, que utilizan la transcriptasa inversa para producir más virus. La transcriptasa inversa en los virus puede provocar errores en su genoma, lo que cambia las nuevas partículas del virus. Esto dificulta el diseño de medicamentos para el VIH y conduce a la resistencia a los medicamentos. Las enzimas transcriptasa inversa también se encuentran en eucariotas y procariotas. Estas células utilizan la transcriptasa inversa para reparar sus genomas y crear diversidad genética.
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