轉錄(transcription)和反轉錄(reverse transcription)的區別

關鍵區別——轉錄與反轉錄

轉錄和翻譯是基因表達的兩個主要過程。根據功能和所使用的酶，可以有兩種不同的轉錄類型。它們是轉錄和反轉錄。在轉錄過程中，mRNA分子是用DNA模板形成的，所用的酶是RNA聚合酶。反轉錄主要用於逆轉錄病毒，包括使用RNA模板形成互補的DNA鏈（cDNA）。在反轉錄中使用的酶是逆轉錄酶。這就是轉錄和反轉錄的關鍵區別。

什麼是轉錄(transcription)？

轉錄被認為是基因表達的第一步。這個過程涉及到通過複製基因的DNA序列來**mRNA分子。基因表達的最終結果是形成一種功能分子-蛋白質。在真核生物中，在翻譯過程開始之前，轉錄本將經歷不同的處理步驟。轉錄中使用的關鍵酶是RNA聚合酶。它利用單鏈DNA模板合成互補的mRNA鏈。RNA聚合酶在5'到3'方向發揮作用，在3'末端添加新的核苷酸。

轉錄(transcription)和反轉錄(reverse transcription)的區別

圖01：轉錄

轉錄是一個由3個步驟組成的過程：起始、延伸和終止。真核轉錄比原核轉錄稍先進。在原核轉錄的起始階段，RNA聚合酶結合到基因的一個特殊區域，一個稱為啟動子的DNA序列。RNA聚合酶促進了雙鏈結構分離成兩條單鏈，為轉錄提供了單鏈模板。在延伸過程中，RNA聚合酶讀取單鏈DNA（模板鏈）的序列，根據互補鹼基配對添加核苷酸。這個過程從5'到3'結束。除了編碼胸腺嘧啶的單一鹼基外，具有與胸腺嘧啶相似的基因信息。基因中存在的終止序列將終止這個過程。轉錄本將從RNA聚合酶中移除並直接作為mRNA。真核生物轉錄前體mRNA一旦形成，幾乎沒有不同的步驟。一個5'帽和一個'poly A'尾加入到前mRNA鏈。pre-mRNA也經歷了一個被稱為剪接的過程，它消除了非編碼區（內含子），並保留了編碼區（外顯子），這些編碼區最終將編碼為功能性蛋白質。

什麼是反轉錄(reverse transcription)？

反轉錄是從RNA模板中合成互補DNA（cDNA）的過程。這通常發生在逆轉錄病毒，但也在一些非逆轉錄病毒，如乙型肝炎病毒。逆轉錄是由RNA依賴的DNA聚合酶，通常稱為逆轉錄酶的存在而促進的。逆轉錄病毒的逆轉錄酶由三個連續的生化活性組成：RNA依賴的DNA聚合酶活性、核糖核酸酶H活性和DNA依賴的DNA聚合酶活性。逆轉錄病毒利用這三個連續過程將單鏈RNA轉化為雙鏈cDNA。這種雙鏈cDNA可以被整合到宿主基因組中，從而產生長期效應。與其他類型的DNA聚合酶類似，逆轉錄酶依賴於模板和引物。逆轉錄酶的核糖核酸酶H活性將促進RNA鏈的降解。然後酶以合成的鏈為模板，形成一條新的鏈，形成雙鏈DNA分子。由於逆轉錄酶不具有3'到5'的外溶核活性，因此反轉錄過程容易出錯。

圖02：反轉錄

轉錄(transcription)和反轉錄(reverse transcription)的共同點

兩者都參與基因表達過程，從而產生功能性基因產物。
這兩個過程都是酶介導的。
這兩個過程都發生在真核生物的細胞核和原核生物的細胞質中。

轉錄(transcription)和反轉錄(reverse transcription)的區別

轉錄與反轉錄
轉錄是將DNA鏈中的信息複製成新的信使RNA（mRNA）分子的過程。	反轉錄是從逆轉錄病毒的RNA模板中合成cDNA的過程。
涉及的酶
RNA聚合酶參與轉錄。	逆轉錄酶參與反轉錄。
最終產品
轉錄的最終產物是mRNA。	反轉錄的最終產物是互補DNA。
功能
轉錄的功能是合成mRNA轉化為蛋白質。	反轉錄的功能是合成互補DNA，這一過程被用於體內DNA編碼序列的識別和cDNA文庫的製備。

總結 - 轉錄(transcription) vs. 反轉錄(reverse transcription)

轉錄和反轉錄是促進基因表達的兩個過程。轉錄是基因表達的第一階段。在轉錄過程中，利用DNA模板形成mRNA分子。參與這種合成的酶是RNA聚合酶。反轉錄是逆轉錄病毒更常用的一種過程。在這個過程中，一個cDNA分子是用RNA模板形成的。逆轉錄病毒利用這種機制將它們的基因整合到宿主基因組中。逆轉錄酶是在這個過程中使用的酶。這就是轉錄和反轉錄的區別。