噬菌体Qβ复制酶结构。Biochemistry (Mosc). 2018 Jan;83(Suppl 1):S19-S32.
Qβ复制酶可以在体外进行高效的指数扩增。在37℃下,QβRNA(全长4217 nt)的复制时间约为2分钟,可以在一小时内合成十亿个拷贝(约2.5 ng RNA)。这一体外扩增记录一直保持至今(Biochemistry (Mosc). 2018)。
有人用Qβ复制酶在琼脂糖凝胶中扩增RNA,因为产物不能在溶液中扩散,所以形成了分子集落。这个方法甚至可以用来检测空气中悬浮的RNA分子。
检测空气中的RNA分子。Biochemistry (Mosc). 2018 Jan;83(Suppl 1):S19-S32.
这种分子集落中的遗传物质可以复制和表达,性质有些类似于细胞。所以在生命起源过程中,多孔矿物中的分子集落有可能成为细胞前体的候选。
分子集落中的基因表达。Nucleic Acids Res. 2005; 33(17): e145.
负链RNA病毒(如狂犬病毒、流感病毒)和双链RNA病毒(如呼肠孤病毒)均带有复制酶,侵入后先合成正链(mRNA),用正链翻译出病毒蛋白,然后根据正链复制出负链RNA。
流感病毒的RdRP有三个亚基,PB1亚基为核心酶,具有典型的右手结构;PB2亚基具有一个帽结合结构域,PA亚基具有内切核酸酶结构域。后两个亚基负责一个有趣的功能:抢帽子(cap snatching)。
流感病毒的复制机制。Trends Microbiol. 2019 May; 27(5): 398–407.
流感病毒没有自己的加帽酶。为了新合成的正链RNA能够被宿主翻译,需要给它抢一个帽子。病毒RdRP先结合宿主新生RNA的帽子结构,然后在帽子下游10-13核苷酸处裂解,这样就抢来一个带有帽子结构的RNA片段。它被用作引物,启动病毒基因组片段的复制(也有文献将此过程称为转录)。