Η ανάστροφη μεταγραφάση είναι ένας τύπος ενζύμου που βρίσκεται σε μια κατηγορία ιών που ονομάζονται ρετροϊοί, οι οποίοι περιλαμβάνουν τον ιό HIV, τον ιό της ηπατίτιδας Β και ορισμένους ιούς που προκαλούν καρκίνο. Οι ρετροϊοί έχουν ως γενετικό τους κώδικα RNA αντί για DNA και είναι σε θέση να κάνουν κάτι που τα περισσότερα άλλα κύτταρα δεν μπορούν – μπορούν να πραγματοποιήσουν την αντίστροφη διαδικασία της μεταγραφής. Με άλλα λόγια, μπορούν να φτιάξουν DNA από RNA. Η αντίστροφη μεταγραφάση, όπως υποδηλώνει το όνομα, εμπλέκεται σε αυτή τη διαδικασία.
Στα περισσότερα κύτταρα, το DNA μεταφέρει τη γενετική πληροφορία. Κατά τη μεταγραφή, τα μόρια DNA κωδικοποιούνται σε μόρια RNA. Αυτά τα μόρια RNA χρησιμοποιούνται στη συνέχεια στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου για τη δημιουργία πρωτεϊνών, κατά τη διαδικασία της μετάφρασης. Οι πρωτεΐνες καθορίζουν ποιες δραστηριότητες πραγματοποιούν τα κύτταρα αφού σχηματίζουν ένζυμα και τέτοια μόρια.
Όλοι οι ιοί είναι παράσιτα που ζουν από τα κύτταρα ξενιστές τους. Τα περισσότερα αποτελούνται μόνο από τον γενετικό τους κώδικα, ενώ μερικά περιέχουν επίσης ένα ένζυμο, όπως ρετροϊούς και ανάστροφη μεταγραφάση. Για να αναπαραχθούν, οι ιοί πρέπει να μολύνουν έναν ξενιστή και στη συνέχεια να χρησιμοποιήσουν τα κύτταρα του ξενιστή για να μεταδώσουν τα γονίδιά τους. Υπάρχει ένας αριθμός διαφορετικών τρόπων με τους οποίους οι ιοί μπορούν να αναπαραχθούν, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης της ανάστροφης μεταγραφάσης από ρετροϊούς.
Όταν οι ρετροϊοί μολύνουν έναν ξενιστή, συχνά εισέρχονται πλήρως στο κύτταρο ξενιστή και χάνουν την προστατευτική τους επικάλυψη κατά τη διαδικασία. Μόλις εισέλθει στο κύτταρο ξενιστή, η αντίστροφη μεταγραφάση εκτελεί τη διαδικασία της αντίστροφης μεταγραφής, δημιουργώντας ένα αντίγραφο DNA του χρωμοσώματος RNA του ιού. Αυτό το DNA αναφέρεται ως cDNA επειδή είναι συμπληρωματικός κλώνος DNA στο RNA.
Μόλις σχηματιστεί το cDNA, το αντίγραφο ενσωματώνεται στο DNA του κυττάρου ξενιστή. Συχνά το cDNA και τα γονίδια που περιέχει γίνονται μόνιμη προσθήκη στο DNA του ξενιστή. Το cDNA τώρα αντιγράφεται και μεταγράφεται και μεταφράζεται με το υπόλοιπο DNA από τα ένζυμα του κυττάρου ξενιστή κατά τη διάρκεια της κανονικής αντιγραφής, μεταγραφής και μετάφρασης DNA. Με αυτόν τον τρόπο, ο ιός είναι σε θέση να δημιουργήσει περαιτέρω αντίγραφα του εαυτού του και του ενζύμου του, τα οποία στη συνέχεια αποβάλλονται από το κύτταρο και μπορούν να εισβάλουν περαιτέρω σε άλλα κύτταρα.
Η αντίστροφη μεταγραφάση ανακαλύφθηκε το 1970 και έκτοτε έπαιξε σημαντικό ρόλο στη γενετική μηχανική. Αυτό το ένζυμο έχει απομονωθεί από κύτταρα ιού και στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκε για την παραγωγή αντιγράφων DNA από διαφορετικά κύτταρα. Ένα παράδειγμα του τρόπου με τον οποίο έχει χρησιμοποιηθεί η αντίστροφη μεταγραφάση είναι η αντιγραφή του DNA που κωδικοποιεί μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη σε ένα συγκεκριμένο όργανο – η ινσουλίνη είναι ένα τέτοιο παράδειγμα.
Οι διαβητικοί συνήθιζαν να χρησιμοποιούν ινσουλίνη από άλογα ή χοίρους για τις ενέσεις τους. Με την έλευση της γενετικής μηχανικής, τώρα μπορεί να παραχθεί ανθρώπινη ινσουλίνη. Πρώτον, το αγγελιοφόρο RNA, ή mRNA, που φέρει τις οδηγίες για την παραγωγή ινσουλίνης απομονώνεται από τα κύτταρα του παγκρέατος που παράγουν ινσουλίνη. Η αντίστροφη μεταγραφάση προστίθεται στο mRNA έτσι ώστε να μπορεί να παράγει αντίγραφα DNA ή cDNA. Το cDNA μεταφέρει τώρα τα γονίδια για την παραγωγή ινσουλίνης και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων για χρήση από αυτούς που το χρειάζονται.