Makhluk hidup mengandung asam deoksiribonukleat (DNA) atau asam ribonukleat (RNA) sebagai materi genetik yang dapat diwariskan. Berbicara secara evolusi, bukti saat ini tampaknya menunjukkan bahwa RNA mendahului DNA. Namun, RNA, karena karakteristik kimianya, lebih rentan untuk berinteraksi dengan molekul lain yang dapat mengubah urutannya, mengubahnya. Itulah sebabnya sebagian besar makhluk hidup saat ini memiliki DNA sebagai materi genetiknya. Karena selama kemunculan makhluk hidup pertama, mereka yang mengkodekan protein mereka dalam DNA mampu bertahan hidup lebih baik daripada mereka yang mengkodekannya dalam RNA. Namun, ada virus yang mengkodekan protein mereka dalam RNA, baik untai ganda seperti DNA atau untai tunggal positif (siap untuk menyalin protein).
Beberapa virus yang materi genetiknya adalah RNA mampu menyalinnya secara terbalik, yaitu membentuk DNA dari RNA. Ini karena mereka memiliki enzim reverse transcriptase atau reverse transcriptase. Virus ini disebut retrovirus dan virus HIV adalah salah satu yang paling banyak dipelajari dari jenis ini. Reverse transcriptase adalah DNA polimerase yang bergantung pada RNA. Dalam sel makhluk hidup yang memiliki DNA, terdapat beberapa DNA polimerase yang bergantung pada DNA. Genom eukariota dan prokariota mungkin mengandung retrotranskriptase jika genom tersebut mencakup retrotransposon, sejenis urutan yang menyisipkan ke dalam genom dan menggandakan diri (mereka mengkode protein yang diperlukan untuk menyalin diri sendiri) dengan berpindah dari DNA ke RNA dan kembali ke DNA untuk menyisipkan salinan baru di titik lain dalam genom.
Pada tahun 1975, Hadiah Nobel dalam Fisiologi dan Kedokteran dianugerahkan kepada Drs. H. Temin dan D. Baltimore, bersama dengan Dr. R. Dulbecco, atas penemuan mereka dalam interaksi retrovirus dan materi genetik sel.
Transkripsi RNA-ke-DNA memiliki langkah-langkah yang serupa, tetapi tidak identik, dengan transkripsi normal. RNA retrovirus memiliki urutan berulang yang disebut R dan U5 di kedua ujungnya: 5 ‘R-U5-PBS-Protein-encoding RNA- U5-R 3’.
Pertama, reverse transcriptase menggunakan transfer RNA (tRNA) khusus untuk sel yang diinfeksinya sebagai primer untuk polimerase. TRNA ini berbagi fragmen urutan dengan ujung 5 ‘dari RNA virus (wilayah PBS) sedemikian rupa sehingga merakit menjadi untai ganda RNA, yang diperlukan untuk memulai polimerase.
Dengan cara ini, daerah R dan U5 dari RNA virus ditranskripsi dalam arah 3 ‘-> 5’, menciptakan salinan atau DNA komplementer (cDNA). DNA ini memungkinkan domain RNAse H dari reverse transcriptase untuk menghapus kedua wilayah.
TRNA, yang bertindak sebagai primer, terkait dengan cDNA daerah U5 dan R sekarang bergabung dengan ujung 3 ‘RNA (yang juga mengandung daerah U5 dan R). Dengan mengikat reverse transcriptase itu menghasilkan cDNA dari daerah pengkodean protein dan kemudian domain RNAse H mendegradasi RNA virus untuk melepaskan cDNA.
Untuk mengintegrasikan ujung 5′ kembali ke RNA, primer tRNA berikatan kembali dengan daerah PBS ujung 5′ dengan daerah U5 dan R dan untai RNA memanjang dari tRNA. Selanjutnya DNA virus baru yang lengkap ini dapat disalin oleh RNA polimerase inang.