MRNA on tärkeä sanansaattaja, joka kuljettaa elämänohjeet DNA: sta muuhun soluun. ktsimage / iStock Getty Images Plus -sovelluksen kautta 

Yksi yllättävä tähti koronaviruspandemiavasteessa on ollut molekyyli, jota kutsutaan mRNA: ksi. Se on keskeinen ainesosa Pfizerissa ja Modernassa Covid19-rokotteet. Mutta mRNA itsessään ei ole uusi keksintö laboratoriosta. Se kehittyi miljardeja vuosia sitten ja sitä löytyy luonnollisesti jokaisesta kehosi solusta. Tutkijat ajattelevat RNA on peräisin varhaisimmista elämänmuodoista, jo ennen DNA: n olemassaoloa.

Tässä on kaatumiskurssi mRNA: sta ja sen tärkeästä työstä.

Tapaa geneettinen välittäjä

Luultavasti tiedät DNA: sta. Se on molekyyli, joka sisältää kaikki geenisi, jotka on kirjoitettu nelikirjaimisella koodilla - A, C, G ja T.

Messenger-RNA kuljettaa geneettistä tietoa erittäin suojatun ytimen DNA: sta muualle soluun, jossa ribosomeiksi kutsutut rakenteet voivat rakentaa proteiineja DNA-suunnitelman mukaan. ttsz / iStock Getty Images Plus -sovelluksen kautta

DNA löytyy jokaisen elävän solun sisältä. Se on suojattu solun osassa, jota kutsutaan ytimeksi. Geenit ovat yksityiskohtia DNA-suunnitelmassa kaikista fyysisistä ominaisuuksista, jotka tekevät sinusta ainutlaatuisen.

Mutta geeniesi tietojen on saatava ytimen DNA: sta solun pääosaan - sytoplasmaan -, johon proteiinit kootaan. Solut luottavat proteiinit suorittaa kehon toimintaan tarvittavat monet prosessit. Sieltä tulee messenger RNA tai lyhyt mRNA.

DNA-koodin osiot transkriptoidaan lyhennettyihin viesteihin, jotka ovat ohjeita proteiinien valmistamiseksi. Nämä viestit - mRNA - kuljetetaan solun pääosaan. Kun mRNA saapuu, solu voi tuottaa tiettyjä proteiineja näiden ohjeiden mukaan.

Kaksisäikeinen DNA-sekvenssi transkriptoidaan mRNA-koodiksi, jotta ohjeet voidaan muuntaa proteiineiksi. Alkov / iStock Getty Images Plus -palvelun kautta

RNA: n rakenne on samanlainen kuin DNA, mutta sillä on joitain tärkeitä eroja. RNA on yksi koodikirjainten (nukleotidien) juoste, kun taas DNA on kaksijuosteinen. RNA-koodi sisältää U: n T-urasiilin sijaan tymiinin sijasta. Sekä RNA- että DNA-rakenteilla on sokeri- ja fosfaattimolekyyleistä valmistettu runko, mutta RNA: n sokeri on riboosi ja DNA: n deoksiriboosi. DNA: n sokeri sisältää yhden vähemmän happiatomia ja tämä ero heijastuu heidän nimissään: DNA on lempinimi deoksiribonukleiinihapolle, RNA on ribonukleiinihappo.

Identtiset kopiot DNA: sta ovat organismin jokaisessa yksittäisessä solussa keuhkosolusta lihassoluun neuroniin. RNA tuotetaan tarpeen mukaan vastauksena dynaamiseen soluympäristöön ja kehon välittömiin tarpeisiin. MRNA: n tehtävä on auttaa sytyttämään solukoneet rakentamaan DNA: n koodaamat proteiinit, jotka ovat sopivia tälle ajalle ja paikalle.

- prosessi, joka muuntaa DNA: n mRNA: ksi proteiiniksi on perusta solun toiminnalle.

Ohjelmoitu tuhoamaan itsensä

Välittäjä Messenger, mRNA on tärkeä turvamekanismi solussa. Se estää hyökkääjiä kaappaamasta solukoneita vieraiden proteiinien tuottamiseksi, koska solun ulkopuolella oleva RNA kohdistuu välittömästi tuhoutumiseen entsyymit, joita kutsutaan RNaaseiksi. Kun nämä entsyymit tunnistavat rakenteen ja U: n RNA-koodissa, ne poistavat viestin ja suojaavat solua vääriltä ohjeilta.

MRNA antaa solulle myös tavan hallita proteiinituotantoa - kääntämällä piirustukset "päälle" tai "pois" tarpeen mukaan. Mikään solu ei halua tuottaa kaikkia koko genomissasi kuvattuja proteiineja kerralla.

Messenger RNA -ohjeet on ajoitettu tuhoamaan itsensä, kuten katoava teksti tai snapchat-viesti. MRNA: n rakenteelliset ominaisuudet - koodissa oleva U, sen yksijuosteinen muoto, riboosisokeri ja spesifinen sekvenssi - varmistavat, että mRNA on lyhyt puoliintumisaika. Nämä ominaisuudet mahdollistavat viestin "lukemisen", proteiiniksi muuntamisen ja sitten nopeasti tuhoutumisen - muutamassa minuutissa tietyille tiukasti kontrolloitaville proteiineille tai jopa muutamaan tuntiin muille.

Kun ohjeet häviävät, proteiinituotanto pysähtyy, kunnes proteiinitehtaat saavat uuden viestin.

MRNA: n hyödyntäminen rokotusta varten

Kaikki mRNA: n ominaisuudet tekivät siitä suuri kiinnostus rokotteiden kehittäjille. Rokotteen tarkoituksena on saada immuunijärjestelmä reagoimaan vaarattomaan versioon tai osaan alkioita, joten kun kohtaat todellisen asian, olet valmis torjumaan sen. Tutkijat löysivät tapan käyttöön ja suojella mRNA-sanoma, joka sisältää osan piikkiproteiinista SARS-CoV-2-viruksen pinnalla.

Messenger RNA -rokotteet saavat vastaanottajan kehon tuottamaan virusproteiinia, joka stimuloi sitten haluttua immuunivastetta. Trinset / iStock Getty Images Plus -sovelluksen kautta

- rokote antaa juuri tarpeeksi mRNA: ta tehdä juuri niin paljon piikkiproteiinia, että ihmisen immuunijärjestelmä tuottaa vasta-aineita, jotka suojaavat häntä, jos heidät myöhemmin altistetaan virukselle. Rokotteen mRNA on solu tuhosi pian - aivan kuten mikä tahansa muu mRNA olisi. MRNA ei pääse solun ytimeen eikä se voi vaikuttaa ihmisen DNA: han.

Vaikka nämä ovat uusia rokotteita, teknologiaa kehitettiin alun perin monta vuotta sitten ja parani vähitellen ajan myötä. Tämän seurauksena rokotteet ovat olleet hyvin testattu turvallisuuden suhteen. Näiden COVID-19: n vastaisten mRNA-rokotteiden menestys turvallisuuden ja tehokkuuden suhteen ennustaa kirkkaan uusien rokotehoitojen tulevaisuus joka voidaan räätälöidä nopeasti uusille, uusille uhille.

Varhaisvaiheen kliiniset tutkimukset, joissa käytettiin mRNA-rokotteita, on jo tehty influenssa, Zika, raivotauti ja sytomegalovirus. Luovat tutkijat harkitsevat ja kehittävät jo terapioita muille sairauksille tai häiriöille, jotka saattavat hyötyä lähestymistavasta, joka on samanlainen kuin COVID-19-rokotteissa.

kirjailijasta

Penny Riggs, Funktionaalisen genomiikan apulaisprofessori ja apulaisjohtaja tutkimuksesta, Texas A&M -yliopisto

kirjat_terveys

Tämä artikkeli julkaistaan ​​uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.