Az MRNA fontos hírvivő, amely az életre vonatkozó utasításokat hordozza a DNS-től a sejt többi részéig. ktsimage / iStock a Getty Images Plus segítségével 

A koronavírus-világjárvány egyik meglepő csillaga az mRNS nevű molekula volt. Ez a a Pfizer és a Moderna kulcsfontosságú összetevője Covid19 védőoltások. De maga az mRNS nem új találmány a laboratóriumban. Több milliárd évvel ezelőtt alakult ki és természetesen megtalálható a test minden sejtjében. A tudósok azt gondolják Az RNS a legkorábbi életformákban keletkezett, még a DNS létezése előtt.

Itt van egy összeomlási tanfolyam arról, hogy mi az mRNS és milyen fontos munkát végez.

Találkozzon a genetikai közvetítővel

Valószínűleg tud a DNS-ről. Ez a molekula tartalmazza az összes génjét, amelyek négybetűs kódban vannak megfogalmazva - A, C, G és T.

A Messenger RNS genetikailag információt szállít a fokozottan védett mag DNS-étől a sejt többi részébe, ahol a riboszómának nevezett struktúrák a DNS-tervnek megfelelően felépíthetik a fehérjéket. ttsz / iStock a Getty Images Plus-on keresztül

A DNS minden élőlény sejtjeiben megtalálható. Védi a sejt egy részének, az úgynevezett sejtmagnak. A gének a DNS-terv részletei azoknak a fizikai jellemzőknek, amelyek egyedivé tesznek téged.

De a génjeitől származó információknak a mag DNS-étől a sejt fő részéig - a citoplazmáig - kell eljutniuk, ahol a fehérjék összeállnak. A sejtek támaszkodnak fehérjék a test működéséhez szükséges sok folyamat végrehajtására. Ott jön be a messenger RNS, vagy röviden az mRNS.

A DNS-kód szakaszait átírják rövidített üzenetekké, amelyek utasítások a fehérjék előállításához. Ezeket az üzeneteket - az mRNS-t - a sejt fő részére továbbítják. Az mRNS megérkezése után a sejt képes bizonyos fehérjéket előállítani ezekből az utasításokból.

A kétszálú DNS-szekvenciát átírják mRNS-kódba, így az utasítások fehérjévé alakíthatók. Alkov / iStock a Getty Images Plus-on keresztül

Az RNS szerkezete hasonló a DNS-hez, de van néhány fontos különbsége. Az RNS a kódbetűk (nukleotidok) egyetlen szála, míg a DNS kettős szálú. Az RNS-kód T-uracilt tartalmaz U helyett, timin helyett. Mind az RNS, mind a DNS struktúrák gerincét cukor és foszfát molekulák alkotják, de Az RNS cukora ribóz és a DNS dezoxiribóz. A DNS cukorja eggyel kevesebb oxigénatomot tartalmaz, és ez a különbség tükröződik a nevükben: a DNS a dezoxiribonukleinsav beceneve, az RNS a ribonukleinsav.

A DNS azonos másolatai a szervezet minden egyes sejtjében megtalálhatók, a tüdõsejtektõl az izomsejtektõl az idegsejtekig. Az RNS-t szükség szerint állítják elő a dinamikus sejtkörnyezetre és a test közvetlen szükségleteire reagálva. Az mRNS feladata, hogy segítse a sejtmechanizmus felgyújtását a DNS által kódolt fehérjék felépítéséhez, amelyek megfelelnek az adott időnek és helynek.

A folyamat, amely a DNS-t átalakítja mRNS-vé fehérjévé a sejt működésének alapja.

Önmegsemmisítésre programozva

Közbenső hírvivőként az mRNS fontos biztonsági mechanizmus a sejtben. Megakadályozza, hogy a betolakodók eltérítsék a sejtmechanizmust, hogy idegen fehérjéket termeljenek, mert a sejten kívüli bármely RNS-t azonnal megsemmisítés célozza meg. enzimek, az úgynevezett RNázok. Amikor ezek az enzimek felismerik a szerkezetet és az U-t az RNS-kódban, törlik az üzenetet, megvédve a sejtet a hamis utasításoktól.

Az mRNS a sejtnek módot ad a fehérjetermelés sebességének szabályozására is - a tervrajzokat szükség szerint „be” vagy „kikapcsolja”. Egyetlen sejt sem akarja az összes genomjában leírt összes fehérjét egyszerre előállítani.

A Messenger RNA utasításai önpusztításra vannak idõzítve, például eltûnõ szöveg vagy snapchat üzenet. Az mRNS szerkezeti jellemzői - a kódban szereplő U, egyszálú alakja, ribózcukor és specifikus szekvenciája - biztosítják, hogy az mRNS rövid felezési ideje. Ezek a funkciók együttesen lehetővé teszik az üzenet „elolvasását”, fehérjévé történő átalakítását, majd gyors megsemmisítését - perceken belül bizonyos szigorúan ellenőrizni kívánt fehérjék esetében, vagy akár néhány órán belül mások számára.

Amint az utasítások eltűnnek, a fehérjetermelés leáll, amíg a fehérjegyárak új üzenetet nem kapnak.

Az mRNS felhasználása az oltáshoz

Az mRNS összes jellemzője ezt tette nagy érdeklődés az oltásfejlesztők iránt. A vakcina célja az, hogy az immunrendszere reagáljon egy ártalmatlan változatra vagy egy csíra egy részére, így amikor valódi dologgal találkozik, készen áll arra, hogy ellene küzdjön. A kutatók megtalálták a módját bevezetni és megvédeni mRNS-üzenet a tüskefehérje egy részének kódjával a SARS-CoV-2 vírus felületén.

A Messenger RNS vakcinák arra ösztönzik a befogadó szervezetét, hogy olyan vírusfehérjét állítson elő, amely ezután stimulálja a kívánt immunválaszt. Trinset / iStock a Getty Images Plus-on keresztül

A a vakcina éppen elegendő mRNS-t szolgáltat hogy a tüskefehérjéből elegendő legyen ahhoz, hogy az ember immunrendszere antitesteket állítson elő, amelyek megvédik őket, ha később vírusnak vannak kitéve. A vakcina mRNS-je hamarosan a cella megsemmisítette - akárcsak bármely más mRNS. Az mRNS nem jut be a sejtmagba, és nem befolyásolhatja az ember DNS-ét.

Bár ezek új oltások, a mögöttes technológia kezdetben sok évvel ezelőtt fejlesztették ki és az idő múlásával fokozatosan javult. Ennek eredményeként az oltások már jól tesztelték a biztonságot. Ezen COVID-19 elleni mRNS-vakcinák sikere a biztonság és a hatékonyság szempontjából fényesnek számít új vakcinaterápiák jövője amelyet gyorsan lehet új, új fenyegetésekhez igazítani.

Korai stádiumú klinikai vizsgálatokat mRNS vakcinákkal már végeztek influenza, Zika, veszettség és citomegalovírus. Természetesen a kreatív tudósok már fontolgatják és fejlesztik olyan terápiákat más betegségek vagy rendellenességek számára, amelyeknek előnyös lehet a COVID-19 elleni oltásokhoz hasonló megközelítés.

A szerzőről

Penny Riggs, A funkcionális genomika docense és a kutatásért felelős alelnök, Texas A&M Egyetem

könyvek_egészség

Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.