MRNA is 'n belangrike boodskapper wat die lewensinstruksies van DNA na die res van die sel vervoer. ktsimage / iStock via Getty Images Plus 

Een verrassende ster van die koronavirus-pandemiese reaksie was die molekule genaamd mRNA. Dis die belangrike bestanddeel in die Pfizer en Moderna Covid19-entstowwe. Maar mRNA self is nie 'n nuwe uitvinding van die laboratorium nie. Dit het miljarde jare gelede ontwikkel en word natuurlik in elke sel in u liggaam aangetref. Wetenskaplikes dink RNA het ontstaan ​​in die vroegste lewensvorme, selfs voordat DNA bestaan ​​het.

Hier is 'n ongelukskursus oor wat mRNA is en die belangrike taak wat dit doen.

Ontmoet die genetiese middelman

U weet waarskynlik van DNA. Dit is die molekule wat al u gene bevat wat in 'n kode van vier letters uitgespel word - A, C, G en T.

Messenger RNA dra genetiese inligting uit DNA in die sterk beskermde kern na die res van die sel, waar strukture wat ribosome genoem word, proteïene kan bou volgens die DNA-bloudruk. ttsz / iStock via Getty Images Plus

DNA word in die selle van elke lewende wese aangetref. Dit word beskerm in 'n deel van die sel wat die kern genoem word. Die gene is die besonderhede in die DNA-bloudruk vir al die fisiese eienskappe wat u uniek maak.

Maar die inligting van u gene moet van die DNA in die kern tot by die hoofdeel van die sel - die sitoplasma - kom waar proteïene saamgestel word. Selle maak staat op proteïene om die vele prosesse uit te voer wat nodig is vir die liggaam se funksionering. Dit is waar boodskapper-RNA, of kortweg mRNA, inkom.

Afdelings van die DNA-kode word getranskribeer in verkorte boodskappe wat instruksies is vir die maak van proteïene. Hierdie boodskappe - die mRNA - word na die hoofdeel van die sel vervoer. Sodra die mRNA opdaag, sal die sel kan spesifieke proteïene produseer uit hierdie instruksies.

Die dubbelstrengs DNA-volgorde word in 'n mRNA-kode getranskribeer sodat die instruksies in proteïene vertaal kan word. Alkov / iStock via Getty Images Plus

Die struktuur van RNA is soortgelyk aan DNA, maar het belangrike verskille. RNA is 'n enkele string kodeletters (nukleotiede), terwyl DNA dubbelstringig is. Die RNA-kode bevat 'n U in plaas van 'n T - uracil in plaas van timien. Beide RNA- en DNA-strukture het 'n ruggraat van suiker- en fosfaatmolekules, maar RNA se suiker is ribose en DNA is deoksiribose. DNA se suiker bevat een suurstofatoom minder en hierdie verskil word weerspieël in hul name: DNA is die bynaam vir deoksiribonukleïensuur, RNA is ribonukleïensuur.

Identiese kopieë van DNA is in elke sel van 'n organisme, van 'n longsel tot 'n spiersel tot 'n neuron. RNA word na behoefte geproduseer in reaksie op die dinamiese sellulêre omgewing en die onmiddellike behoeftes van die liggaam. Dit is mRNA se taak om die sellulêre masjinerie aan te vuur om die proteïene op te bou, soos gekodeer deur die DNA, wat geskik is vir daardie tyd en plek.

Die proses wat DNA na mRNA in proteïen omskakel is die grondslag vir die werking van die sel.

Geprogrammeer om selfvernietigend te wees

As tussenganger is mRNA 'n belangrike veiligheidsmeganisme in die sel. Dit verhoed dat indringers die sellulêre masjinerie kaap om vreemde proteïene te produseer, want enige RNA buite die sel word onmiddellik gerig op vernietiging deur ensieme wat RNases genoem word. Wanneer hierdie ensieme die struktuur en die U in die RNA-kode herken, vee hulle die boodskap uit en beskerm die sel teen valse instruksies.

Die mRNA gee die sel ook 'n manier om die tempo van proteïenproduksie te beheer - om die bloudrukke "aan" of "af" te skakel soos nodig. Geen sel wil gelyktydig alle proteïene wat in u hele genoom beskryf word, produseer nie.

Messenger RNA-instruksies is ingestel op selfvernietiging, soos 'n teks of snapchat-boodskap wat verdwyn. Strukturele kenmerke van die mRNA - die U in die kode, sy enkelstrengs vorm, ribose suiker en sy spesifieke volgorde - sorg dat die mRNA 'n kort halfleeftyd. Hierdie funksies kombineer om die boodskap te laat "lees", in proteïene te vertaal en dan vinnig te vernietig - binne enkele minute vir sekere proteïene wat streng beheer moet word, of tot 'n paar uur vir ander.

Sodra die instruksies verdwyn, stop die produksie van proteïene totdat die proteïenfabrieke 'n nuwe boodskap ontvang.

Gebruik van mRNA vir inenting

Al die eienskappe van mRNA het dit gemaak groot belangstelling vir entstofontwikkelaars. Die doel van 'n entstof is om u immuunstelsel te laat reageer op 'n onskadelike weergawe of 'n deel van 'n kiem, dus as u die regte ding teëkom, is u gereed om dit af te weer. Navorsers het 'n manier gevind om stel en beskerm 'n mRNA-boodskap met die kode vir 'n gedeelte van die aarproteïen op die oppervlak van die SARS-CoV-2-virus.

Messenger RNA-entstowwe laat die liggaam van die ontvanger 'n virale proteïen produseer wat dan die gewenste immuunrespons stimuleer. Trinset / iStock via Getty Images Plus

Die entstof bied net genoeg mRNA om net genoeg van die aarproteïen te maak vir die immuunstelsel van 'n persoon om teenliggaampies te genereer wat hulle beskerm as hulle later aan die virus blootgestel word. Die mRNA in die entstof is gou deur die sel vernietig - net soos enige ander mRNA. Die mRNA kan nie in die selkern kom nie en dit kan ook nie die DNA van 'n persoon beïnvloed nie.

Alhoewel dit nuwe entstowwe is, is die onderliggende tegnologie is aanvanklik baie jare gelede ontwikkel en mettertyd verbeter. As gevolg hiervan was die entstowwe goed getoets vir veiligheid. Die sukses van hierdie mRNA-entstowwe teen COVID-19, in terme van veiligheid en doeltreffendheid, voorspel 'n helderheid toekoms vir nuwe entstofterapieë wat vinnig aangepas kan word vir nuwe, opkomende bedreigings.

Daar is reeds kliniese proewe in die vroeë stadium met behulp van mRNA-entstowwe uitgevoer griep, Zika, hondsdolheid en sitomegalovirus. Sekerlik oorweeg en ontwikkel kreatiewe wetenskaplikes reeds terapieë vir ander siektes of afwykings wat kan baat by 'n benadering soortgelyk aan die wat gebruik word vir die inentings teen COVID-19.

Oor die skrywer

Penny Riggs, Medeprofessor in funksionele genomika en mede-visepresident vir navorsing, Texas A & M Universiteit

books_health

Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.