МРНК - важный посланник, несущий инструкции для жизни от ДНК к остальной части клетки.. ktsimage / iStock через Getty Images Plus
Одной неожиданной звездой пандемического ответа на коронавирус стала молекула, называемая мРНК. Это ключевой ингредиент Pfizer и Moderna COVID-19 прививки. Но сама мРНК - не новое изобретение лаборатории. Он возник миллиарды лет назад и естественным образом содержится в каждой клетке вашего тела. Ученые думают РНК возникла в самых ранних формах жизни, еще до того, как существовала ДНК.
Вот краткий курс того, что такое мРНК и какую важную работу она выполняет.
Познакомьтесь с генетическим посредником
Вы, наверное, знаете о ДНК. Это молекула, которая содержит все ваши гены, обозначенные четырехбуквенным кодом - A, C, G и T.
Информационная РНК передает генетическую информацию от ДНК в хорошо защищенном ядре к остальной части клетки, где структуры, называемые рибосомами, могут создавать белки в соответствии с планом ДНК. ttsz / iStock через Getty Images Plus
ДНК находится внутри клеток каждого живого существа. Он защищен частью клетки, называемой ядром. Гены - это детали в схеме ДНК для всех физических характеристик, которые делают вас уникальным.
Но информация от ваших генов должна поступать от ДНК в ядре к основной части клетки - цитоплазме, где собираются белки. Клетки полагаются на белки для выполнения многих процессов, необходимых для функционирования организма. Вот тут-то и появляется информационная РНК, или для краткости мРНК.
Переписываются участки кода ДНК. в сокращенные сообщения, которые являются инструкциями по производству белков. Эти сообщения - мРНК - транспортируются в основную часть клетки. Как только мРНК прибывает, клетка может производить определенные белки из этих инструкций.
Последовательность двухцепочечной ДНК транскрибируется в код мРНК, поэтому инструкции можно транслировать в белки. Алков / iStock через Getty Images Plus
Структура РНК похожа на ДНК, но имеет некоторые важные отличия. РНК представляет собой однонитку кодовых букв (нуклеотидов), а ДНК - двухцепочечную. Код РНК содержит U вместо Т-урацила вместо тимина. И РНК, и структуры ДНК имеют основу, состоящую из молекул сахара и фосфата, но Сахар РНК - это рибоза, а ДНК - дезоксирибоза.. Сахар ДНК содержит на один атом кислорода меньше, и это различие отражено в их названиях: ДНК - это прозвище дезоксирибонуклеиновой кислоты, РНК - рибонуклеиновая кислота.
Идентичные копии ДНК находятся в каждой отдельной клетке организма, от клетки легкого до мышечной клетки и нейрона. РНК вырабатывается по мере необходимости в ответ на динамическую клеточную среду и насущные потребности организма. Задача мРНК - помочь запустить клеточный аппарат для создания белков, закодированных ДНК, подходящих для того времени и места.
Ассоциация процесс, который превращает ДНК в мРНК в белок это основа того, как функционирует клетка.
Запрограммирован на самоуничтожение
Как посредник, мРНК является важным механизмом безопасности в клетке. Он не позволяет захватчикам захватить клеточный аппарат для производства чужеродных белков, потому что любая РНК вне клетки мгновенно подвергается разрушению. ферменты, называемые РНКазами. Когда эти ферменты распознают структуру и U в коде РНК, они стирают сообщение, защищая клетку от ложных инструкций.
МРНК также дает клетке возможность контролировать скорость производства белка, включая или выключая схемы по мере необходимости. Ни одна клетка не хочет производить каждый белок, описанный во всем вашем геноме, одновременно.
Инструкции Messenger RNA рассчитаны на самоуничтожение, как исчезающий текст или сообщение Snapchat. Структурные особенности мРНК - буква U в коде, его одноцепочечная форма, сахар рибоза и его специфическая последовательность - гарантируют, что мРНК имеет короткий период полураспада. Сочетание этих функций позволяет «прочитать» сообщение, преобразовать его в белки, а затем быстро уничтожить - в течение нескольких минут для некоторых белков, которые необходимо строго контролировать, или до нескольких часов для других.
Как только инструкции исчезают, производство белка прекращается до тех пор, пока белковые фабрики не получат новое сообщение.
Использование мРНК для вакцинации
Все характеристики мРНК сделаны из большой интерес к разработчикам вакцин. Цель вакцины - заставить вашу иммунную систему реагировать на безвредную версию или часть микроба, чтобы, столкнувшись с настоящей вещью, вы были готовы с ней бороться. Исследователи нашли способ представить и защитить сообщение мРНК с кодом части белка-шипа на поверхности вируса SARS-CoV-2.
Вакцины с матричной РНК заставляют организм реципиента производить вирусный белок, который затем стимулирует желаемый иммунный ответ. Trinset / iStock через Getty Images Plus
Ассоциация вакцина обеспечивает достаточное количество мРНК чтобы выработать из спайкового белка ровно столько, чтобы иммунная система человека вырабатывала антитела, которые защищают его, если он позже подвергнется воздействию вируса. МРНК в вакцине вскоре разрушен камерой - как и любая другая мРНК. МРНК не может попасть в ядро клетки и не может повлиять на ДНК человека.
Хотя это новые вакцины, базовая технология изначально был разработан много лет назад и постепенно улучшается с течением времени. В результате вакцины были хорошо протестирован на безопасность. Успех этих мРНК-вакцин против COVID-19 с точки зрения безопасности и эффективности предсказывает яркое будущее новых вакцин которые можно быстро адаптировать к новым возникающим угрозам.
Клинические испытания на ранней стадии с использованием мРНК-вакцин уже проведены для грипп, вирус Зика, бешенство и цитомегаловирус. Конечно, творческие ученые уже рассматривают и разрабатывают методы лечения других заболеваний или расстройств, которые могут выиграть от подхода, аналогичного тому, который используется для вакцин против COVID-19.
Об авторе
Пенни Риггз, Доцент кафедры функциональной геномики и заместитель вице-президента по исследованиям, Техасский университет A & M
Похожие книги:
Тело ведет счет: мозг, разум и тело в исцелении травмы
Бессель ван дер Колк
Эта книга исследует связи между травмой и физическим и психическим здоровьем, предлагая идеи и стратегии для исцеления и восстановления.
Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа
Дыхание: новая наука об утерянном искусстве
Джеймс Нестор
Эта книга исследует науку и практику дыхания, предлагая идеи и методы для улучшения физического и психического здоровья.
Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа
Парадокс растений: скрытые опасности «здоровой» пищи, вызывающие болезни и увеличение веса
Стивен Р. Гандри
Эта книга исследует связи между диетой, здоровьем и болезнями, предлагая идеи и стратегии для улучшения общего состояния здоровья и хорошего самочувствия.
Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа
Код иммунитета: новая парадигма настоящего здоровья и радикального омоложения
Джоэл Грин
Эта книга предлагает новый взгляд на здоровье и иммунитет, опираясь на принципы эпигенетики и предлагая идеи и стратегии для оптимизации здоровья и старения.
Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа
Полное руководство по голоданию: исцелите свое тело с помощью прерывистого, чередующегося и длительного голодания
д-р Джейсон Фанг и Джимми Мур
Эта книга исследует науку и практику голодания, предлагая идеи и стратегии для улучшения общего состояния здоровья и хорошего самочувствия.
Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа
Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.
