MRNA er en vigtig budbringer, der bærer instruktionerne for liv fra DNA til resten af ​​cellen. ktsimage / iStock via Getty Images Plus 

En overraskende stjerne i coronavirus pandemisk respons har været molekylet kaldet mRNA. Det er nøgleingrediens i Pfizer og Moderna Vacciner mod covid-19. Men mRNA i sig selv er ikke en ny opfindelse fra laboratoriet. Det udviklede sig for milliarder af år siden og findes naturligt i hver celle i din krop. Forskere tænker RNA stammer fra de tidligste livsformer, selv før DNA eksisterede.

Her er et kursus i, hvad mRNA er, og det vigtige job, det udfører.

Mød den genetiske mellemmand

Du kender sikkert til DNA. Det er molekylet, der indeholder alle dine gener stavet i en kode på fire bogstaver - A, C, G og T.

Messenger RNA fører genetisk information fra DNA i den stærkt beskyttede kerne ud til resten af ​​cellen, hvor strukturer kaldet ribosomer kan bygge proteiner i henhold til DNA-tegningen. ttsz / iStock via Getty Images Plus

DNA findes inde i cellerne i enhver levende ting. Det er beskyttet i en del af cellen kaldet kernen. Genene er detaljerne i DNA-tegningen for alle de fysiske egenskaber, der gør dig unik dig.

Men informationen fra dine gener skal komme fra DNA'et i kernen ud til hoveddelen af ​​cellen - cytoplasmaet - hvor proteiner samles. Celler stoler på proteiner at udføre de mange processer, der er nødvendige for, at kroppen kan fungere. Det er her messenger RNA, eller kort sagt mRNA, kommer ind.

Sektioner af DNA-koden transskriberes i forkortede meddelelser, der er instruktioner til fremstilling af proteiner. Disse meddelelser - mRNA - transporteres ud til hoveddelen af ​​cellen. Når mRNA'et ankommer, celle kan producere bestemte proteiner fra disse instruktioner.

Den dobbeltstrengede DNA-sekvens transskriberes til en mRNA-kode, så instruktionerne kan oversættes til proteiner. Alkov / iStock via Getty Images Plus

Strukturen af ​​RNA svarer til DNA, men har nogle vigtige forskelle. RNA er en enkelt streng af kodebogstaver (nukleotider), mens DNA er dobbeltstrenget. RNA-koden indeholder en U i stedet for en T - uracil i stedet for thymin. Både RNA- og DNA-strukturer har en rygrad lavet af sukker- og fosfatmolekyler, men RNA's sukker er ribose og DNA er deoxyribose. DNA's sukker indeholder et iltatom mindre, og denne forskel afspejles i deres navne: DNA er kaldenavnet for deoxyribonukleinsyre, RNA er ribonukleinsyre.

Identiske kopier af DNA findes i hver eneste celle i en organisme, fra en lungecelle til en muskelcelle til en neuron. RNA produceres efter behov som reaktion på det dynamiske cellulære miljø og kroppens umiddelbare behov. Det er mRNAs opgave at hjælpe med at affyre det cellulære maskineri til at opbygge proteinerne, som kodet af DNA'et, der passer til det tidspunkt og sted.

proces, der konverterer DNA til mRNA til protein er grundlaget for, hvordan cellen fungerer.

Programmeret til selvdestruktion

Som mellemmand er mRNA en vigtig sikkerhedsmekanisme i cellen. Det forhindrer indtrængende i at kapre det cellulære maskineri til at producere fremmede proteiner, fordi ethvert RNA uden for cellen øjeblikkeligt er målrettet mod destruktion af enzymer kaldet RNaser. Når disse enzymer genkender strukturen og U i RNA-koden, sletter de beskeden og beskytter cellen mod falske instruktioner.

MRNA giver også cellen en måde at kontrollere hastigheden af ​​proteinproduktion på - ved at tænde tegningerne "til" eller "fra" efter behov. Ingen celler ønsker at producere hvert protein, der er beskrevet i hele dit genom på én gang.

Messenger RNA-instruktioner er indstillet til selvdestruktion, som en forsvindende tekst eller snapchat-besked. Strukturelle træk ved mRNA - U i koden, dens enkeltstrengede form, ribosesukker og dens specifikke sekvens - sikrer, at mRNA har en kort halveringstid. Disse funktioner kombineres for at muliggøre, at meddelelsen "læses", oversættes til proteiner og derefter hurtigt ødelægges - inden for få minutter for visse proteiner, der skal styres tæt, eller op til et par timer for andre.

Når instruktionerne forsvinder, stopper proteinproduktionen, indtil proteinfabrikkerne får en ny besked.

Udnyttelse af mRNA til vaccination

Alle mRNAs egenskaber gjorde det stor interesse for vaccineudviklere. Målet med en vaccine er at få dit immunsystem til at reagere på en harmløs version eller en del af en kim, så når du støder på den rigtige ting, er du klar til at bekæmpe den. Forskere fandt en måde at introducere og beskytte en mRNA-meddelelse med koden for en del af spike-proteinet på SARS-CoV-2-virusets overflade.

Messenger RNA-vacciner får modtagerens krop til at producere et viralt protein, der derefter stimulerer det ønskede immunrespons. Trinset / iStock via Getty Images Plus

vaccine giver lige nok mRNA at få lige nok af piggproteinet til, at en persons immunsystem genererer antistoffer, der beskytter dem, hvis de senere udsættes for virussen. MRNA i vaccinen er snart ødelagt af cellen - ligesom ethvert andet mRNA ville være. MRNA kan ikke komme ind i cellekernen, og det kan ikke påvirke en persons DNA.

Selv om dette er nye vacciner, er underliggende teknologi blev oprindeligt udviklet for mange år siden og forbedret trinvist over tid. Som et resultat har vaccinerne været det godt testet for sikkerhed. Succesen med disse mRNA-vacciner mod COVID-19 med hensyn til sikkerhed og effektivitet forudsiger en lys fremtid for nye vaccineterapier der hurtigt kan skræddersys til nye, nye trusler.

Tidlige kliniske forsøg med mRNA-vacciner er allerede udført for influenza, Zika, rabies og cytomegalovirus. Bestemt kreative forskere overvejer og udvikler allerede terapier til andre sygdomme eller lidelser, der kan drage fordel af en fremgangsmåde svarende til den, der anvendes til vaccinerne mod COVID-19.

Om forfatteren

Penny Riggs, Lektor i funktionel genomik og assisterende vicepræsident for forskning, Texas A & M University

bøger_sundhed

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.