MRNA er en viktig budbringer som bærer instruksjonene for livet fra DNA til resten av cellen. ktsimage / iStock via Getty Images Plus 

En overraskende stjerne av koronaviruspandemisk respons har vært molekylet kalt mRNA. Det er nøkkelingrediens i Pfizer og Moderna Covid-19-vaksiner. Men mRNA i seg selv er ikke en ny oppfinnelse fra laboratoriet. Det utviklet seg for milliarder av år siden og finnes naturlig i hver celle i kroppen din. Forskere tror RNA stammer fra de tidligste livsformene, selv før DNA eksisterte.

Her er et kollisjonskurs i akkurat hva mRNA er og den viktige jobben den gjør.

Møt den genetiske mellommannen

Du vet sikkert om DNA. Det er molekylet som inneholder alle genene dine stavet i en kode på fire bokstaver - A, C, G og T.

Messenger RNA fører genetisk informasjon fra DNA i den høyt beskyttede kjernen ut til resten av cellen, der strukturer som kalles ribosomer, kan bygge proteiner i henhold til DNA-tegningen. ttsz / iStock via Getty Images Plus

DNA finnes inne i cellene i alle levende ting. Den er beskyttet i en del av cellen som kalles kjernen. Genene er detaljene i DNA-tegningen for alle de fysiske egenskapene som gjør deg unik til deg.

Men informasjonen fra genene dine må komme fra DNA i kjernen til hoveddelen av cellen - cytoplasmaet - hvor proteiner er samlet. Celler stoler på proteiner å gjennomføre de mange prosessene som er nødvendige for at kroppen skal fungere. Det er her messenger RNA, eller kort sagt mRNA, kommer inn.

Deler av DNA-koden er transkribert til forkortede meldinger som er instruksjoner for å lage proteiner. Disse meldingene - mRNA - transporteres ut til hoveddelen av cellen. Når mRNA ankommer, vil celle kan produsere bestemte proteiner fra disse instruksjonene.

Den dobbeltstrengede DNA-sekvensen transkriberes til en mRNA-kode slik at instruksjonene kan oversettes til proteiner. Alkov / iStock via Getty Images Plus

Strukturen til RNA er lik DNA, men har noen viktige forskjeller. RNA er en enkelt streng med kodebokstaver (nukleotider), mens DNA er dobbeltstrenget. RNA-koden inneholder en U i stedet for en T - uracil i stedet for tymin. Både RNA- og DNA-strukturer har en ryggrad laget av sukker og fosfatmolekyler, men RNAs sukker er ribose og DNA er deoksyribose. DNAs sukker inneholder ett oksygenatom mindre, og denne forskjellen gjenspeiles i navnene deres: DNA er kallenavnet for deoksyribonukleinsyre, RNA er ribonukleinsyre.

Identiske kopier av DNA ligger i hver eneste celle i en organisme, fra en lungecelle til en muskelcelle til en nevron. RNA produseres etter behov som svar på det dynamiske mobilmiljøet og kroppens umiddelbare behov. Det er mRNAs jobb å hjelpe til med å fyre opp mobilmaskineriet for å bygge proteinene, som kodet av DNA, som passer for den tiden og stedet.

De prosess som konverterer DNA til mRNA til protein er grunnlaget for hvordan cellen fungerer.

Programmert til selvdestruksjon

Som mellomledd er mRNA en viktig sikkerhetsmekanisme i cellen. Det forhindrer inntrengere å kapre mobilmaskineriet for å produsere fremmede proteiner fordi noe RNA utenfor cellen øyeblikkelig er rettet mot destruksjon av enzymer kalt RNaser. Når disse enzymene gjenkjenner strukturen og U i RNA-koden, sletter de meldingen og beskytter cellen mot falske instruksjoner.

MRNA gir også cellen en måte å kontrollere hastigheten på proteinproduksjonen - ved å slå tegningene "på" eller "av" etter behov. Ingen celler ønsker å produsere hvert protein som er beskrevet i hele genomet ditt samtidig.

Messenger RNA-instruksjoner er tidsbestemt til selvdestruksjon, som en tekst eller snapchat-melding som forsvinner. Strukturelle trekk ved mRNA - U i koden, dens enkeltstrengede form, ribosesukker og dens spesifikke sekvens - sørger for at mRNA har en kort halveringstid. Disse funksjonene kombinerer det slik at meldingen kan "leses", oversettes til proteiner og deretter raskt ødelegges - i løpet av minutter for visse proteiner som må kontrolleres nøye, eller opptil noen timer for andre.

Når instruksjonene forsvinner, stopper proteinproduksjonen til proteinfabrikkene får en ny melding.

Utnytte mRNA for vaksinering

Alle mRNAs egenskaper gjorde det til stor interesse for vaksineutviklere. Målet med en vaksine er å få immunforsvaret til å reagere på en ufarlig versjon eller en del av en bakterie, så når du møter den virkelige tingen, er du klar til å bekjempe den. Forskere fant en måte å introdusere og beskytte en mRNA-melding med koden for en del av piggproteinet på overflaten til SARS-CoV-2-viruset.

Messenger RNA-vaksiner får mottakerens kropp til å produsere et viralt protein som deretter stimulerer ønsket immunrespons. Trinset / iStock via Getty Images Plus

De vaksine gir akkurat nok mRNA å lage akkurat nok av piggproteinet til at en persons immunsystem kan generere antistoffer som beskytter dem hvis de senere blir utsatt for viruset. MRNA i vaksinen er snart ødelagt av cellen - akkurat som noe annet mRNA ville være. MRNA kan ikke komme inn i cellekjernen, og det kan ikke påvirke en persons DNA.

Selv om dette er nye vaksiner, har underliggende teknologi ble opprinnelig utviklet for mange år siden og forbedret seg gradvis over tid. Som et resultat har vaksinene vært det godt testet for sikkerhet. Suksessen til disse mRNA-vaksinene mot COVID-19, når det gjelder sikkerhet og effekt, forutsier en lys fremtid for nye vaksineterapier som raskt kan skreddersys til nye, nye trusler.

Tidlige kliniske studier med mRNA-vaksiner er allerede utført for influensa, Zika, rabies og cytomegalovirus. Sikkert, kreative forskere vurderer allerede og utvikler behandlinger for andre sykdommer eller lidelser som kan ha nytte av en tilnærming som den som brukes til vaksinene mot COVID-19.

om forfatteren

Penny Riggs, Førsteamanuensis i funksjonell genomikk og førsteamanuensis for forskning, Texas A & M University

Relaterte bøker:

Kroppen holder poengsummen: Hjernens sinn og kropp i helbredelsen av traumer

av Bessel van der Kolk

Denne boken utforsker sammenhengene mellom traumer og fysisk og mental helse, og tilbyr innsikt og strategier for helbredelse og bedring.

Klikk for mer info eller for å bestille

Pust: The New Science of a Lost Art

av James Nestor

Denne boken utforsker vitenskapen og praksisen med å puste, og tilbyr innsikt og teknikker for å forbedre fysisk og mental helse.

Klikk for mer info eller for å bestille

Planteparadokset: De skjulte farene i "sunn" mat som forårsaker sykdommer og vektøkning

av Steven R. Gundry

Denne boken utforsker koblingene mellom kosthold, helse og sykdom, og tilbyr innsikt og strategier for å forbedre generell helse og velvære.

Klikk for mer info eller for å bestille

Immunitetskoden: Det nye paradigmet for ekte helse og radikal antialdring

av Joel Greene

Denne boken tilbyr et nytt perspektiv på helse og immunitet, og trekker på prinsipper for epigenetikk og tilbyr innsikt og strategier for å optimalisere helse og aldring.

Klikk for mer info eller for å bestille

Den komplette guiden til faste: Helbred kroppen din gjennom periodisk, vekslende dag og forlenget faste

av Dr. Jason Fung og Jimmy Moore

Denne boken utforsker vitenskapen og praksisen med faste og tilbyr innsikt og strategier for å forbedre generell helse og velvære.

Klikk for mer info eller for å bestille

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.