MRNA adalah utusan penting, membawa petunjuk kehidupan dari DNA ke sel yang lain. ktsimage / iStock melalui Getty Images Plus 

Salah satu bintang tindak balas pandemik coronavirus yang mengejutkan adalah molekul yang disebut mRNA. Ia adalah bahan utama dalam Pfizer dan Moderna Vaksin-vaksin Covid19. Tetapi mRNA itu sendiri bukan penemuan baru dari makmal. Ia berkembang berbilion tahun yang lalu dan secara semula jadi terdapat di setiap sel di badan anda. Para saintis berpendapat RNA berasal dari bentuk kehidupan terawal, bahkan sebelum DNA wujud.

Inilah kursus kemalangan dalam mRNA apa dan tugas penting yang dilakukannya.

Jumpa orang tengah genetik

Anda mungkin tahu mengenai DNA. Molekul inilah yang mengandungi semua gen anda yang dinyatakan dalam kod empat huruf - A, C, G dan T.

Messenger RNA membawa maklumat genetik dari DNA dalam nukleus yang sangat dilindungi ke sel lain, di mana struktur yang disebut ribosom dapat membina protein sesuai dengan cetak biru DNA. ttsz / iStock melalui Getty Images Plus

DNA dijumpai di dalam sel setiap makhluk hidup. Ia dilindungi di bahagian sel yang disebut inti. Gen adalah perincian dalam cetak biru DNA untuk semua ciri fizikal yang menjadikan anda unik.

Tetapi maklumat dari gen anda mesti diambil dari DNA dalam nukleus hingga ke bahagian utama sel - sitoplasma - di mana protein berkumpul. Sel bergantung pada protein menjalankan banyak proses yang diperlukan agar badan berfungsi. Di situlah RNA messenger, atau mRNA secara ringkas, masuk.

Bahagian kod DNA ditranskrip menjadi pesanan ringkas yang menjadi petunjuk untuk membuat protein. Mesej-mesej ini - mRNA - dihantar ke bahagian utama sel. Sebaik sahaja mRNA tiba, sel dapat menghasilkan protein tertentu dari arahan ini.

Urutan DNA dua helai ditranskripsikan ke dalam kod mRNA sehingga arahannya dapat diterjemahkan ke dalam protein. Alkov / iStock melalui Getty Images Plus

Struktur RNA serupa dengan DNA tetapi mempunyai beberapa perbezaan penting. RNA adalah satu helai huruf kod (nukleotida), sementara DNA adalah untai dua. Kod RNA mengandungi U bukan T - uracil dan bukannya timin. Kedua-dua struktur RNA dan DNA mempunyai tulang belakang yang terbuat dari molekul gula dan fosfat, tetapi Gula RNA adalah ribosa dan DNA adalah deoksiribosa. Gula DNA mengandungi satu atom oksigen yang kurang dan perbezaan ini tercermin dalam nama mereka: DNA adalah nama panggilan untuk asid deoksiribonukleik, RNA adalah asid ribonukleat.

Salinan DNA yang serupa terdapat di setiap sel organisma, dari sel paru-paru hingga sel otot hingga neuron. RNA dihasilkan sesuai keperluan sebagai tindak balas terhadap persekitaran selular yang dinamik dan keperluan segera tubuh. Ini tugas mRNA untuk membantu menyalakan mesin selular untuk membina protein, seperti yang dikodkan oleh DNA, yang sesuai untuk masa dan tempat itu.

. proses yang menukar DNA menjadi mRNA menjadi protein adalah asas bagaimana sel berfungsi.

Diprogramkan untuk merosakkan diri sendiri

Sebagai utusan perantara, mRNA adalah mekanisme keselamatan penting dalam sel. Ini menghalang penyerang dari merampas mesin selular untuk menghasilkan protein asing kerana mana-mana RNA di luar sel segera disasarkan untuk dimusnahkan oleh enzim yang dipanggil RNases. Apabila enzim ini mengenali struktur dan U dalam kod RNA, mereka akan menghapus mesej tersebut, melindungi sel daripada arahan yang salah.

MRNA juga memberi sel cara untuk mengontrol laju produksi protein - menghidupkan cetak biru "atau" mati "jika diperlukan. Tidak ada sel yang mahu menghasilkan setiap protein yang dijelaskan dalam keseluruhan genom anda sekaligus.

Arahan RNA Messenger mengikut waktunya untuk merosakkan diri sendiri, seperti teks atau mesej snapchat yang hilang. Ciri struktur mRNA - U dalam kod, bentuk helai tunggal, gula ribosa dan urutan spesifiknya - memastikan bahawa mRNA mempunyai separuh hayat yang pendek. Ciri-ciri ini bergabung untuk membolehkan mesej "dibaca", diterjemahkan ke dalam protein, dan kemudian dihancurkan dengan cepat - dalam beberapa minit untuk protein tertentu yang perlu dikawal dengan ketat, atau hingga beberapa jam untuk yang lain.

Setelah arahan itu hilang, pengeluaran protein akan berhenti sehingga kilang-kilang protein menerima pesanan baru.

Memanfaatkan mRNA untuk vaksinasi

Semua ciri mRNA dibuat dari minat yang besar untuk pembangun vaksin. Matlamat vaksin adalah agar sistem kekebalan tubuh anda bertindak balas terhadap versi yang tidak berbahaya atau bahagian kuman sehingga apabila anda menemui perkara sebenar, anda sudah bersedia untuk melawannya. Penyelidik menemui jalan untuk memperkenalkan dan melindungi mesej mRNA dengan kod untuk sebahagian protein lonjakan di permukaan virus SARS-CoV-2.

Vaksin Messenger RNA membuat tubuh penerima menghasilkan protein virus yang kemudian merangsang tindak balas imun yang diinginkan. Trinset / iStock melalui Getty Images Plus

. vaksin hanya menyediakan mRNA yang mencukupi untuk membuat cukup banyak protein lonjakan untuk sistem kekebalan tubuh seseorang untuk menghasilkan antibodi yang melindunginya jika mereka kemudian terdedah kepada virus. MRNA dalam vaksin adalah segera dimusnahkan oleh sel - sama seperti mRNA lain. MRNA tidak dapat masuk ke dalam nukleus sel dan tidak boleh mempengaruhi DNA seseorang.

Walaupun ini adalah vaksin baru, namun teknologi asas pada mulanya dikembangkan bertahun-tahun yang lalu dan bertambah baik dari masa ke masa. Akibatnya, vaksin telah diuji dengan baik untuk keselamatan. Kejayaan vaksin mRNA ini terhadap COVID-19, dari segi keselamatan dan keberkesanan, meramalkan masa depan untuk terapi vaksin baru yang dapat disesuaikan dengan cepat dengan ancaman baru yang muncul.

Ujian klinikal peringkat awal menggunakan vaksin mRNA telah dilakukan untuk influenza, Zika, rabies, dan sitomegalovirus. Sudah tentu, saintis kreatif sudah mempertimbangkan dan mengembangkan terapi untuk penyakit atau gangguan lain yang mungkin mendapat manfaat daripada pendekatan yang serupa dengan yang digunakan untuk vaksin terhadap COVID-19.

Mengenai Penulis

Penny Riggs, Profesor Madya Fungsi Genomik dan Naib Presiden Bersekutu untuk Penyelidikan, Texas A & M University

books_health

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.