MRNAは重要なメッセンジャーであり、DNAから細胞の残りの部分まで生命の指示を伝えます. ゲッティイメージズプラス経由のktsimage / iStock
コロナウイルスのパンデミック反応の驚くべき星のXNUMXつは、mRNAと呼ばれる分子です。 それは ファイザーとモデルナの重要な成分 COVID19ワクチン。 しかし、mRNA自体は研究室からの新しい発明ではありません。 それは数十億年前に進化しました そしてあなたの体のすべての細胞に自然に見られます。 科学者は考える RNAは最も初期の生命体に由来します, DNAが存在する前でさえ.
これがmRNAとは何か、そしてそれが行う重要な仕事についての短期集中コースです。
遺伝的仲介者に会う
あなたはおそらくDNAについて知っています。 これは、A、C、G、TのXNUMX文字のコードで綴られたすべての遺伝子を含む分子です。
メッセンジャーRNAは、高度に保護された核内のDNAから細胞の残りの部分に遺伝情報を運び、そこでリボソームと呼ばれる構造がDNAの青写真に従ってタンパク質を構築することができます。 Getty Images Plus経由のttsz / iStock
電子メールで最新情報を取得する
DNAはすべての生物の細胞内にあります。 それは核と呼ばれる細胞の一部で保護されています。 遺伝子は、あなたをユニークにするすべての身体的特徴のDNA青写真の詳細です。
しかし、あなたの遺伝子からの情報は、核内のDNAから、タンパク質が組み立てられる細胞の主要部分である細胞質に到達する必要があります。 細胞は依存しています タンパク質 体が機能するために必要な多くのプロセスを実行します。 そこで、メッセンジャーRNA、または略してmRNAが登場します。
DNAコードのセクションが転写されます タンパク質を作るための指示である短縮されたメッセージに。 これらのメッセージ（mRNA）は細胞の主要部分に運ばれます。 mRNAが到着すると、 細胞は特定のタンパク質を生成することができます これらの指示から。
二本鎖DNA配列はmRNAコードに転写されるため、指示をタンパク質に翻訳することができます。 ゲッティイメージズプラス経由のAlkov / iStock
RNAの構造はDNAに似ていますが、いくつかの重要な違いがあります。 RNAは一本鎖のコード文字（ヌクレオチド）ですが、DNAは二本鎖です。 RNAコードには、Tの代わりにUが含まれています–チミンの代わりにウラシル。 RNAとDNAの両方の構造には、糖とリン酸の分子でできた骨格がありますが、 RNAの糖はリボースであり、DNAの糖はデオキシリボースです。 DNAの糖には酸素原子がXNUMXつ少なく、この違いは名前に反映されています。DNAはデオキシリボ核酸のニックネームであり、RNAはリボ核酸です。
DNAの同一のコピーは、肺細胞から筋肉細胞、ニューロンに至るまで、生物のすべての単一細胞に存在します。 RNAは、動的な細胞環境と身体の差し迫ったニーズに応じて、必要に応じて生成されます。 その時間と場所に適した、DNAによってコード化されたタンパク質を構築するために細胞機構を始動させるのを助けるのはmRNAの仕事です。
DNAをmRNAからタンパク質に変換するプロセス 細胞がどのように機能するかの基礎です。
自己破壊するようにプログラムされている
中間メッセンジャーとして、mRNAは細胞内の重要な安全メカニズムです。 細胞外のRNAは瞬時に破壊の標的となるため、侵入者が細胞機構を乗っ取って外来タンパク質を生成するのを防ぎます。 RNaseと呼ばれる酵素。 これらの酵素がRNAコードの構造とUを認識すると、メッセージが消去され、誤った指示から細胞が保護されます。
mRNAはまた、細胞にタンパク質生産の速度を制御する方法を提供します–必要に応じて青写真を「オン」または「オフ」にします。 全ゲノムに記述されているすべてのタンパク質を一度に生成したい細胞はありません。
メッセンジャーRNAの指示は、テキストやスナップチャットメッセージが消えるなど、自己破壊するようにタイミングが調整されています。 mRNAの構造的特徴-コード内のU、その一本鎖形状、リボース糖およびその特定の配列-は、mRNAが 短い半減期。 これらの機能を組み合わせることで、メッセージを「読み取り」、タンパク質に翻訳し、すばやく破棄することができます。厳密に制御する必要のある特定のタンパク質の場合は数分以内、その他のタンパク質の場合は最大数時間です。
指示が消えると、タンパク質工場が新しいメッセージを受け取るまでタンパク質の生産は停止します。
ワクチン接種のためのmRNAの利用
mRNAのすべての特徴はそれを作りました ワクチン開発者にとって大きな関心。 ワクチンの目標は、免疫系が無害なバージョンまたは細菌の一部に反応するようにすることです。これにより、本物に遭遇したときに、それを撃退する準備が整います。 研究者はする方法を見つけました 紹介して保護する SARS-CoV-2ウイルスの表面にあるスパイクタンパク質の一部のコードを含むmRNAメッセージ。
メッセンジャーRNAワクチンは、レシピエントの体にウイルスタンパク質を産生させ、それが目的の免疫応答を刺激します。 ゲッティイメージズプラス経由のTrinset / iStock
ワクチンはちょうど十分なmRNAを提供します 人の免疫系が後でウイルスにさらされた場合にそれらを保護する抗体を生成するのにちょうど十分なスパイクタンパク質を作るため。 ワクチンのmRNAは すぐに細胞によって破壊された –他のmRNAと同じように。 mRNAは細胞核に入ることができず、人のDNAに影響を与えることはできません。
これらは新しいワクチンですが、 基礎技術 最初は何年も前に開発され、 時間の経過とともに段階的に改善。 その結果、ワクチンは 安全性について十分にテスト済み。 安全性と有効性の観点から、COVID-19に対するこれらのmRNAワクチンの成功は、明るいことを予測します 新しいワクチン療法の未来 これは、新たに出現する脅威にすばやく合わせることができます。
mRNAワクチンを使用した初期段階の臨床試験はすでに実施されています インフルエンザ、ジカ熱、狂犬病、サイトメガロウイルス。 確かに、創造的な科学者は、COVID-19に対するワクチンに使用されるものと同様のアプローチから利益を得る可能性のある他の疾患または障害の治療法をすでに検討および開発しています。
著者について
ペニー・リッグス、機能ゲノミクスの准教授および研究担当副社長、 テキサスA&M大学
books_health
