MRNA هو رسول مهم يحمل تعليمات الحياة من الحمض النووي إلى باقي الخلية. ktsimage / iStock عبر Getty Images Plus 

كان أحد النجوم المدهشة في الاستجابة لوباء الفيروس التاجي هو الجزيء المسمى mRNA. انها ال المكون الرئيسي في شركة Pfizer و Moderna لقاحات COVID-19. لكن mRNA في حد ذاته ليس اختراعًا جديدًا من المختبر. تطورت منذ مليارات السنين ويوجد بشكل طبيعي في كل خلية في جسمك. يعتقد العلماء نشأ الحمض النووي الريبي في أشكال الحياة الأولى, حتى قبل وجود الحمض النووي.

إليك دورة مكثفة حول ماهية mRNA والوظيفة المهمة التي تؤديها.

قابل الوسيط الجيني

ربما تعرف عن الحمض النووي. إنه الجزيء الذي يحتوي على جميع جيناتك مكتوبة في رمز مكون من أربعة أحرف - A و C و G و T.

يحمل Messenger RNA المعلومات الجينية من الحمض النووي في النواة شديدة الحماية إلى بقية الخلية ، حيث يمكن للبنى التي تسمى الريبوسومات بناء البروتينات وفقًا لمخطط الحمض النووي. ttsz / iStock عبر Getty Images Plus

يوجد الحمض النووي داخل خلايا كل كائن حي. إنه محمي في جزء من الخلية يسمى النواة. الجينات هي التفاصيل الموجودة في مخطط الحمض النووي لجميع الخصائص الفيزيائية التي تجعلك فريدًا.

لكن المعلومات من جيناتك يجب أن تنتقل من الحمض النووي في النواة إلى الجزء الرئيسي من الخلية - السيتوبلازم - حيث يتم تجميع البروتينات. تعتمد الخلايا على البروتينات للقيام بالعديد من العمليات الضرورية لعمل الجسم. وهنا يأتي دور messenger RNA ، أو mRNA باختصار.

يتم نسخ أجزاء من كود الحمض النووي في رسائل مختصرة عبارة عن تعليمات لصنع البروتينات. يتم نقل هذه الرسائل - mRNA - إلى الجزء الرئيسي من الخلية. بمجرد وصول mRNA ، فإن ملف يمكن أن تنتج الخلية بروتينات معينة من هذه التعليمات.

يتم نسخ تسلسل الحمض النووي المزدوج الشريطة إلى رمز mRNA بحيث يمكن ترجمة التعليمات إلى بروتينات. Alkov / iStock عبر Getty Images Plus

تشبه بنية الحمض النووي الريبي الحمض النووي DNA ولكن لها بعض الاختلافات المهمة. الحمض النووي الريبي هو خيط واحد من حروف الشفرة (نيوكليوتيدات) ، بينما الحمض النووي مزدوج الشريطة. يحتوي كود RNA على U بدلاً من T - uracil بدلاً من الثايمين. كل من هياكل RNA و DNA لها عمود فقري مصنوع من جزيئات السكر والفوسفات ، ولكن سكر الحمض النووي الريبي هو ريبوز والحمض النووي هو ديوكسيريبوز. يحتوي سكر الحمض النووي على ذرة أكسجين أقل وينعكس هذا الاختلاف في أسمائها: الحمض النووي هو الاسم المستعار لحمض الديوكسي ريبونوكلييك ، والحمض النووي الريبي هو الحمض النووي الريبي.

توجد نسخ متطابقة من الحمض النووي في كل خلية منفردة في الكائن الحي ، من خلية رئوية إلى خلية عضلية إلى خلية عصبية. يتم إنتاج الحمض النووي الريبي حسب الحاجة استجابة للبيئة الخلوية الديناميكية والاحتياجات الفورية للجسم. إن مهمة mRNA هي المساعدة في تنشيط الآلية الخلوية لبناء البروتينات ، كما يشفرها الحمض النووي ، المناسبة لذلك الزمان والمكان.

• عملية تحول DNA إلى mRNA إلى بروتين هو الأساس لكيفية عمل الخلية.

مبرمجة لتدمير الذات

باعتباره رسولًا وسيطًا ، يعد mRNA آلية أمان مهمة في الخلية. يمنع الغزاة من اختطاف الآلية الخلوية لإنتاج بروتينات غريبة لأن أي RNA خارج الخلية يتم استهدافه على الفور للتدمير بواسطة إنزيمات تسمى RNases. عندما تتعرف هذه الإنزيمات على البنية و U في كود RNA ، فإنها تمحو الرسالة ، وتحمي الخلية من التعليمات الخاطئة.

يمنح mRNA الخلية أيضًا طريقة للتحكم في معدل إنتاج البروتين - تشغيل المخططات أو "إيقاف تشغيلها" حسب الحاجة. لا توجد خلية تريد إنتاج كل بروتين موصوف في الجينوم بأكمله مرة واحدة.

يتم توقيت تعليمات Messenger RNA للتدمير الذاتي ، مثل اختفاء نص أو رسالة سناب شات. الميزات الهيكلية لـ mRNA - الرمز U في الكود ، وشكله المفرد ، وسكر الريبوز وتسلسله المحدد - تضمن أن mRNA نصف عمر قصير. تتحد هذه الميزات لتمكين "قراءة" الرسالة ، وترجمتها إلى بروتينات ، ثم تدميرها بسرعة - في غضون دقائق لبروتينات معينة تحتاج إلى التحكم بإحكام ، أو حتى بضع ساعات للبروتينات الأخرى.

بمجرد اختفاء التعليمات ، يتوقف إنتاج البروتين حتى تتلقى مصانع البروتين رسالة جديدة.

تسخير mRNA للتطعيم

كل خصائص mRNA جعلت منه مصلحة كبيرة لمطوري اللقاحات. الهدف من اللقاح هو جعل جهازك المناعي يتفاعل مع نسخة غير ضارة أو جزء من جرثومة ، لذلك عندما تصادف الشيء الحقيقي فأنت على استعداد لمكافحته. وجد الباحثون طريقة إدخالها وحمايتها رسالة mRNA تحتوي على رمز لجزء من البروتين الشائك على سطح فيروس SARS-CoV-2.

لقاحات Messenger RNA تجعل جسم المتلقي ينتج بروتينًا فيروسيًا يحفز الاستجابة المناعية المرغوبة. Trinset / iStock عبر Getty Images Plus

• لقاح mRNA يكفي فقط لإنتاج ما يكفي من بروتين السنبلة لتوليد أجسام مضادة تحميهم إذا تعرضوا لاحقًا للفيروس. إن mRNA الموجود في اللقاح هو سرعان ما دمرتها الزنزانة - تمامًا مثل أي مرنا آخر سيكون. لا يمكن أن يدخل الرنا المرسال إلى نواة الخلية ولا يمكن أن يؤثر على الحمض النووي للشخص.

على الرغم من أن هذه لقاحات جديدة ، إلا أن التكنولوجيا الأساسية تم تطويره في البداية منذ سنوات عديدة و تحسن تدريجيًا بمرور الوقت. نتيجة لذلك ، تم اللقاحات تم اختباره جيدًا من أجل السلامة. إن نجاح لقاحات الرنا المرسال هذه ضد COVID-19 ، من حيث السلامة والفعالية ، يتنبأ بضوء ساطع. المستقبل لعلاجات اللقاحات الجديدة التي يمكن تكييفها بسرعة لتلائم التهديدات الجديدة الناشئة.

تم بالفعل إجراء تجارب سريرية في المراحل المبكرة باستخدام لقاحات mRNA من أجل الأنفلونزا وزيكا وداء الكلب والفيروس المضخم للخلايا. بالتأكيد ، يدرس العلماء المبدعون بالفعل ويطورون علاجات لأمراض أو اضطرابات أخرى قد تستفيد من نهج مماثل لتلك المستخدمة في اللقاحات ضد COVID-19.

عن المؤلف

بيني ريجز، أستاذ مشارك في الجينوم الوظيفي ونائب الرئيس المشارك للبحوث ، جامعة تكساس ايه اند ام

كتب ذات صلة:

الجسم يحافظ على النتيجة: العقل والجسم في شفاء الصدمة

بقلم بيسيل فان دير كولك

يستكشف هذا الكتاب الروابط بين الصدمة والصحة البدنية والعقلية ، ويقدم رؤى واستراتيجيات للشفاء والتعافي.

انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب

التنفس: العلم الجديد لفن ضائع

بواسطة جيمس نيستور

يستكشف هذا الكتاب علم وممارسة التنفس ، ويقدم رؤى وتقنيات لتحسين الصحة البدنية والعقلية.

انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب

مفارقة النبات: الأخطار الخفية في الأطعمة "الصحية" التي تسبب المرض وزيادة الوزن

بواسطة ستيفن ر

يستكشف هذا الكتاب الروابط بين النظام الغذائي والصحة والمرض ، ويقدم رؤى واستراتيجيات لتحسين الصحة والعافية بشكل عام.

انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب

قانون المناعة: النموذج الجديد للصحة الحقيقية ومكافحة الشيخوخة الجذرية

بواسطة جويل جرين

يقدم هذا الكتاب منظورًا جديدًا للصحة والمناعة ، بالاعتماد على مبادئ علم التخلق ويقدم رؤى واستراتيجيات لتحسين الصحة والشيخوخة.

انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب

الدليل الكامل للصيام: اشفي جسدك بالصيام المتقطع ، والصيام المتناوب ، والممتد

بقلم الدكتور جيسون فونج وجيمي مور

يستكشف هذا الكتاب علم وممارسة الصيام ويقدم رؤى واستراتيجيات لتحسين الصحة والعافية بشكل عام.

انقر لمزيد من المعلومات أو للطلب

يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.