MRNA是重要的信使，可以承载从DNA到细胞其余部分的生命指示. ktsimage / iStock通过Getty Images Plus
冠状病毒大流行反应的一个令人惊讶的明星是称为mRNA的分子。 这是 辉瑞和Moderna中的关键成分 19冠状病毒病疫苗。 但是，mRNA本身并不是实验室的新发明。 它在数十亿年前发展 并且自然存在于您体内的每个细胞中。 科学家认为 RNA起源于最早的生命形式, 甚至在DNA存在之前.
这是什么是mRNA及其重要工作的速成课程。
认识遗传中间人
您可能对DNA有所了解。 它是包含以四个字母的代码（A，C，G和T）阐明的所有基因的分子。
Messenger RNA将遗传信息从受高度保护的细胞核中的DNA传递到细胞的其余部分，在那里，称为核糖体的结构可以根据DNA蓝图构建蛋白质。 ttsz / iStock通过Getty Images Plus
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DNA被发现在每个生物的细胞内。 它被保护在细胞核的一部分中。 基因是DNA蓝图中的细节，具有使您与众不同的所有物理特征。
但是，来自基因的信息必须从细胞核中的DNA传递到细胞的主要部分-细胞质-组装蛋白质的地方。 细胞依赖 蛋白质 进行身体运作所需的许多过程。 这就是信使RNA（简称为mRNA）进入的地方。
DNA编码的各个部分被转录 缩短了信息，这些信息是制造蛋白质的说明。 这些信息-mRNA-被转运到细胞的主要部分。 一旦mRNA到达， 细胞可以产生特定的蛋白质 从这些说明中。
双链DNA序列被转录为mRNA代码，因此可以将说明翻译为蛋白质。 通过Getty Images Plus的Alkov / iStock
RNA的结构类似于DNA，但有一些重要的区别。 RNA是单条编码字母（核苷酸），而DNA是双链的。 RNA代码包含U而不是T –尿嘧啶而不是胸腺嘧啶。 RNA和DNA结构都具有由糖和磷酸盐分子组成的主链，但是 RNA的糖是核糖，DNA的是脱氧核糖。 DNA的糖中的氧原子少了一个，这种差异在其名称中得到了体现：DNA是脱氧核糖核酸的昵称，RNA是核糖核酸的昵称。
相同的DNA拷贝存在于生物体的每个单个细胞中，从肺细胞到肌肉细胞再到神经元。 根据动态细胞环境和人体的即时需求，根据需要生产RNA。 mRNA的工作是帮助激发细胞机制，以构建适合该时间和地点的，由DNA编码的蛋白质。
最低价的 将DNA转化为mRNA从而转化为蛋白质的过程 是细胞如何运作的基础。
编程自毁
作为中间信使，mRNA是细胞中重要的安全机制。 它可以防止入侵者劫持细胞机制以产生外源蛋白质，因为细胞外的任何RNA都可以立即被破坏，从而被 称为RNase的酶。 当这些酶识别RNA代码中的结构和U时，它们会删除该信息，从而保护细胞免受错误指令的侵害。
mRNA还为细胞提供了一种控制蛋白质产生速率的方法-根据需要将蓝图“打开”或“关闭”。 任何细胞都不想一次产生整个基因组中描述的每种蛋白质。
Messenger RNA指令会定时自动销毁，例如消失的文本或snapchat信息。 mRNA的结构特征-代码中的U，单链形状，核糖和特定序列-确保mRNA具有 半衰期短。 这些功能相结合，使消息能够被“读取”，翻译为蛋白质，然后迅速被破坏-对于需要严格控制的某些蛋白质，几分钟之内即可完成；对于其他蛋白质，则长达数小时。
一旦指令消失，蛋白质生产就会停止，直到蛋白质工厂收到新的消息为止。
利用mRNA进行疫苗接种
所有mRNA的特征都使它成为 疫苗开发人员非常感兴趣。 疫苗的目标是使您的免疫系统对无害版本或细菌的一部分做出反应，因此，当您遇到真实的东西时，您就可以将其击退。 研究人员找到了一种方法 介绍和保护 mRNA消息，其中带有SARS-CoV-2病毒表面上部分刺突蛋白的代码。
Messenger RNA疫苗使受体的身体产生一种病毒蛋白，然后刺激所需的免疫反应。 Trinset / iStock通过Getty Images Plus
最低价的 疫苗可提供足够的mRNA 足以使一个人的免疫系统产生足够的刺突蛋白，从而生成抗体，以防它们在以后暴露于病毒中时得到保护。 疫苗中的mRNA是 很快被细胞摧毁 –就像其他任何mRNA一样。 mRNA无法进入细胞核，也不会影响人的DNA。
尽管这些是新疫苗， 基础技术 最初是在多年前开发的， 随着时间的推移逐步改善。 结果，疫苗已经 经过安全测试。 这些针对COVID-19的mRNA疫苗的成功，就安全性和有效性而言，预示着一个光明的前景。 新疫苗疗法的未来 可以快速针对新出现的威胁量身定制。
已经进行了使用mRNA疫苗的早期临床试验，用于 流感，寨卡病毒，狂犬病和巨细胞病毒。 当然，富有创造力的科学家已经在考虑和开发针对其他疾病或病症的疗法，这些疗法可能会受益于类似于抗COVID-19疫苗的方法。
关于作者
潘妮·里格斯（Penny Riggs），功能基因组学副教授和研究副总裁， 得克萨斯州A与M大学
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