MRNA adalah pembawa pesan penting, membawa instruksi kehidupan dari DNA ke seluruh sel. ktsimage / iStock melalui Getty Images Plus 

Salah satu bintang mengejutkan dari respons pandemi virus corona adalah molekul yang disebut mRNA. Ini adalah bahan utama di Pfizer dan Moderna Vaksin covid19. Namun mRNA sendiri bukanlah penemuan baru dari laboratorium. Itu berevolusi miliaran tahun yang lalu dan secara alami ditemukan di setiap sel di tubuh Anda. Ilmuwan berpikir RNA berasal dari bentuk kehidupan paling awal, bahkan sebelum DNA ada.

Berikut adalah kursus kilat tentang apa itu mRNA dan tugas penting yang dilakukannya.

Temui perantara genetik

Anda mungkin tahu tentang DNA. Itu adalah molekul yang berisi semua gen Anda yang dijabarkan dalam kode empat huruf - A, C, G, dan T.

Messenger RNA membawa informasi genetik dari DNA dalam inti yang sangat terlindungi ke seluruh sel, di mana struktur yang disebut ribosom dapat membangun protein sesuai dengan cetak biru DNA. ttsz / iStock via Getty Images Plus

DNA ditemukan di dalam sel setiap makhluk hidup. Itu dilindungi di bagian sel yang disebut nukleus. Gen adalah detail dalam cetak biru DNA untuk semua karakteristik fisik yang menjadikan Anda unik.

Tetapi informasi dari gen Anda harus dibawa dari DNA di dalam nukleus ke bagian utama sel - sitoplasma - tempat protein berkumpul. Sel mengandalkan protein untuk melakukan banyak proses yang diperlukan tubuh agar berfungsi. Di situlah messenger RNA, atau singkatnya mRNA, masuk.

Bagian dari kode DNA ditranskripsikan menjadi pesan singkat yang merupakan instruksi untuk membuat protein. Pesan-pesan ini - mRNA - diangkut ke bagian utama sel. Setelah mRNA tiba, file sel dapat menghasilkan protein tertentu dari instruksi ini.

Urutan DNA untai ganda ditranskripsikan menjadi kode mRNA sehingga instruksinya dapat diterjemahkan menjadi protein. Alkov / iStock melalui Getty Images Plus

Struktur RNA mirip dengan DNA tetapi memiliki beberapa perbedaan penting. RNA adalah untai tunggal huruf kode (nukleotida), sedangkan DNA beruntai ganda. Kode RNA berisi U, bukan T - urasil, bukan timin. Baik struktur RNA dan DNA memiliki tulang punggung yang terbuat dari molekul gula dan fosfat, tetapi Gula RNA adalah ribosa dan DNA adalah deoksiribosa. Gula DNA mengandung satu atom oksigen lebih sedikit dan perbedaan ini tercermin pada namanya: DNA adalah nama panggilan untuk asam deoksiribonukleat, RNA adalah asam ribonukleat.

Salinan DNA yang identik berada di setiap sel organisme, dari sel paru-paru ke sel otot hingga neuron. RNA diproduksi sesuai kebutuhan sebagai respons terhadap lingkungan seluler yang dinamis dan kebutuhan tubuh yang mendesak. Tugas mRNA adalah membantu menjalankan mesin seluler untuk membangun protein, seperti yang dikodekan oleh DNA, yang sesuai untuk waktu dan tempat itu.

The proses yang mengubah DNA menjadi mRNA menjadi protein adalah dasar dari bagaimana sel berfungsi.

Diprogram untuk menghancurkan diri sendiri

Sebagai pembawa pesan perantara, mRNA merupakan mekanisme keamanan penting di dalam sel. Ini mencegah penyerang membajak mesin seluler untuk menghasilkan protein asing karena setiap RNA di luar sel secara instan ditargetkan untuk dihancurkan oleh enzim yang disebut RNase. Ketika enzim ini mengenali struktur dan U dalam kode RNA, mereka menghapus pesan tersebut, melindungi sel dari instruksi yang salah.

MRNA juga memberi sel cara untuk mengontrol laju produksi protein - mengaktifkan atau menonaktifkan cetak biru sesuai kebutuhan. Tidak ada sel yang ingin menghasilkan semua protein yang dijelaskan di seluruh genom Anda sekaligus.

Instruksi Messenger RNA diatur waktunya untuk hancur sendiri, seperti teks yang menghilang atau pesan snapchat. Fitur struktural mRNA - U dalam kode, bentuk untai tunggalnya, gula ribosa dan urutan spesifiknya - memastikan bahwa mRNA memiliki paruh pendek. Fitur-fitur ini bergabung untuk memungkinkan pesan "dibaca", diterjemahkan menjadi protein, dan kemudian dengan cepat dihancurkan - dalam beberapa menit untuk protein tertentu yang perlu dikontrol dengan ketat, atau hingga beberapa jam untuk yang lain.

Setelah instruksi hilang, produksi protein berhenti sampai pabrik protein menerima pesan baru.

Memanfaatkan mRNA untuk vaksinasi

Semua karakteristik mRNA dibuat minat yang besar untuk pengembang vaksin. Tujuan dari vaksin adalah untuk membuat sistem kekebalan Anda bereaksi terhadap versi yang tidak berbahaya atau bagian dari kuman sehingga ketika Anda menemukan hal yang nyata Anda siap untuk melawannya. Peneliti menemukan cara untuk memperkenalkan dan melindungi pesan mRNA dengan kode untuk sebagian protein lonjakan di permukaan virus SARS-CoV-2.

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

The vaksin memberikan mRNA yang cukup untuk membuat protein lonjakan yang cukup bagi sistem kekebalan seseorang untuk menghasilkan antibodi yang melindungi mereka jika mereka kemudian terkena virus. MRNA dalam vaksin adalah segera dihancurkan oleh sel - seperti mRNA lainnya. MRNA tidak dapat masuk ke inti sel dan tidak dapat memengaruhi DNA seseorang.

Meskipun ini adalah vaksin baru, teknologi yang mendasari pada awalnya dikembangkan beberapa tahun yang lalu dan meningkat secara bertahap dari waktu ke waktu. Hasilnya, vaksin telah tersedia diuji dengan baik untuk keamanan. Keberhasilan vaksin mRNA melawan COVID-19 ini, dari segi keamanan dan kemanjuran, diprediksikan akan cerah. masa depan untuk terapi vaksin baru yang dapat dengan cepat disesuaikan dengan ancaman baru yang muncul.

Uji klinis tahap awal menggunakan vaksin mRNA telah dilakukan untuk influenza, Zika, rabies, dan cytomegalovirus. Pastinya, ilmuwan kreatif sudah mempertimbangkan dan mengembangkan terapi untuk penyakit atau gangguan lain yang mungkin mendapat manfaat dari pendekatan yang serupa dengan yang digunakan untuk vaksin melawan COVID-19.

tentang Penulis

Penny Riggs, Associate Professor of Functional Genomics dan Associate Vice President for Research, Universitas Texas A & M

books_health

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.