Что такое мрнк и рнк

Что такое мрнк и рнк

ГяРНК свойственна исключительно эукариотам, её нет у прокариот («доядерные» организмы, например бактерии и вирусы). Некоторые вирусы для хранения и передачи генетической информации следующим поколениям используют РНК вместо ДНК.

ГяРНК и её производное — информационная (или матричная) РНК переносят генетическую информацию от ядерной ДНК к цитоплазме.

Количество видов гяРНК равно количеству генов, так как она служит прямой копией кодирующих последовательностей генома. В процессе транскрипции РНК с ДНК ключевую роль играет фермент РНК-полимераза II. Информационная РНК образуется в результате процессинга гяРНК, при котором происходят вырезание некодирующих участков (интронов) и склеивание кодирующих экзонов. Таким образом, в состав иРНК входят кодирующая информация соответствующих видов гяРНК, а также фланкирующий лидерный и трейлерный участки, по этой причине она значительно короче.

Транспортная РНК

Каждая молекула тРНК состоит примерно из 75 связанных между собой нуклеотидов, образующих длинную цепь. В результате взаимодействия входящих в её состав оснований тРНК имеет конформационную структуру «клеверный лист», который затем скручивается в L-форму. Очень часто в состав тРНК помимо Ц, Г, А и У входит ряд редких оснований, некоторые из которых модифицированы путём метилирования. Важная особенность тРНК: «заряженная» молекула несёт на своём 3′-конце аминокислоту, а посередине конформационной структуры «клеверный лист» находятся три специфических основания, именуемые антикодоном. Последовательность оснований в антикодоне напрямую зависит от вида аминокислоты, прикреплённой к 3′-концу.

Так, например, тРНК, антикодон которой имеет последовательность 5′-ЦЦА-3′, может нести только аминокислоту триптофан. Следует отметить, что данная зависимость лежит в основе передачи генетической информации, носителем которой выступает тРНК.

Транскрипция молекул тРНК происходит с кодирующих её последовательностей в ДНК при участии фермента РНК-полимеразы III. Различают более 40 семейств тРНК, которые, в свою очередь, подразделяют на несколько видов.

Рибосомальная РНК

Существует несколько субъединиц рРНК, которые различаются по коэффициенту седиментации (осаждения), измеряемому в единицах Сведберга (S). Данный коэффициент зависит от скорости осаждения субъединиц при центрифугировании в насыщенной водной среде.

Каждая рибосома состоит из большой и малой субъединиц. Они содержат большое количество белков, синтезированных посредством трансляции иРНК, а также РНК, которая не подвергается трансляции. Термин «рибосомальная РНК» относят именно к нетранслируемому материалу. В малой субъединице находится 18S рРНК, а в большой — 4S, 5,8S и 28S рРНК.

Траскрипция рРНК с ДНК происходит при помощи двух дополнительных РНК-полимераз. РНК-полимераза I транскрибирует 5S, 5,8S и 28S в виде одного длинного 45S-тpaнскрипта, который затем разделяется на необходимые части. Таким образом обеспечивается равное количество молекул. В организме человека в каждом гаплоидном геноме присутствует примерно 250 копий последовательности ДНК, кодирующей 45S-транскрипт. Они расположены в пяти кластерных тандемных повторах в коротких плечах хромосом 13, 14, 15, 21 и 22.
Данные участки известны как ядрышковые организаторы, так как их транскрипция и последующий процессинг 45S-транскрипта происходят внутри ядрышка.

Не менее чем в трёх кластерах хромосомы 1 существует 2000 копий 5S-pPHK гена. Их транскрипция протекает в присутствии РНК-полимеразы III снаружи ядрышка. Затем они доставляются к местам сборки рибосом при помощи рибосомальных белков.
В рРНК насчитывают около 95 псевдоуридиновых участков, образованных посредством изомеризации уридина малой ядрышковой РНК.

Малая ядрышковая РНК. Малая (низкомолекулярная) ядрышковая РНК в основном участвует в направлении или проведении модификаций оснований в рРНК и малой ядерной РНК, таких, как, например, метилирование и псевдоуридинизация. Большинство малых ядрышковых РНК находятся в интронах других генов.

Сигналраспознающая РНК. Сигналраспознающая РНК распознаёт сигнальную последовательность белков, предназначенных для экспрессии, и участвует в их переносе через цитоплазматическую мембрану.

Микро-РНК. Существует примерно 200 микро-РНК человека длиной в 22 основания, производных расщепления рибонуклеазой Н их предшественников (двухцепочечных «зашпиленных» РНК) в соответствии с инвертированными повторами. Они контролируют трансляцию структурных генов путём комплементарного связывания с З’-концами нетранслируемых участков иРНК.

Митохондриальная РНК

Митохондриальная ДНК представляет собой непрерывную петлю и кодирует 13 полипептидов, 22 тРНК и 2 рРНК (16S и 23S). Большинство генов находятся на одной (тяжёлой) цепи, однако некоторое их количество расположено и на комплементарной ей лёгкой. При этом обе цепи транскрибируются в виде непрерывных транскриптов при помощи митохондриоспецифической РНК-полимеразы. Данный фермент кодируется ядерным геном. Длинные молекулы РНК затем расщепляются на 37 отдельных видов, а мРНК, рРНК и тРНК совместно транслируют 13 мРНК. Большое количество дополнительных белков, которые поступают в митохондрию из цитоплазмы, транслируются с ядерных генов.

У пациентов с системной красной волчанкой обнаруживают антитела к снурп-белкам собственного организма. Кроме того, считают, что определённый набор генов малой ядерной РНК хромосомы 15q играет важную роль в патогенезе синдрома Прадера—Вилли (наследственное сочетание олигофрении, низкого роста, ожирения, гипотонии мышц).

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Источник

Вакцины против COVID-19 на основе информационной РНК (иРНК): как они работают?

Специалист по инфекционным заболеваниям Тобиас Холь объясняет, что вакцина на основе информационной РНК побуждает собственные клетки организма вырабатывать фрагмент белка, обнаруженный в возбудителе COVID-19, и это вызывает защитную иммунную реакцию.

В вакцинах Pfizer-BioNTech (Comirnaty®) и Moderna против COVID-19 использована информационная рибонуклеиновая кислота (иРНК), вызывающая иммунную реакцию, которая может защитить от заражения в будущем. Специалист центра Memorial Sloan Kettering по инфекционным заболеваниям Тобиас Холь (Tobias Hohl) рассказывает о технологии изготовления вакцин на основе иРНК.

Каков механизм действия вакцин против COVID-19 на основе информационной РНК (иРНК)?

Традиционные вакцины предполагают введение в организм ослабленного или инактивированного возбудителя инфекции. Вакцины на основе информационной РНК (иРНК), например вакцины против COVID-19 Pfizer и Moderna, учат клетки вырабатывать белок, который запускает иммунную реакцию в случае заражения. После введения вакцины в плечо иРНК попадает в клетки вблизи места инъекции и побуждает их начать выработку того же белка, который обнаружен в возбудителе COVID-19. Иммунная система распознает этот белок и начинает вырабатывать антитела, которые могут бороться с вирусом в случае последующего заражения вакцинированного человека.

Правда: ни одна из вакцин никоим образом не взаимодействует с ДНК и не изменяет ее и, следовательно, не может вызывать рак. Информационная РНК — это не то же самое, что ДНК, поэтому она не может объединяться с ДНК и изменять генетический код. Информационная РНК хрупкая — передав инструкции вашим клеткам, она разрушается и выводится из организма (примерно через 72 часа). Информационная РНК даже не попадает в ядро клетки — ту часть, где содержится ДНК. Следовательно, миф о том, что вакцина на основе иРНК может каким-то образом блокировать активность генов, подавляющих раковые опухоли, не соответствует действительности.

Вакцина против COVID-19 не подвергает вас воздействию вируса, вызывающего COVID-19.

Есть ли другие вакцины на основе иРНК?

Это первые вакцины на основе иРНК, которые будут изготовлены и испытаны в ходе крупномасштабных клинических исследований 3 фазы с участием человека. Преимущество технологии использования иРНК в сравнении с традиционными подходами состоит в том, что она обеспечивает более быструю разработку и расширение производства. Разработка вакцин традиционно длилась десятилетиями. То, что мы имеем на сегодняшний день, — невероятное научное достижение.

Почему вакцины на основе иРНК необходимо хранить при такой низкой температуре?

Если иРНК не хранится при низкой температуре, она легко и быстро распадается. После введения в организм это не представляет проблемы, так как иРНК не нужно много времени, чтобы выполнить свою функцию. Однако может возникнуть необходимость сохранять вакцины в стабильном состоянии в течение нескольких дней или даже недель, прежде чем они будут введены. С традиционными вакцинами это практически не имело значения. Ослабленные или инактивированные версии вируса могут оставаться стабильными в течение более длительного времени без низких температур.

В ходе клинических исследований вакцина Pfizer хранилась при –70 градусах Цельсия (–94 градуса по Фаренгейту), что предполагает использование сухого льда. Вакцина Moderna хранилась при –20 градусах Цельсия (–4 градуса по Фаренгейту), что ближе к температуре в обычном холодильнике. Обе вакцины по-прежнему следует хранить замороженными — одобрение вакцины происходит на основании данных, полученных в ходе клинических исследований, поэтому необходимо, чтобы условия оставались такими же.

Идея в том, что первая прививка подготавливает иммунную систему, помогая ей распознать вирус, а вторая усиливает иммунную реакцию. Вторая прививка вакциной Pfizer проводится через три недели после первой; для вакцины Moderna этот интервал составляет четыре недели. Важно, чтобы обе прививки были сделаны одной и той же вакциной, и чтобы были соблюдены те же процедуры, которые обеспечили такие успешные результаты в ходе клинических исследований.

Как люди могут быть уверены в том, что эти вакцины на основе иРНК эффективны и безопасны?

Мы располагаем данными в отношении миллионов людей и знаем, что эти вакцины очень эффективны в предотвращении тяжелой формы COVID-19.

У некоторых людей возникают легкие или умеренные побочные эффекты, но длятся они недолго — около одного–трех дней. Наиболее распространенные побочные эффекты включают боль в месте инъекции, слабость (чувство усталости), головную боль, ломоту и повышенную температуру. Чаще они возникают после второй прививки, и вам, возможно, придется больше отдыхать. Серьезные побочные эффекты возникают редко и поддаются лечению.

Людям важно понимать, что эти данные проверяются независимыми группами специалистов, не связанными с фармацевтическими компаниями, производящими препараты. Это специалисты, которые не имеют никакой заинтересованности в разработке или коммерческой реализации вакцин. Лично я бы не раздумывая вакцинировался любой из этих вакцин и посоветовал бы своим родственникам и коллегам сделать то же самое.

Вакцины являются важным элементом решения проблемы пандемии. Но мы знаем, что ношение масок и мытье рук могут дать нам дополнительную защиту, особенно с учетом появления новых штаммов.

Источник

О чем вы много думали, но боялись узнать #2 — мРНК вакцина, выработка иммунитета, S-белок

как и прежде я постараюсь максимально точно раскрыть тему и ответить на интересующие вопросы;

в первую очередь я пишу о том, что мне наиболее инетересно и что я сам хочу глубже узнать, однако, если у вас есть интересные вопросы, то можете предлагать их мне для следующих частей;

прошу отнестись с пониманием, что я физически не могу отвечать на все вопросы в комментариях в малейших деталях;

я не привожу ссылок на источники (за исключением отдельных), так как все приведенные в моей статье сведения могут быть элементарно проверены;

в комментариях я также стараюсь не приводить ссылки, так как если человек интересуется, то найдет, а если он просто хочет докопаться, то его мои ссылки не устроят.

Начать я бы хотел с разъяснения некоторых основ биологии, которые помогут в понимании как мРНК вакцин, так и аденовирусных векторных вакцин, о которых я рассказывал раньше. Также меня резонно упрекнули в слишком сильном упрощении ДНК-РНК мира, и первой частью своего рассказа я исправляю данную неточность.

В начале 1950-х Фрэнсис Крик сформулировал центральную догму молекулярной биологии, которая и по сей день остается актуальной, но с некоторыми оговорками. Мы не будем вдаваться в частные случаи, которые не соответствуют центральной догме, а перейдем к общему описанию умозаключений Ф. Крика. Итак, в основе всей жизни на земле лежит информационный поток от ДНК к РНК (транскрипция) и от РНК к белку (трансляция) (Рисунок 1a). Частным случаем является обратная транскрипция, при которой информация передается от РНК к ДНК. В эукариотах (к которым относятся животные и растения) обратная транскрипция наблюдается крайне редко и связана прежде всего с ретротранспозонами (генетическое наследие вирусов) и теломеразой (специальный фермент). Зато вирусы используют этот механизм для внедрения своего генетического кода в человеческую ДНК; но это относится никак не к аденовирусам, а к ретровирусам, самым известным представителем которых является ВИЧ. После трансляции белок еще не представлен в своей окончательной форме, а проходит ряд модификаций (одна из которых фолдинг), чтобы принять свою законченную форму. Также, белки часто представлены не отдельной структурой, а составляют целые комплексы со множеством взаимодействующих белков.

Рисунок 2. Разнообразие ДНК и РНК в человеческом организме

мРНК вакцина

А теперь зная о том, как же все-таки появляются белки, давайте посмотрим свежим взглядом на аденовирусные векторные вакцины, где с ДНК вируса считывается сначала РНК, кодирующая шип белок, а потом по шаблону этой РНК создается множество копий S-белка.

Рисунок 3. Действие мРНК вакцины

Липидные наночастицы должны быть стабильны до того момента, пока не проникнут внутрь клетки.

Внутри клетки наоборот они должны эффективно освобождать мРНК.

Липидные наночастицы должны быть устойчивы как к окислительным агентам и действию ферментов (нуклеазы).

мРНК должны быть стабильны при длительном хранении

мРНК должны произвести большое количество S-белка, прежде чем быть уничтожены внутри клетки.

Произведенный S-белок должен эффективно взаимодействовать с иммунной системой, предоставляя иммуной системе для запоминания «правильные» эпитопы (об этом будет дальше).

Выработка иммунитета

Так зачем же нужны две дозы вакцины, если клетки способны запоминать патогены? Особенность иммунной системы в том, что некоторые патогены наша иммунная система запоминает отлично, а вот другие плохо. Для того, чтобы усилить «иммунную память» и необходима вторая доза вакцины через определенный промежуток времени. При повторном попадании такого же или похожего патагена в организм (Рисунок 4.5) происходит активация уже существующих Т-хелперов памяти, Т-киллеров памяти и В-клеток памяти. При этом дополнительное усиление Т-хелперами памяти Т-киллеров и В-клеток. Таким образом, вызывается усиливающий каскад в иммунной системе, который мгновенно рекрутирует иммунную систему на противодействие (именно поэтому часто после второго укола наблюдается повышенная температура, головная боль и т.д.). При этом формируются более устойчивые клетки памяти.

S-белок

Рисунок 6. Взаимодействие антитела и эпитопа S-белка

Так вот коронавирус использует S-белок для связывания с рецептором клетки и проникновения внутрь; без него вирус просто не сможет проникнуть внутрь клетки. И одной из важнейших компонентой этого механизма является RBD-домен, который распознает АСЕ2 рецептор и инициирует процесс проникновения внутрь клетки. Если заблокировать данный домен антителами, которые вырабатывают упомянутые выше плазматические клетки, то вирус перестанет распространяться. Чтобы понять, как работает блокирование S-белка антителами давайте обратимся к Рисунку 6. На нем изображен тримерный S-белок и антитела, которые к нему прикрепились. Нейтрализующие антитела содежат два конца, которыми они могут прикрепляться к патогену и блокировать его. Участок, который находится на патогене и опознается антителами называется эпитоп; участки на концах антитела, которые опознают патоген называются паратопами. Если мы идем в микромир клеток и белков, то очевидные нам явления и обычная житейская логика перестают существовать. Этот мир подчиняется законам, где даже слабые водородные и электростатические силы начинают играть роль. Кстати, а хотите статью, в которой бы рассказывалось об особенностях существования микромира клетки?

В статье Effects of common mutations in the SARS-CoV-2 Spike RBD domain and its ligand the human ACE2 receptor on binding affinity and kinetics было определено, что мутации в RBD-домене N501Y и S477N повышают трансмиссивность вируса, мутации K417N/T в том же домене усиливают способность избегать иммуную систему, а мутация E484K приводит и к тому и к другому. В той же статье была оценена способность вируса заражать клетки. При оценке способности вируса заражать клетки оценивается возможность S-белка взаимодействовать с АСЕ2 рецептором, которая определяется константой диссоциации. Константа диссоциации (Kd) в биохимии это специфическая константа равновесия, которая определяет возможность крупного объекта разделиться (обратимо) на более мелкие объекты. Так вот, для немутировавшего RBD-домена Kd = 74.4 нМ (наномолей), для мутации N501Y Kd = 7.0 нМ, т.е. при такой мутации RBD-домен S-белка в 10.5 раз сильнее связывается с АСЕ2 рецептором. Для бразильского штамма (E484K/N501Y) эта константа составляет 5.1 нМ, т.е. в 14.5 раза сильнее. В то время как мутация K417N увеличивает константу диссоциации до 364 нМ.

Универсальная вакцина

Так все же, мы теперь будем вынуждены вечно колоть себе вакцину от возникающих новых штаммов, когда провалим вакцинацию всего населения Земли? У меня есть надежда, что нет. Еще в 2017 году ученые начали разработку универсальной вакцины от коронавирусов (да-да, не одного а многих), но из-за нехватики финансирования работы шли медленно. И вот глобальная пандемия помогла толкнуть эти разработки но новый уровень. На данный момент прорабатываются многие варианты для борьбы с коронавирусами.

Одной из многообещающих вакцин является вакцина, содержащая S-белки с разными RBD-доменами (как мы помним NTD-домены не подходят на эту роль из-за их мутационной изменчивости) к наиболее опасным/новым штаммам вируса, а также к другим представителям семейства коронавирусов (MERS-CoV и SARS-CoV-1). Полагаю, что развитие компьютерного моделирования взаимодействия между S-белком и АСЕ2 рецептором поможет предугадать и предсказать новые потенциально опасные мутации RBD-домена. И можно будет действовать на опережение. Опять же разные S-белки в вакцине смогут помочь выработать иммунитет к мутациям коронавируса. мРНК вакцины отлично подходят для такого применения из-за их сравнительно нетрудозатрадной перестройке под другую мРНК.

Очень обещающей может быть вакцина с одним универсальным эпитопом или RBD-доменом, которая покроет целое семейство коронавирусов. Разработки в этой области идут и, возможно, через какое-то время свет увидит пан-коронавирусная вакцина, которая защитит не только от SARS-CoV-2, но и от MERS-CoV и SARS-CoV-1.

До сих пор не было создано никакого специфического лечения от коронавирусной инфекции, а все медицинские манипуляции сводились только к поддерживающей терапии. Однако, потенциальным лечением (хоть и дорогим пока что) является лечение нейтрализующими антителами. Да, такими же точно антителами, которые производят наши плазматические клетки. Все отличие заключается в том, что можно заранее создать достаточный объем нейтрализующих антител (которые спроектированы для блокирования S-белка коронавируса) и доставить их в организм для борьбы с коронавирусом, а не ждать пока иммунная система распознает патоген и начнет производить собственные. На данный момент было показано, что применение нейтрализующих антител на ранних стадиях развития заболевания приводит к более легкому течению болезни, в то время как применение антител на поздних стадиях заболевания не принесло сколь бы то ни было статистически значимого улучшения. Нейтрализующие антитела также можно спроектировать для определения заранее заданного RBD-домена.

Это продолжение моего рассказа, в котором я вас знакомлю с вакцинами против коронавируса и их механизмами действия. В ней я погружаюсь глубже в недра молекулярной биологии, чтобы познакомить вас с центральной догмой, а также со структурой S-белка и его взаимодействием с антителами. Ну и напоследок мы немного пофантазируем на тему создания универсальной вакцины.

Источник

Что такое mRNA (мРНК) вакцина от коронавируса и как она работает?

На страницах Deep-Review мы рассказываем простым языком о том, как работают те или иные технологии, используемые в современных смартфонах, наушниках и фитнес-браслетах. Но разобраться в этом порой невозможно без более глубокого понимания того, как устроен наш мир и человеческий организм в частности.

Например, в статье о том, почему фитнес-трекеры напоминают о разминке, нам пришлось разобраться с устройством хромосом. А когда я рассказывал о функции измерения стресса некоторыми смартфонами и часами, мы детально рассмотрели работу нервной системы.

Тема коронавируса также не обошла стороной наш ресурс, так как современные фитнес-браслеты умеют определять уровень кислорода в крови, а это один из основных показателей наличия COVID-19 в организме, и необходимо было подробно объяснить, как это работает на самом деле.

Сегодняшняя тема намного важнее. Она касается не только современных технологий, но и нашего будущего, так как в области медицины назревает настоящая революция, катализатором которой послужила пандемия коронавируса. Или же, как сказали бы сторонники теории заговора — революция, ради которой и был создан коронавирус.

Возможно, вы уже слышали новости от Pfizer, BioNTech или Moderna об успешных клинических испытаниях первых вакцин на основе матричной РНК (мРНК или mRNA), которые показали эффективность свыше 90%. Но если нет, можете не сомневаться, в скором времени об этом будут говорить все. Эта тема затмит собой страшилки о чипировании людей и вреде 5G, ведь с подобным мы еще не сталкивались.

Аминокислоты, белки́, рибосомы… Кто здесь!?

Чтобы понять принцип работы новых mRNA (мРНК) вакцин и чтобы в будущем избежать мракобесных теорий, нужно иметь хотя бы базовое представление о живом организме.

Как известно, школьный учебник — это прекрасный пример того, как можно очень сложно и непонятно объяснять простые вещи. Поэтому я в двух словах нормальным языком напомню, что такое аминокислоты, рибосомы и другие понятия.

Белок — это основа всего. Именно из белков состоит всё живое на земле. Ферменты (то, что ускоряет различные химические процессы, вроде пищеварения) — это белки. Сухожилья, мышцы, волосы, ногти — это белки (коллаген, эластин, кератины).

Движение мышц осуществляется также благодаря белкам (миозин и актин). Белки переносят кислород во все ткани (гемоглобин). Именно белки защищают нас от вирусов (антитела) и они же регулируют рост, размножение, физическое и психическое развитие.

Все белки собраны из маленьких «деталек» — аминокислот. Они, словно детский конструктор, имеют разную форму (разные химические элементы в своем составе):

Для постройки человека нужно всего 20 различных деталек-аминокислот (их существует больше, но они не используются в человеческом организме).

Причем, только 12 из них организм может синтезировать (изготовить) самостоятельно, а остальные приходится брать извне. Когда мы едим, другие белки попадают в желудок, раскладываются на мелкие детальки (аминокислоты), которые затем и отправляются на «склад» для строительства нужных нам белков.

То, каким будет в итоге белок (его форма, свойства), зависит только от того, в какой последовательности и какие аминокислоты будут соединены друг с другом.

В каждой клетке есть специальный «прибор» для изготовления белков из аминокислот, называемый рибосомой. Этот «прибор» понятия не имеет, в какой последовательности складывать детальки. Ему нужна в прямом смысле слова инструкция. И такая инструкция на самом деле существует. Ее копии находятся в ядре каждой клетки и называются они молекулами ДНК.

От инструкции до организма

В ядре клетки закодирована инструкция по созданию белков. Это цепочка с генетическим кодом длиною в 2 метра. Она хорошенько упакована и порезана на 46 кусочков, называемых хромосомами:

Но использовать ДНК в качестве инструкции при изготовлении белков не получится, так как вытащить ДНК из защищенного ядра нельзя. Это слишком рискованно, ведь любое повреждение ДНК грозит серьезными проблемами.

Поэтому организм берет другую молекулу, очень похожую на ДНК, и помещает ее в ядро клетки. Там нужный кусок кода копируется с ДНК на «чистую заготовку» и уже эта вторая длинная цепочка извлекается из ядра. Теперь у нас есть инструкция вне ядра, которую можно свободно использовать. Такая молекула с кодом ДНК называется матричной РНК (мРНК или mRNA).

Дальше в дело вступает рибосома (тот самый «аппарат» по производству белков), в которую нужно «вставить» ленту с инструкцией (мРНК) и подать детали (аминокислоты). Рибосома проползает по ленточке мРНК, считывает записанный код и синтезирует белки в соответствии с инструкцией:

Спустя какое-то время (от нескольких минут до нескольких дней), лента с инструкцией (мРНК) разрушается. Зачем? Да за тем, что клетка не резиновая и нет никакого смысла хранить все инструкции про запас. Если организму что-то понадобится — он просто создаст мРНК заново, синтезирует белок, а затем снова уничтожит ненужную более инструкцию.

Вот и весь процесс! И теперь нужно еще немножко времени уделить тому, как происходит заражение коронавирусом.

Как коронавирус заражает человека

Коронавирус — это, вероятно, единственный вирус в мире, внешний вид которого знает практически каждый человек. У него есть множество маленьких отростков-щупалец в виде шипов, из-за которых он и получил свое название (не в смысле корона на голове короля, а солнечная корона из плазмы):

Вирус — это просто набор инструкций или генетического кода (в виде ДНК или РНК) в защитной оболочке. И проблема вируса заключается в том, что у него нет ни рибосомы («аппарата» для производства белков по инструкции), ни запчастей (аминокислот). Это просто летающая в воздухе инструкция по сборке вредоносных белков.

Естественно, главная задача любого вируса заключается в том, чтобы проникнуть в клетку и подсунуть ей свою инструкцию в виде РНК. А клетке без разницы, что делать. Если есть матричная РНК с инструкцией, тогда быстренько доставляются нужные детальки (за это отвечает транспортная РНК) и запускается производство белков.

Но тут еще одна проблема — попасть внутрь клетки, чтобы выгрузить свою РНК, не так просто. Для этого нужно, чтобы «присоски» вируса подошли к рецепторам на защитной оболочке клетки:

И так уж вышло, что шипы коронавируса идеально подходят к рецепторам АПФ2 (ангиотензинпревращающий фермент 2), которого больше всего именно в клетках легких. Также они встречаются в кишечнике и даже на нейронах головного мозга (если коронавирус проникает сюда, у человека может пропасть обоняние).

Итак, коронавирус попадает в организм, белковые «присоски» подсоединяются к подходящим рецепторам, в клетку выгружается РНК вируса и она сразу же берется за производство, штампуя огромное количество коронавирусов.

Если с этим всё понятно, тогда переходим к главному вопросу.

Что такое мРНК (mRNA) вакцина от коронавируса?

Все существующие ныне вакцины работают по одному и тому же принципу. Вначале нужно вырастить вирус в живой клетке (например, в куриных яйцах), затем «очистить» его, сделав слабым и безвредным. После этого каждый экземпляр проходит тщательную проверку, чтобы убедиться в безопасности вируса.

Такой обезвреженный и ослабленный вирус вводится в кровь человека, но навредить он уже не способен. Организм быстро его обнаруживает и создает специальные белки, называемые антителами. В дальнейшем, при заражении реальным (рабочим) вирусом, эти антитела моментально его уничтожат, не дав развернуть производство своих копий.

На разработку такой классической вакцины уходит порядка 10-15 лет. И на текущий момент рекордсменом по скорости создания является вакцина против паротита. От сбора первых образцов до получения лицензии на это лекарство ушло всего 4 года.

Для вакцины против коронавируса был применен другой подход без введения вируса в организм в каком бы то ни было состоянии.

Вместо ослабленного вируса, в лабораториях создается кусок его РНК (генетического кода или инструкции по созданию белков) и вводится в организм человека. Если ввести весь код РНК коронавируса, то наши клетки активно начнут создавать его копии, но мРНК-вакцина содержит не весь код, а только инструкцию по созданию «присосок», которыми коронавирус прикрепляется к клетке.

Когда такая инструкция, записанная на матричной РНК, попадает в организм, наши клетки начинают активно создавать щупальца реального коронавируса. Но сами по себе эти «присоски» совершенно безвредны.

Так как в организме появляется чужеродный белок (щупальца коронавируса), его замечает иммунная система и создает те же антитела, что и при использовании традиционной вакцины.

И вот теперь, когда в организм попадет реальный коронавирус, он не сможет своими шипами присоединиться к клетке для передачи РНК с вредными инструкциями, так как его шипы уже занесены в «черный список». Организм моментально уничтожит что угодно с такими «щупальцами».

А где же теория заговора!? Или о том, насколько опасна мРНК вакцина от коронавируса и почему

Не нужно быть особо проницательным, чтобы понять — в скором времени вокруг мРНК вакцин появится огромное количество споров и теорий заговоров. Но в отличие от 5G, нано-пыли и прочей ерунды, мРНК вакцина действительно вызывает определенные страхи.

Такие вакцины, конечно же, не должны никак влиять на ДНК человека. Матричная РНК не встраивается в ДНК и никак не изменяет ее, ведь она имеет совершенно другое предназначение в организме, о чем подробно было сказано выше. Кроме того, время жизни мРНК очень незначительное и введенный с вакциной генетический код не может длительное время как-то влиять на организм.

Однако, если говорить чисто теоретически, при помощи мРНК вакцины изменить ДНК, всё же, возможно. Для этого необходимо сделать так, чтобы матричная РНК содержала инструкцию синтеза белка под названием ревертаза или обратная транскриптаза. Когда рибосома сделает этот белок, он будет способен запустить процесс под названием обратная транскрипция. Я не уточнял вначале, но процесс копирования ДНК на РНК называется транскрипцией, соответственно, обратная транскрипция — это процесс образования ДНК на базе РНК.

Если поддаться панике, можно нафантазировать себе самые страшные теории. Ведь ничто не мешает «им» ввести РНК-инструкцию на изготовление любых белков в нашем теле. При желании такая РНК может изменить любые функции организма, начиная от репродуктивных и заканчивая умственными.

Но, повторюсь, это уже классическая теория заговора, так как ее нельзя ни доказать ее, ни опровергнуть.

С другой стороны, у мРНК-вакцин есть и вполне реальный (теоретически возможный) побочный эффект. У некоторых людей они могут вызвать аутоиммунную реакцию [1].

Добавлено 29.11.2020: в комментариях читатели спрашивали относительно других вакцин, включая российскую «Спутник V» (является ли она такой же мРНК-вакциной, как и вакцина от Pfizer или Moderna).

Чтобы таких вопросов не возникало, ниже кратко опишу некоторые популярные вакцины (смотрите также краткий комментарий после таблицы):

Как бы там ни было…

Если вакцина на основе матричной РНК, всё же, появится, это может произвести революцию в медицине. К примеру, не нужно будет делать множество прививок от различных болезней, достаточно будет одной вакцины с генетическим кодом. Кроме того, это позволит сделать новые вакцины, которые невозможно было разработать ранее, используя традиционный метод.

Да и вряд ли игры с генами ограничатся вакцинами, уж слишком огромный потенциал у этой технологии.

Алексей, глав. редактор Deep-Review

P.S. Не забудьте подписаться в Telegram на первый научно-популярный сайт о мобильных технологиях — Deep-Review, чтобы не пропустить очень интересные материалы, которые мы сейчас готовим!

Как бы вы оценили эту статью?

Нажмите на звездочку для оценки

Внизу страницы есть комментарии.

Напишите свое мнение там, чтобы его увидели все читатели!

Если Вы хотите только поставить оценку, укажите, что именно не так?

Источник