El ARNm es un mensajero importante que lleva las instrucciones para la vida desde el ADN al resto de la célula.. ktsimage / iStock a través de Getty Images Plus
Una estrella sorprendente de la respuesta pandémica del coronavirus ha sido la molécula llamada ARNm. Es el ingrediente clave en Pfizer y Moderna Vacunas para COVID-19. Pero el ARNm en sí no es una nueva invención del laboratorio. Evolucionó hace miles de millones de años y se encuentra naturalmente en cada célula de su cuerpo. Los científicos piensan El ARN se originó en las primeras formas de vida., incluso antes de que existiera el ADN.
Aquí hay un curso intensivo sobre qué es el ARNm y el importante trabajo que realiza.
Conoce al intermediario genético
Probablemente sepa sobre el ADN. Es la molécula que contiene todos sus genes detallados en un código de cuatro letras: A, C, G y T.
El ARN mensajero transporta información genética del ADN en el núcleo altamente protegido al resto de la célula, donde las estructuras llamadas ribosomas pueden construir proteínas de acuerdo con el plano del ADN. ttsz / iStock a través de Getty Images Plus
El ADN se encuentra dentro de las células de todos los seres vivos. Está protegido en una parte de la célula llamada núcleo. Los genes son los detalles en el plano del ADN de todas las características físicas que lo hacen único a usted.
Pero la información de sus genes tiene que pasar del ADN del núcleo a la parte principal de la célula, el citoplasma, donde se ensamblan las proteínas. Las células dependen de proteínas para llevar a cabo los muchos procesos necesarios para que el cuerpo funcione. Ahí es donde entra en juego el ARN mensajero, o ARNm, para abreviar.
Se transcriben secciones del código de ADN. en mensajes abreviados que son instrucciones para producir proteínas. Estos mensajes, el ARNm, se transportan a la parte principal de la célula. Una vez que llega el ARNm, el la célula puede producir proteínas particulares de estas instrucciones.
La secuencia de ADN de doble hebra se transcribe en un código de ARNm para que las instrucciones se puedan traducir en proteínas. Alkov / iStock a través de Getty Images Plus
La estructura del ARN es similar a la del ADN pero tiene algunas diferencias importantes. El ARN es una hebra única de letras de código (nucleótidos), mientras que el ADN es de doble hebra. El código de ARN contiene una U en lugar de T - uracilo en lugar de timina. Tanto las estructuras de ARN como las de ADN tienen una columna vertebral hecha de moléculas de azúcar y fosfato, pero El azúcar del ARN es ribosa y el ADN es desoxirribosa. El azúcar del ADN contiene un átomo de oxígeno menos y esta diferencia se refleja en sus nombres: el ADN es el apodo del ácido desoxirribonucleico, el ARN es el ácido ribonucleico.
Copias idénticas de ADN residen en cada una de las células de un organismo, desde una célula pulmonar hasta una célula muscular y una neurona. El ARN se produce según sea necesario en respuesta al entorno celular dinámico y las necesidades inmediatas del cuerpo. El trabajo del ARNm es ayudar a encender la maquinaria celular para construir las proteínas, codificadas por el ADN, que son apropiadas para ese momento y lugar.
La proceso que convierte el ADN en ARNm en proteína es la base de cómo funciona la célula.
Programado para autodestruirse
Como mensajero intermediario, el ARNm es un mecanismo de seguridad importante en la célula. Evita que los invasores secuestran la maquinaria celular para producir proteínas extrañas porque cualquier ARN fuera de la célula es instantáneamente objetivo de destrucción por enzimas llamadas RNasas. Cuando estas enzimas reconocen la estructura y la U en el código de ARN, borran el mensaje, protegiendo a la célula de instrucciones falsas.
El ARNm también le da a la célula una forma de controlar la tasa de producción de proteínas, activando o desactivando los planos según sea necesario. Ninguna célula quiere producir todas las proteínas descritas en todo el genoma a la vez.
Las instrucciones de Messenger RNA están programadas para autodestruirse, como un texto que desaparece o un mensaje de Snapchat. Las características estructurales del ARNm (la U en el código, su forma monocatenaria, el azúcar ribosa y su secuencia específica) garantizan que el ARNm tenga una vida media corta. Estas características se combinan para permitir que el mensaje se "lea", se traduzca en proteínas y luego se destruya rápidamente, en cuestión de minutos para ciertas proteínas que deben controlarse estrictamente, o hasta unas pocas horas para otras.
Una vez que las instrucciones desaparecen, la producción de proteínas se detiene hasta que las fábricas de proteínas reciben un nuevo mensaje.
Aprovechamiento del ARNm para la vacunación
Todas las características del ARNm lo hicieron de gran interés para los desarrolladores de vacunas. El objetivo de una vacuna es hacer que su sistema inmunológico reaccione a una versión inofensiva o parte de un germen, de modo que cuando encuentre algo real, esté listo para combatirlo. Los investigadores encontraron una manera de introducir y proteger un mensaje de ARNm con el código de una porción de la proteína de pico en la superficie del virus SARS-CoV-2.
Las vacunas de ARN mensajero consiguen que el cuerpo del receptor produzca una proteína viral que luego estimula la respuesta inmunitaria deseada. Trinset / iStock a través de Getty Images Plus
La la vacuna proporciona suficiente ARNm para producir lo suficiente de la proteína de pico para que el sistema inmunológico de una persona genere anticuerpos que la protejan si luego se exponen al virus. El ARNm de la vacuna es pronto destruido por la celda - al igual que cualquier otro ARNm. El ARNm no puede ingresar al núcleo celular y no puede afectar el ADN de una persona.
Aunque se trata de vacunas nuevas, la tecnología subyacente se desarrolló inicialmente hace muchos años y mejorado gradualmente con el tiempo. Como resultado, las vacunas se han bien probado para la seguridad. El éxito de estas vacunas de ARNm contra COVID-19, en términos de seguridad y eficacia, predice un brillante futuro para las nuevas terapias con vacunas que se puede adaptar rápidamente a las nuevas amenazas emergentes.
Ya se han realizado ensayos clínicos en etapa temprana con vacunas de ARNm para influenza, Zika, rabia y citomegalovirus. Ciertamente, los científicos creativos ya están considerando y desarrollando terapias para otras enfermedades o trastornos que podrían beneficiarse de un enfoque similar al utilizado para las vacunas contra COVID-19.
Sobre la autora
Penny Riggs, Profesor Asociado de Genómica Funcional y Vicepresidente Asociado de Investigación, Universidad Texas A & M
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