L'ARNm est un messager important, transportant les instructions pour la vie de l'ADN au reste de la cellule. ktsimage / iStock via Getty Images Plus
Une étoile surprenante de la réponse pandémique du coronavirus a été la molécule appelée ARNm. C'est le ingrédient clé de Pfizer et Moderna Vaccins contre le covid19. Mais l'ARNm lui-même n'est pas une nouvelle invention du laboratoire. Il a évolué il y a des milliards d'années et se trouve naturellement dans chaque cellule de votre corps. Les scientifiques pensent L'ARN est originaire des premières formes de vie, avant même que l'ADN n'existe.
Voici un cours intensif sur ce qu'est l'ARNm et son travail important.
Rencontrez l'intermédiaire génétique
Vous connaissez probablement l'ADN. C'est la molécule qui contient tous vos gènes énoncés dans un code à quatre lettres - A, C, G et T.
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L'ADN se trouve à l'intérieur des cellules de tout être vivant. Il est protégé dans une partie de la cellule appelée le noyau. Les gènes sont les détails dans le plan d'ADN pour toutes les caractéristiques physiques qui vous rendent unique.
Mais les informations de vos gènes doivent passer de l'ADN dans le noyau à la partie principale de la cellule - le cytoplasme - où les protéines sont assemblées. Les cellules s'appuient sur protéines pour effectuer les nombreux processus nécessaires au fonctionnement du corps. C'est là que l'ARN messager, ou ARNm, entre en jeu.
Des sections du code ADN sont transcrites en messages abrégés qui sont des instructions pour fabriquer des protéines. Ces messages - l'ARNm - sont transportés vers la partie principale de la cellule. Une fois que l'ARNm arrive, le la cellule peut produire des protéines particulières à partir de ces instructions.
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La structure de l'ARN est similaire à celle de l'ADN mais présente des différences importantes. L'ARN est un simple brin de lettres de code (nucléotides), tandis que l'ADN est double brin. Le code ARN contient un U au lieu d'un T-uracile au lieu de la thymine. Les structures ARN et ADN ont un squelette composé de molécules de sucre et de phosphate, mais Le sucre de l'ARN est le ribose et l'ADN est le désoxyribose. Le sucre de l'ADN contient un atome d'oxygène de moins et cette différence se reflète dans leurs noms: l'ADN est le surnom de l'acide désoxyribonucléique, l'ARN est l'acide ribonucléique.
Des copies identiques d'ADN résident dans chaque cellule d'un organisme, d'une cellule pulmonaire à une cellule musculaire en passant par un neurone. L'ARN est produit au besoin en réponse à l'environnement cellulaire dynamique et aux besoins immédiats du corps. C'est le travail de l'ARNm d'aider à allumer la machinerie cellulaire pour construire les protéines, telles que codées par l'ADN, qui sont appropriées pour ce moment et cet endroit.
La processus qui convertit l'ADN en ARNm en protéine est le fondement du fonctionnement de la cellule.
Programmé pour s'autodétruire
En tant que messager intermédiaire, l'ARNm est un mécanisme de sécurité important dans la cellule. Il empêche les envahisseurs de détourner la machinerie cellulaire pour produire des protéines étrangères, car tout ARN en dehors de la cellule est instantanément ciblé pour être détruit par enzymes appelées RNases. Lorsque ces enzymes reconnaissent la structure et le U dans le code ARN, elles effacent le message, protégeant la cellule des fausses instructions.
L'ARNm donne également à la cellule un moyen de contrôler le taux de production de protéines - en activant ou en désactivant les plans selon les besoins. Aucune cellule ne veut produire toutes les protéines décrites dans tout votre génome en même temps.
Les instructions Messenger RNA sont chronométrées pour s'autodétruire, comme un texte qui disparaît ou un message Snapchat. Les caractéristiques structurelles de l'ARNm - le U dans le code, sa forme simple brin, le sucre ribose et sa séquence spécifique - garantissent que l'ARNm a une courte demi-vie. Ces caractéristiques se combinent pour permettre au message d'être «lu», traduit en protéines, puis rapidement détruit - en quelques minutes pour certaines protéines qui doivent être étroitement contrôlées, ou jusqu'à quelques heures pour d'autres.
Une fois les instructions disparues, la production de protéines s'arrête jusqu'à ce que les usines de protéines reçoivent un nouveau message.
Exploiter l'ARNm pour la vaccination
Toutes les caractéristiques de l'ARNm en font grand intérêt pour les développeurs de vaccins. Le but d'un vaccin est de faire réagir votre système immunitaire à une version inoffensive ou à une partie d'un germe, de sorte que lorsque vous rencontrez la vraie chose, vous êtes prêt à le combattre. Les chercheurs ont trouvé un moyen de introduire et protéger un message d'ARNm avec le code d'une partie de la protéine de pointe sur la surface du virus SARS-CoV-2.
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La le vaccin fournit juste assez d'ARNm produire juste assez de protéine de pointe pour que le système immunitaire d'une personne génère des anticorps qui la protègent si elle est ultérieurement exposée au virus. L'ARNm du vaccin est bientôt détruit par la cellule - comme n'importe quel autre ARNm. L'ARNm ne peut pas pénétrer dans le noyau cellulaire et il ne peut pas affecter l'ADN d'une personne.
Bien qu'il s'agisse de nouveaux vaccins, le la technologie a été initialement développé il y a de nombreuses années et amélioré progressivement au fil du temps. En conséquence, les vaccins ont été bien testé pour la sécurité. Le succès de ces vaccins à ARNm contre COVID-19, en termes d'innocuité et d'efficacité, prédit un brillant avenir pour de nouvelles thérapies vaccinales qui peuvent être rapidement adaptés aux nouvelles menaces émergentes.
Des essais cliniques à un stade précoce utilisant des vaccins à ARNm ont déjà été menés pour grippe, Zika, rage et cytomégalovirus. Certes, les scientifiques créatifs envisagent et développent déjà des thérapies pour d'autres maladies ou troubles qui pourraient bénéficier d'une approche similaire à celle utilisée pour les vaccins contre le COVID-19.
À propos de l’auteur
Penny Rigg, Professeur agrégé de génomique fonctionnelle et vice-président associé à la recherche, Université Texas A & M
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Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.