[E.T.]

Dokładnie takie samo białko, jakie koduje RNA wirusa.

Gwoli ścisłości, to białko jest w szczepionce zmienione stosownie do roli, jaką ma odgrywać i na okoliczność, że ma występować w oderwaniu od cząstki wirusa- i wykonano tu kawał świetnej bioinżynieryjnej roboty (która jednakowoż przede wszystkim dotyczy samego mRNA, które otrzymujemy wraz ze szczepionką, bo to ono w pierwszej kolejności ma wykonać dobrą robotę). Więcej szczegółów (polecam lekturę, bo rzecz jest naprawdę fascynująca) poniżej:

Szczepionki Pfizera i Moderny przeciw koronawirusowi Sars-Cov-2 zawierają mRNA, czyli matrycowy RNA, który jest przepisem na syntezę białka kolca koronawirusa (tzw. białko S; Spike). Białko to jest jednym z kilku białek otoczki wirusa, którym wirus łączy się z infekowanymi komórkami, dlatego świetnie może posłużyć jako antygen.
Zawarta w szczepionce cząsteczka mRNA nie zawiera żadnych innych genów, np. replikaz RNA, nie ma więc zdolności do samokopiowania. Jest odwrotnie, mRNA jest cząstką nietrwałą i zaraz po wykonaniu zadania, czyli przepisaniu informacji z matrycy na białko (tzw. translacji), ulega strawieniu przez komórkę (nie, nie powędruje do jądra, żeby zmienić nasz genom!).
Żeby poprawić trwałość cząsteczki, a także wzmocnić efektywność syntezy białka Spike, twórcy szczepionki BioBTech/ Pfizer zastosowali kilka zabiegów inżynierii genetycznej, które mnie botanika zafascynowały bardziej niż wątrobowce z Baligrodu ?
Po pierwsze, wszystkie nukleozydy zawierające uracyl (czyli urydyny) w szczepionkowej cząsteczce mRNA zostały zastąpione pseudourydynami. Są to naturalnie występujące w tRNA nukleozydy, które ochraniają cząsteczki zawierające pseudourydyny przed reakcją immunologiczną. Ta zamiana jest więc sprytnym zabiegiem, aby oszukać nasz układ immunologiczny i tym samym ochronić szczepionkowe mRNA przed unicestwieniem jeszcze przed wykonaniem zadania.
Szczepionkowa cząsteczka mRNA składa się z kilku regionów, podobnie jak inne mRNA powstające w jądrach komórek eukariotycznych (zdjęcie ze schematem). Każdy z regionów jest ważny i spełnia swoją ważną rolę, ale tylko w jednym z nich zapisana jest informacja o budowie białka koronawirusa.
Cząsteczka zaczyna się od regionu zwanego czapeczką, która w szczepionkowym mRNA składa się z
dwóch nukleotydów (G i A). Czapeczka autoryzuje mRNA, „mówi” komórce, że mRNA pochodzi z jej jądra (oczywiście tak nie jest), dzięki czemu komórka potraktuje szczepionkowe mRNA jako swoje. Dodatkowo czapeczka stabilizuje cząsteczkę mRNA i inicjuje syntezę zakodowanego w mRNA białka Spike.
Kolejnym regionem jest region UTR 5’. Regiony UTR są zawsze dwa, zaraz za czapeczką (5’) i przy końcu nici mRNA (3’). Translacja zawsze zachodzi w jednym kierunku zaczynając od końca 5’, co ma sens, bo gdyby rybosomy przeczytały informację z mRNA od końca powstałoby zupełnie inne białko! Regiony UTR nie podlegają translacji (nic z nich w białku nie powstaje) i pełnią wyłącznie funkcje regulatorowe. Region UTR 5’ (ten na początku nici) ułatwia przyłączanie mRNA do rybosomów, stabilizuje cząsteczkę mRNA, a także określa docelową liczbę translacji (ile razy proces odczytu zostanie powtórzony) oraz jej szybkość i wydajność. W zrekombinowanym, szczepionkowym mRNA UTR 5’ jest zbudowany z 51 nukleotydów. I teraz to, co może fascynować. Twórcy szczepionki wykorzystali zoptymalizowany UTR 5’ z mRNA kodującego alfa globulinę, ponieważ to białko powstaje w komórkach szybko i w dużej ilości, a o to nam przecież chodzi, aby szczepionkowe mRNA wyprodukowało jak najwięcej białka S w miarę w krótkim czasie.
Następny fragment (na schemacie SIG) to sekwencja sygnałowa, która już ulega translacji, a jej produkt będzie częścią początkową białka S. Ta sekwencja mówi gdzie ma zastać wysłane białko po zakończeniu syntezy, czyli określa adres jego adres wysyłki. W przypadku szczepionki zależy nam, aby białko Spike zostało wysłane na powierzchnię komórki, gdzie zostanie zaprezentowane przeciwciałom. Taka właśnie informacja jest zapisana w tym fragmencie, zresztą jest ona tożsama z informacją oryginalnie zawartą w wirusie. Ale i tu twórcy szczepionki zastosowali zabieg, który ma przyspieszyć syntezę białka na matrycy szczepionkowego RNA. W jaki sposób? Być może wiecie, że białka budowane są jedynie przez 20 aminokwasów. Różnorodność białek zależy zatem nie od różnorodności aminokwasów, a od ich struktury, nie tylko I-rządowej (kolejności aminokwasów w białku), ale także różnorakich układów przestrzennych. Aminokwasów jest 20, a różnych możliwości ich zakodowania w sekwencji nici RNA (aminokwasy kodowane są przez trójki zasad, tzw. kodony) aż 64. Część aminokwasów kodowana jest zatem przez więcej niż jeden kodon. Kodony synonimiczne (kodujące ten sam aminokwas) różnią się zasadą występującą w trzeciej pozycji trójki zasad. Tu właśnie jest modyfikacja. W szczepionkowym mRNA część zasad (najczęściej jest to Uracyl) została zastąpiona Guaniną lub Cytozyną. Nie zmieniło to struktury białka ALE wiadomo jest, że RNA z większą ilością G i C ulega sprawniejszej translacji, i o to chodzi w tej modyfikacji – o usprawnienie i przyspieszenie syntezy.
Następny region mRNA to właściwy region kodujący białko S. Zbudowany jest z 3777 zasad. Ten region również został zmodyfikowany przez zamianę zasad w trzecich pozycjach kodonów na G lub C aby usprawnić syntezę jak wyżej (również są to zmiany synonimiczne, nie zmieniają sensu zapisu, a białko budowane jest przez takie same aminokwasy jak przed zmianą). Z dwoma wyjątkami, i tu kolejna fascynacja. Dwa kodony zostały zmienione niesynonimicznie, w efekcie czego w miejsce dwóch różnych aminokwasów wirusowego białka S, w szczepionkowym białku S będzie wbudowana prolina. Po co taka kombinacja? Ano po to, żeby odtworzyć kształt białka kolca, dokładnie taki jaki ono przyjmuje, gdy jest wbudowane do otoczki wirusa. Bez tego zabiegu nasze komórki zaprezentowałyby układowi immunologicznemu białko S ale „zapadnięte” i być może tylko takie „zapadnięte” byłoby przez układ immunologiczny rozpoznawane w przyszłości. A przecież chodzi o to, żeby przeciwciała rozpoznawały białka wirusa o kształcie dokładnie takim jakie przybiera w otoczce wirusa. Oddziaływanie proliny na strukturę białka kolca nie jest odkryciem nowym, zostało opisane podczas badań białek MERS i SARS-CoV-1. To tak na marginesie i ad vocem tego, że szczepionka powstała szybko. Powstała szybko, nawet rekordowo szybko, co nie znaczy, że „po łebkach”, a wiedza, jaka została wykorzystana do jej stworzenia była gromadzona latami.
mRNA zamyka drugi region regulatorowy UTR 3’, który został zaczerpnięty z mitochondrialnego 12S rRNA i ma wpływać na stabilność mRNA oraz „czuwać” nad wysoką ekspresją białka. Jaki jest mechanizm tego czuwania nie jest jeszcze jasne.
Na samym końcu mRNA doczepiony jest „ogon”, czyli kilkanaście adenozyn (poli-A). Dołączenie ogona jest niezbędne, bez niego mRNA jest błyskawicznie rozpoznawane i degradowane. Każda translacja powoduje odłączanie części adenozyn. W ten sposób, po określonej liczbie cykli translacyjnych, mRNA pozostaje bez ogonka i na tym jego żywot się kończy.
Powyższy opis powstał w oparciu o dane przedstawione na blogu Berta Huberta https://berthub.eu/.../reverse-engineeri...e-code.../
Edit:
Drodzy Państwo, powyższy post powstał w celu podzielenia się ze znajomymi na Facebooku fascynacją jaka mnie ogarnęła po zapoznaniu się z tym, w jakiż to przemyślany sposób szczepionkowe mRNA zostało zaprojektowane. Dla mnie jest to jeden z momentów triumfu nauki, kiedy to latami gromadzona wiedza zostaje zintegrowana w produkt, który ma szansę stać się krokiem milowym w dalszym rozwoju medycyny i nauki.
Jeżeli mój post się spodobał, gloria i chwała należy się Bertowi Huberowi, którego blogowy wpis, stał się źródłem i bazą mojego posta (link powyżej).
Jeżeli ktoś chciałby poczytać więcej o poszczególnych, zastosowanych w konstrukcji szczepionkowego mRNA rozwiązaniach może je znaleźć w poniższych, przykładowych źródłach:
- informacje o szczepionce: https://assets.publishing.service.gov.uk/.../COVID-19...
- sekwencja i struktura szczepionkowego mRNA: https://mednet-communities.net/inn/db/me.../11889.doc
- rola i optymalizacja regionów UTR: https://www.biorxiv.org/.../10.1101/2020...877v1.full
- rola proliny w stabilizacji struktury białka S: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5584442/
- występowanie i rola pseudourydyny w RNA: https://iubmb.onlinelibrary.wiley.com/.....5400410182
- wpływ zmodyfikowanych nukleozydów (w tym pseudourydyny) na tłumienie rozpoznawania RNA przez układ immunologiczny: https://www.sciencedirect.com/.../pii/S1074761305002116
Literatury w Internecie jest masa i każdy wątek można samodzielnie poeksplorować

Tekst stąd: https://www.facebook.com/kacper.wilczek....&ref=notif