Karikó Katalin Nobel-díjas kutatásai, avagy az mRNS működése

Karikó Katalin beírta nevét a történelembe. A Covid-19 elleni küzdelem nem lett volna ilyen hatásos a munkássága nélkül. Egy egész világ lehet neki hálás. A Nobel-bizottság is így gondolta, hiszen a 2023. évi fiziológiai és orvostudományi Nobel-díjat Karikó Katalinnak és munkatársának, Drew Weissmannak ítélték oda az mRNS-alapú vakcinák kifejlesztését megalapozó felfedezéseikért.

Ön tudja, mik azok az mRNS-ek?

Hogyan működik az mRNS?

Az mRNS (messenger), azaz a hírvivő RNS, döntő szerepet játszik a sejteken belüli fehérjeszintézis folyamatában. A legegyszerűbben egy szakácskönyv analógiáján keresztül lehet megérteni, hogy mi a szerepe. Képzeljünk el azt a helyeztet, hogy egy olyan szakácskönyvből szeretnénk főzni, amit nem tudunk a könyvtárból kihozni, és bevinni a konyhába.

A szakácskönyv (DNS):
Képzeljük el a DNS-t egy hatalmas szakácskönyvként a sejt könyvtárában. Ez a szakácskönyv tartalmazza az összes receptet (genetikai utasítást) minden olyan fehérje előállításához, amelyre a sejtnek szüksége lehet.

A recept (gén):
A szakácskönyv minden egyes lapja egy adott gént képvisel, ami olyan, mint egy adott fehérje receptje. A gének nukleotid “betűk” (A, T, C és G) sorozatai, amelyek egy fehérje előállításának utasításait tartalmazzák.

A futár (mRNS):
Most képzelje el, hogy egy adott ételt szeretne főzni a szakácskönyvből, de nem viheti be az egész szakácskönyvet a konyhába. Ehelyett szüksége van egy futárra, aki el tudja olvasni a receptet és követni az utasításokat. Ez a futár olyan, mint az mRNS (messenger RNS).

A recept másolása (átírás):
A fehérje előállításához a futárnak (mRNS) azzal kell kezdenie, hogy lemásolja a receptet (gén) a szakácskönyvből (DNS). Ezt a folyamatot nevezzük átírásnak. Az átírás során az RNS-polimeráz nevű enzim leolvassa a gén DNS-szekvenciáját, és létrehozza a komplementer mRNS-szálat. Az mRNS olyan, mint a recept fénymásolata.

A főzési folyamat (fordítás):

Miután a futár (mRNS) kezében van a recept (gén), elhagyhatja a könyvtárat (sejtmag), és beléphet a konyhába (riboszóma), ahol a fehérjeszintézis zajlik. A riboszómán belül a szakács elolvassa a receptet (mRNS), és az utasításokat követve összeállítja az ételt (fehérje).

Az étel (fehérje) tálalása:

Ahogy a séf továbbra is követi a receptet, egyenként adja hozzá az összetevőket (aminosavakat), amíg az étel (fehérje) elkészül. Ha az étel elkészült, készen áll a tálalásra, mint funkcionális fehérje, amely különböző feladatokat képes ellátni a sejtben.

Összefoglalva tehát:
Az mRNS közvetítőként működik a szakácskönyv (DNS) és a konyha (riboszóma) között: a receptet (gén) a könyvtárból (sejtmag) a konyhába (riboszóma) szállítja, ahol a szakács finom étellé (fehérjévé) alakítja, amelyet a sejt különböző célokra használhat fel. Ez a folyamat elengedhetetlen a sejtek működéséhez, és a gének kifejeződésének középpontjában áll.