mRNA چیست
mRNA یا پیام رسان ریبونوکلئیک اسید، یک نوع مولکول اسید نوکلئیک است که حامل اطلاعات ژنتیکی از DNA به ریبوزوم ها در سلول است. mRNA نقش مهمی در فرایند ترجمه ژن ها به پروتئین ها دارد. mRNA توسط آنزیم RNA پلیمراز در هسته سلول از الگوی DNA ساخته می شود و سپس به سیتوپلاسم سلول منتقل می شود.
در سیتوپلاسم، mRNA به ریبوزوم ها متصل می شود و با کمک tRNA یا حامل ریبونوکلئیک اسید، کد ژنتیکی را به ترتیب اسیدهای آمینه ترجمه می کند. هر سه نوکلئوتید در mRNA یک کدون را تشکیل می دهند که با یک آنتی کدون در tRNA جفت شده و یک اسید آمینه را مشخص می کند. به این ترتیب، یک زنجیره پروتئین با ترتیب مشخص اسیدهای آمینه تولید می شود.
استخراج mRNA
استخراج mRNA یک فرایند آزمایشگاهی است که در آن mRNA های موجود در یک نمونه سلولی یا بافتی از RNA های دیگر جدا شده و خالص می شوند. این فرایند برای بررسی بیان ژن ها، تولید cDNA، توالی یابی mRNA، تولید پروتئین ها و غیره کاربرد دارد. استخراج mRNA به روش های مختلفی انجام می شود که معمولاً شامل مراحل زیر هستند:
- لیز سلول ها: در این مرحله، سلول ها یا بافت های نمونه با استفاده از روش های فیزیکی یا شیمیایی خرد شده و غشای سلولی آنها شکسته می شود تا RNA ها آزاد شوند.
- جداسازی: در این مرحله، mRNA ها با استفاده از روش های مبتنی بر پلی آ (poly A)، روش های مبتنی بر پروب (probe)، کروماتوگرافی (chromatography) یا الکتروفورز (electrophoresis) از RNA های دیگر جداسازی می شوند.
- خالص سازی mRNA: در این مرحله، mRNA های جداسازی شده با استفاده از روش های مبتنی بر الکل (alcohol)، روش های مبتنی بر کربوکسی متيل سلولز (carboxymethyl cellulose) و یا کيت kit از آلودگي های شيميايي و بيولوژيكي پاک مي شوند.
کاربردها
- بررسی بیان ژن ها: با استخراج mRNA، می توان سطح بیان ژن های مورد نظر را در نمونه های مختلف بررسی کرد و با استفاده از روش هایی مانند ریل تایم، توالي يابي mRNA، آرايه هاي ميكرواري و غيره، نسبت بيان ژن ها را محاسبه کرد. بررسی بیان ژن ها برای شناسایی عوامل ژنتیکی مرتبط با بیماری ها، پاسخ به درمان ها، تفاوت های فنوتیپی و غیره مفید است.
- تولید cDNA :با استخراج mRNA، می توان cDNA یا DNA مکمل را با استفاده از آنزیم reverse transcriptase تولید کرد. cDNA یک نسخه DNA از mRNA است که فقط شامل قطعات کدگذار (exon) است و قطعات غیر کدگذار (intron) را حذف می کند. cDNA برای تولید کتابخانه های ژنتیک، تحقیقات بر روی ژن ها، تولید پروتئین های خارج از سلول و غیره کاربرد دارد.
- تولید پروتئین ها: با استخراج mRNA، می توان پروتئین های خاص را با استفاده از فرایند های ترجمه خارج از سلول (in vitro translation system) تولید کرد. این اجزا شامل ريبوزوم ها، tRNA ها، آنزيم ها و عوامل ديگري است كه قادر به تبديل mRNA به پروتئین هستند. تولید پروتئین ها برای بررسی ساختار و عملکرد پروتئین ها، تولید آنتي بادي ها، تولید واكسن ها و غیره مفید است.
استفاده از mRNA در تحقیقات پزشکی
استفاده از mRNA در تحقیقات پزشکی یک روش نوین و قدرتمند است که می تواند در درمان بسیاری از بیماری ها، به ویژه بیماری های ژنتیکی، عفونی و سرطان، کاربرد داشته باشد. برخی از انواع تحقیقات که ممکن است با استفاده از mRNA صورت گیرد عبارتند از:
- تولید واکسن های mRNA : واکسن های mRNA از مولکول های mRNA تشکیل شده اند که کد ژنتیکی یک پروتئین خاص را حمل می کنند. این پروتئین معمولاً یک آنتی ژن است که توسط عامل بیماری زا تولید می شود. وقتی واکسن mRNA به بدن تزریق می شود، سلول های بدن با استفاده از فرایند ترجمه خود، پروتئین را تولید می کنند و سپس سیستم ایمنی بدن را فعال می کنند تا آنتي بادي های خاص عليه آن پروتئین را تولید کنند. به این ترتیب، واکسن mRNA موجب ایجاد حافظه ایمنی در بدن می شود که در صورت بروز عفونت، می تواند عامل بیماری زا را شناسایی و نابود کند.
مزایای واکسن های mRNA
واکسن های mRNA دارای مزایای زیادی نسبت به واکسن های سنتی هستند، از جمله سرعت بالا در تولید، دقت بالا در هدف قرار دادن آنتي ژن، امکان تغيير سريع در صورت لزوم، عدم نياز به زيستي كردن عامل بيماري زا، عدم خطر ناسازگاري يا عوارض جانبي و غيره. واکسن های mRNA در حال حاضر برای پيشگيري از برخي بيماري هاي عفوني مانند كوويد-۱۹، آبله، سيتومگالوويروس، HIV و غيره در حال تحقيق و توسعه هستند.
- تولید دارو های mRNA:
دارو های mRNA از مولکول های mRNA تشکیل شده اند که کد ژنتیکی یک پروتئین خاص را حمل می کنند. این پروتئین معمولاً یک پروتئین درمانی است که قادر به جبران کردن نقص ژنتیکی یا فعال کردن مکانیسم های درمانی در بدن است. وقتی داروی mRNA به بدن تزریق می شود، سلول های بدن با استفاده از سیستم ترجمه خود، پروتئین را تولید می کنند و سپس عملکرد سلول ها یا بافت ها را بهبود می بخشند. دارو های mRNA دارای مزایای زیادی نسبت به دارو های سنتی هستند، از جمله اثر بخشی بالا، امکان تولید پروتئین های پیچیده یا نادر، عدم نياز به تزريق مستقيم پروتئین، عدم خطر ناسازگاري يا عوارض جانبي و غيره.
بیشتر بخوانید:استخراج DNA آزاد سلولی
دارو های mRNA در حال حاضر برای درمان برخي بيماري هاي ژنتيكي مانند سيستيك فيبروز، هموفيلي، تالاسمي و غيره، برخي بيماري هاي متابوليك مانند ديابت، چربي خون و غيره، برخي بيماري هاي اتو ايمن مانند آلزايمر، پاركينسون و غيره و برخي بيماري هاي سرطاني مانند ملانوم، سرطان پستان و غيره در حال تحقيق و توسعه هستند.
استفاده از mRNA در درمان بیماری های سرطانی
استفاده از mRNA در درمان بیماری های سرطانی یک روش نوین و قدرتمند است که می تواند باعث تحریک سیستم ایمنی بدن علیه سلول های سرطانی شود. برخی از نوع بیماری های سرطانی که ممکن است با استفاده از mRNA درمان شوند عبارتند از:
ملانوم:
ملانوم یک نوع سرطان پوست است که از رشد غیر طبیعی سلول های ملانوسیت (سلول های تولید کننده رنگدانه) ناشی می شود. درمان با mRNA مبتنی بر واکسن یا دارو می تواند باعث تولید پروتئین های خاص که توسط سلول های ملانوم تولید می شوند، شود و به عنوان آنتي ژن عمل کنند. این آنتي ژن ها می توانند سیستم ايمني بدن را فعال كنند تا سلول های T كشنده (CTL) را تولید كنند كه قادر به شناسایی و نابود کردن سلول های ملانوم هستند.
سرطان پستان:
سرطان پستان یک نوع سرطان است که از رشد غیر طبیعی سلول های بافت پستان ناشی می شود. درمان با mRNA مبتنی بر واکسن یا دارو می تواند باعث تولید پروتئین های خاص که توسط سلول های سرطان پستان تولید می شوند، شود و به عنوان آنتي ژن عمل کنند. این آنتي ژن ها می توانند سیستم ايمني بدن را فعال كنند تا سلول های T كشنده (CTL) را تولید كنند كه قادر به شناسایی و نابود کردن سلول های سرطان پستان هستند.
کلام آخر:
شما میتوانید برای خرید دستگاه ترموسایکلر PCR مناسب با عملکرد بالینی- تحقیقاتی خود پس از مطالعه متن بالا و سایر مقالات مرتبط، با کارشناسان حرفه ای ما در شرکت ماناتک تماس حاصل فرمایید. شرکت ماناتک انواع کیت های استخراج ستونی و مگنتی را برای سهولت و تسریع در کار شما با قیمت مناسب و کیفیت بالا فراهم کرده است.
