ДНК, РНК, белки.

2021-01-17 17:53

В ядрах наших клеток находится ДНК. Участки ДНК – гены – кодируют информацию о последовательности аминокислот, из которых строятся белки. Специальные ферменты в ядре «узнают» нужные участки ДНК и «считывают» их, синтезируя более короткие цепочки РНК. Это как если переписывать информацию с жесткого диска на флешку. Далее эта флешка – матричная РНК – выносится из ядра в цитоплазму, где уже другой набор ферментов «считывает» РНК, и в итоге соединяет аминокислоты в нужную последовательность. Эти длинные цепочки аминокислот складываются в объемные структуры, на них могут вешаться сахара или другие химические группы, и так получаются белки. Белки либо остаются в клетке и выполняют свою функцию, или выносятся на поверхность клетки или за ее пределы. У РНК и ДНК разные структуры. РНК не может встроиться в ДНК.

«Классические вакцины»

Вакцины в представлении большинства людей – это классические цельновирионные вакцины (убитые или ослабленные вирусы) либо их части (пептиды). Большинство известных вакцин именно такие. Принцип очень понятный – вирус или его пептиды попадают в наш организм, обнаруживаются лимфоцитами, на них формируется специфический имунный ответ. Причем иммунитет – это не только антитела, но еще и клетки памяти, которые сидят в лимфоузлах и ждут повторной встречи с этим же вирусом. Антител в крови уже может и не быть, но при повторной инфекции, лимфоциты памяти быстро мобилизируются, и имунный ответ при повторной инфекции формируется намного быстрее.

Вакцины от коронавируса

От коронавируса несколько вакцин уже получили ускоренную регистрацию. Несколько миллионов человек по всему миру уже привиты. Ниже ссылка на сайт, где можно скачать список всех вакцин на клинической и доклинической стадии разработки, и почитать, какой у них принцип действия. На клинической стадии, включая уже разрешенные вакцины, находятся 63 вакцины, на доклинической 173. Часть из этих вакцин основаны на классическом принципе – цельновирионные или пептидные. Например, китайская вакцина от Синовак – инактивированный вирус, ее уже начали применять. Цельновирионные вакцины (особенно ослабленные живые) не рекомендуют людям со слабым иммунитетом, им лучше пептидные. В России разрабатывается цельновирионная вакцина от центра имени Чумакова и пептидная ЭпиВакКорона от новосибирского Вектора. Эти вакцины еще на стадии испытаний. А вот Спутник V, или ГамКовВак, который уже используется в гражданской вакцинации, не классическая вакцина, а векторная. Пептидные вакцины разрабатывают также на Западе, например, фарма-гигант Санофи.

Векторные вакцины

Векторные вакцины – относительно новый метод, хотя уже используется в некоторых вакцинах, например, в вакцине от эболы, зарегистрированной в прошлом году. Кроме того, разрабатываются другие вакцины на векторной платформе - от гепатита С, малярии или ВИЧ. Сама платформа векторов используется уже лет 30. Ген коронавируса, кодирующий субъединицу шипа, вставляется в измененный аденовирус, из которого вырезаются все элементы, ответственные за репликацию вируса. Размножаться в клетках этот Франкеншейн не может. Но попадая в наши клетки вместе с вакциной, этот вирус-вектор доставляет свою ДНК в наше ядро. Где вирусная ДНК не встраивается в нашу ДНК! С этой свободно плавающей ДНК нашими ферментами синтезируется матричная РНК, кодирующая вирусный белок. А дальше матричная РНК выходит в цитоплазму, на ней синтезируется вирусный белок. Прямо как наши белки на наших родных РНК. Однако наш иммунтет видит, что наши клетки какой-то странный чужой белок прозводят, и лимфоциты приходят разобраться. Они уничтожают эти наши клетки, при этом знакомятся и запоминают вирусный белок, и так формируется иммунитет. Векторые вакцины от коронавируса – Спутник от Гамалеи, вакцина от Астра-Зенеки, от Янсен (Джонсон и Джонсон) и очень много других на стадии испытаний.

РНК вакцины

В отличие от векторных вакцин, которые тоже вакцины нового поколения, но уже хоть как-то использовались раньше, РНК вакцины – совсем новинка. Сама платформа разрабатывалась уже очень много лет (больше 15) для терапии рака. Но платформу смогли подогнать под коронавирус. Принцип действия – примерно среднее между пептидными и векторными вакцинами. Синтетическая РНК, кодирующая белок вирусного шипа, заключена в липидную оболочку, чтобы РНК могла попасть в наши клетки. Молекула РНК очень нестойкая, в нашем теле и везде вокруг очень много ферментов, ее разрушающих. Потому в вакцине РНК сильно модифицирована, чтобы продлить ее срок службы в клетке хотя бы на несколько дней. Другие модификации улучшают синтез белка с этой молекулы, а также ставят стопор, чтобы синтез не был бесконтрольный и бесконечный. Внизу есть ссылка на подробную статью об этой синтетической РНК. По сути, РНК остается в цитоплазме и некоторое время служит матрицей для синтеза вирусного белка. Дальше как и во всех предыдущих случаях – прибегают лимфоциты, уничтожают клетки с чужаком, запоминают вирусный белок. Формируется иммунитет. РНК даже не попадает в ядро клетки, и уж никак не может никуда встроиться. Ни у нас, ни у аденовируса нет необходимых для этого ферментов обратной транскриптазы и интегразы. РНК вакцины, которые уже используются – это от Пфайзер-Бионтек и от Модерны.

У так называемых вакцин нового поколения (матричных – векторные, ДНК или РНК вакцины) есть ряд преимуществ. Их относительно легче наработать в больших количествах, чем цельновирионные. Для их разработки не нужно иметь живой вирус в культуре, который был доступен лабораториям только в конце лета. Для начала разработки этих вакцин достаточно было знать генетический код вируса, а вирус секвенировали уже в начале прошлого года, потому эти вакцины вырвались вперед. Еще одно возможное большое преимущество – генетические вакцины легко модифицируются и могут допускать некоторый полиморфизм в структуре вирусного белка. То есть, они с большей вероятностью будут действовать и на мутировавшие варианты вируса, чем цельновирионные или пептидные вакцины. Недостатки, конечно, тоже есть. Например, в случае векторных вакцин иммунитет формируется не только к белку шипа, но и к вектору, и прививаться регулярно уже не получится. А еще матричные вакцины вызывают сильное местное воспаление у очень многих привитых, ведь на месте укола не только формируется имунный ответ на существующий антиген, но еще и синтез этого антигена, и уничтожение синтезирующих клеток. Ну и низкие температуры хранения, конечно.

Если бы можно было выбирать вакцину из всех типов, я бы себе выбрала РНК вакцину, причем без разницы, Пфайзер или Модерна. Их принцип понятен. Сама РНК не иммунногенная, а иммунная реакция формируется только к синтезируемому вирусному белку, причем все это занимает несколько дней, а затем и РНК, и клетки с этой РНК уничтожены без следа. В этой вакцине не используются металлы-адъюванты как в классических вакцинах. Для стабилизации липидной оболочки используется ПЭГ, у некоторых людей может вызывать аллергию, я не аллергик, потому меня это не пугает. Аденовирусную я бы не выбрала, потому что иммунитет формируется и к вектору. А кто знает, где эти же векторы будут использоваться в будущем. Не хочется лишаться возможности векторной генной терапии или вакцин в будущем (например, вакцину от малярии на аденовирусном векторе разрабатывают, она мне как путешественнице очень интересна). На втором месте, наверное, пептидные, но пока что нет данных об их эффективности. А цельновирионные вакцины пока что в испытаниях себя проявили не очень эффективно.

Очень много интересной информации по каждой вакцине, с картинками, на английском https://www.nytimes.com/interactive/2020/science/coronavirus-vaccine-tracker.html?fbclid=IwAR02v57qzhTYaQgsPrvn3Y8dC4a_WZ9NhGJhmxClhaM3cLU96xVmwM6QwAQ

Ссылка на все вакцины-кандидаты и их принцип, таблица для скачивания

https://www.who.int/publications/m/item/draft-landscape-of-covid-19-candidate-vaccines?fbclid=IwAR02v57qzhTYaQgsPrvn3Y8dC4a_WZ9NhGJhmxClhaM3cLU96xVmwM6QwAQ

Подробный разбор на русском последовательности РНК вакцины https://m.habr.com/ru/post/535626/

Вкладыш к РНК вакцине от Пфайзер (с 25 страницы). Тут же можно посмотреть состав. https://ec.europa.eu/health/documents/community-register/2020/20201221150522/anx_150522_en.pdf

Подробная информация о принципе действия от Бионтек

https://biontech.de/covid-19-portal/mrna-vaccines

Обзор российских вакцин на русском

https://www.bbc.com/russian/features-55614834

Обзор в Nature разных типов вакцин, на английском

https://www.nature.com/articles/s41563-020-0746-0

The New York Times опубликовали целую серию статей о разных вакцинах. На английском, написано очень доступно, хорошие иллюстрации.

РНК вакцины:

https://www.nytimes.com/interactive/2020/health/pfizer-biontech-covid-19-vaccine.html?fbclid=IwAR1m59xYcBQdtQzsgAx52cJajwXPrzddmGVLccwg6gef0NcKrouuNKCedKc

Пептидные вакцины:

https://www.nytimes.com/interactive/2020/health/novavax-covid-19-vaccine.html?fbclid=IwAR2wSC3q5miPnye3GgB-hy6yjstqfHxODh9SJ2I3JLYwBQgQSthCs1-KkzE

Аденовирусные вакцины:

https://www.nytimes.com/interactive/2020/health/oxford-astrazeneca-covid-19-vaccine.html?fbclid=IwAR0gxMah5dEIRFKpd3vNkG2uq1ooaBcKjuYm2XKeQMzNcfUDnHXiBZz5bVc

Аденовирусный Спутник:

https://www.nytimes.com/interactive/2021/health/gamaleya-covid-19-vaccine.html?fbclid=IwAR1PZlX2ks5ucsZk9bel7BahbDaLHzOVLTEhla1oaw60DPA8sR0gUU2aaHQ

Цельновирионные вакцины:

https://www.nytimes.com/interactive/2020/health/sinovac-covid-19-vaccine.html?fbclid=IwAR0PA5TRTXOvwUdjGl6dJXBcf1p2ZjvayQOcdzKczHn-R_CNKjpaR_peC

(Статья и подбор ссылок Александры Мороз)

Источник: www.nytimes.com



		ДНК, РНК, белки.
МЕНЮ Главная страница Поиск Регистрация на сайте Помощь проекту Архив новостей ТЕМЫ Новости ИИ Голосовой помощник Городские сумасшедшие ИИ в медицине ИИ проекты Искусственные нейросети Искусственный интеллект Слежка за людьми Угроза ИИ Разработка ИИ ИИ теория Компьютерные науки Машинное обуч. (Ошибки) Машинное обучение Машинный перевод Нейронные сети начинающим Психология ИИ Реализация ИИ Реализация нейросетей Создание беспилотных авто Трезво про ИИ Философия ИИ Внедрение ИИ Big data Генетические алгоритмы Капсульные нейросети Основы нейронных сетей Распознавание лиц Распознавание образов Распознавание речи Творчество ИИ Техническое зрение Чат-боты Работа разума и сознание Изучение сна Изучение сознания Нейроинтерфейс Психология Работа мозга Работа памяти Работа разума Модель мозга Модель мозга Робототехника, БПЛА Беспилотные автомобили БПЛА Робототехника Трансгуманизм Трансгуманизм Обработка текста Анализ социальных сетей Компьютерная лингвистика Лингвистика Поисковые алгоритмы Теория эволюции Головной мозг Нейронные сети Поведение животных Теория эволюции Дополненная реальность Виртулаьная реальность Дополненная реальность Железо Интернет вещей Квантовый компьютер Нейронные процессоры облачные вычисления Суперкомпьютеры Киберугрозы Кибербезопасность Научный мир Методы исследования Наука и образование Семинары ИТ индустрия ИТ-гиганты Новости ит Разработка ПО Разработка ПО Теория алгоритмов Теория информации Кластеризация Математика Актуальная математика Статистика Теория вероятности Теория информации Теория хаоса Цифровая экономика Технология блокчейн Цифровая экономика Авторизация RSS RSS новости		2021-01-17 17:53 Теория эволюции В ядрах наших клеток находится ДНК. Участки ДНК – гены – кодируют информацию о последовательности аминокислот, из которых строятся белки. Специальные ферменты в ядре «узнают» нужные участки ДНК и «считывают» их, синтезируя более короткие цепочки РНК. Это как если переписывать информацию с жесткого диска на флешку. Далее эта флешка – матричная РНК – выносится из ядра в цитоплазму, где уже другой набор ферментов «считывает» РНК, и в итоге соединяет аминокислоты в нужную последовательность. Эти длинные цепочки аминокислот складываются в объемные структуры, на них могут вешаться сахара или другие химические группы, и так получаются белки. Белки либо остаются в клетке и выполняют свою функцию, или выносятся на поверхность клетки или за ее пределы. У РНК и ДНК разные структуры. РНК не может встроиться в ДНК. «Классические вакцины» Вакцины в представлении большинства людей – это классические цельновирионные вакцины (убитые или ослабленные вирусы) либо их части (пептиды). Большинство известных вакцин именно такие. Принцип очень понятный – вирус или его пептиды попадают в наш организм, обнаруживаются лимфоцитами, на них формируется специфический имунный ответ. Причем иммунитет – это не только антитела, но еще и клетки памяти, которые сидят в лимфоузлах и ждут повторной встречи с этим же вирусом. Антител в крови уже может и не быть, но при повторной инфекции, лимфоциты памяти быстро мобилизируются, и имунный ответ при повторной инфекции формируется намного быстрее. Вакцины от коронавируса От коронавируса несколько вакцин уже получили ускоренную регистрацию. Несколько миллионов человек по всему миру уже привиты. Ниже ссылка на сайт, где можно скачать список всех вакцин на клинической и доклинической стадии разработки, и почитать, какой у них принцип действия. На клинической стадии, включая уже разрешенные вакцины, находятся 63 вакцины, на доклинической 173. Часть из этих вакцин основаны на классическом принципе – цельновирионные или пептидные. Например, китайская вакцина от Синовак – инактивированный вирус, ее уже начали применять. Цельновирионные вакцины (особенно ослабленные живые) не рекомендуют людям со слабым иммунитетом, им лучше пептидные. В России разрабатывается цельновирионная вакцина от центра имени Чумакова и пептидная ЭпиВакКорона от новосибирского Вектора. Эти вакцины еще на стадии испытаний. А вот Спутник V, или ГамКовВак, который уже используется в гражданской вакцинации, не классическая вакцина, а векторная. Пептидные вакцины разрабатывают также на Западе, например, фарма-гигант Санофи. Векторные вакцины Векторные вакцины – относительно новый метод, хотя уже используется в некоторых вакцинах, например, в вакцине от эболы, зарегистрированной в прошлом году. Кроме того, разрабатываются другие вакцины на векторной платформе - от гепатита С, малярии или ВИЧ. Сама платформа векторов используется уже лет 30. Ген коронавируса, кодирующий субъединицу шипа, вставляется в измененный аденовирус, из которого вырезаются все элементы, ответственные за репликацию вируса. Размножаться в клетках этот Франкеншейн не может. Но попадая в наши клетки вместе с вакциной, этот вирус-вектор доставляет свою ДНК в наше ядро. Где вирусная ДНК не встраивается в нашу ДНК! С этой свободно плавающей ДНК нашими ферментами синтезируется матричная РНК, кодирующая вирусный белок. А дальше матричная РНК выходит в цитоплазму, на ней синтезируется вирусный белок. Прямо как наши белки на наших родных РНК. Однако наш иммунтет видит, что наши клетки какой-то странный чужой белок прозводят, и лимфоциты приходят разобраться. Они уничтожают эти наши клетки, при этом знакомятся и запоминают вирусный белок, и так формируется иммунитет. Векторые вакцины от коронавируса – Спутник от Гамалеи, вакцина от Астра-Зенеки, от Янсен (Джонсон и Джонсон) и очень много других на стадии испытаний. РНК вакцины В отличие от векторных вакцин, которые тоже вакцины нового поколения, но уже хоть как-то использовались раньше, РНК вакцины – совсем новинка. Сама платформа разрабатывалась уже очень много лет (больше 15) для терапии рака. Но платформу смогли подогнать под коронавирус. Принцип действия – примерно среднее между пептидными и векторными вакцинами. Синтетическая РНК, кодирующая белок вирусного шипа, заключена в липидную оболочку, чтобы РНК могла попасть в наши клетки. Молекула РНК очень нестойкая, в нашем теле и везде вокруг очень много ферментов, ее разрушающих. Потому в вакцине РНК сильно модифицирована, чтобы продлить ее срок службы в клетке хотя бы на несколько дней. Другие модификации улучшают синтез белка с этой молекулы, а также ставят стопор, чтобы синтез не был бесконтрольный и бесконечный. Внизу есть ссылка на подробную статью об этой синтетической РНК. По сути, РНК остается в цитоплазме и некоторое время служит матрицей для синтеза вирусного белка. Дальше как и во всех предыдущих случаях – прибегают лимфоциты, уничтожают клетки с чужаком, запоминают вирусный белок. Формируется иммунитет. РНК даже не попадает в ядро клетки, и уж никак не может никуда встроиться. Ни у нас, ни у аденовируса нет необходимых для этого ферментов обратной транскриптазы и интегразы. РНК вакцины, которые уже используются – это от Пфайзер-Бионтек и от Модерны. У так называемых вакцин нового поколения (матричных – векторные, ДНК или РНК вакцины) есть ряд преимуществ. Их относительно легче наработать в больших количествах, чем цельновирионные. Для их разработки не нужно иметь живой вирус в культуре, который был доступен лабораториям только в конце лета. Для начала разработки этих вакцин достаточно было знать генетический код вируса, а вирус секвенировали уже в начале прошлого года, потому эти вакцины вырвались вперед. Еще одно возможное большое преимущество – генетические вакцины легко модифицируются и могут допускать некоторый полиморфизм в структуре вирусного белка. То есть, они с большей вероятностью будут действовать и на мутировавшие варианты вируса, чем цельновирионные или пептидные вакцины. Недостатки, конечно, тоже есть. Например, в случае векторных вакцин иммунитет формируется не только к белку шипа, но и к вектору, и прививаться регулярно уже не получится. А еще матричные вакцины вызывают сильное местное воспаление у очень многих привитых, ведь на месте укола не только формируется имунный ответ на существующий антиген, но еще и синтез этого антигена, и уничтожение синтезирующих клеток. Ну и низкие температуры хранения, конечно. Если бы можно было выбирать вакцину из всех типов, я бы себе выбрала РНК вакцину, причем без разницы, Пфайзер или Модерна. Их принцип понятен. Сама РНК не иммунногенная, а иммунная реакция формируется только к синтезируемому вирусному белку, причем все это занимает несколько дней, а затем и РНК, и клетки с этой РНК уничтожены без следа. В этой вакцине не используются металлы-адъюванты как в классических вакцинах. Для стабилизации липидной оболочки используется ПЭГ, у некоторых людей может вызывать аллергию, я не аллергик, потому меня это не пугает. Аденовирусную я бы не выбрала, потому что иммунитет формируется и к вектору. А кто знает, где эти же векторы будут использоваться в будущем. Не хочется лишаться возможности векторной генной терапии или вакцин в будущем (например, вакцину от малярии на аденовирусном векторе разрабатывают, она мне как путешественнице очень интересна). На втором месте, наверное, пептидные, но пока что нет данных об их эффективности. А цельновирионные вакцины пока что в испытаниях себя проявили не очень эффективно. Очень много интересной информации по каждой вакцине, с картинками, на английском https://www.nytimes.com/interactive/2020/science/coronavirus-vaccine-tracker.html?fbclid=IwAR02v57qzhTYaQgsPrvn3Y8dC4a_WZ9NhGJhmxClhaM3cLU96xVmwM6QwAQ Ссылка на все вакцины-кандидаты и их принцип, таблица для скачивания https://www.who.int/publications/m/item/draft-landscape-of-covid-19-candidate-vaccines?fbclid=IwAR02v57qzhTYaQgsPrvn3Y8dC4a_WZ9NhGJhmxClhaM3cLU96xVmwM6QwAQ Подробный разбор на русском последовательности РНК вакцины https://m.habr.com/ru/post/535626/ Вкладыш к РНК вакцине от Пфайзер (с 25 страницы). Тут же можно посмотреть состав. https://ec.europa.eu/health/documents/community-register/2020/20201221150522/anx_150522_en.pdf Подробная информация о принципе действия от Бионтек https://biontech.de/covid-19-portal/mrna-vaccines Обзор российских вакцин на русском https://www.bbc.com/russian/features-55614834 Обзор в Nature разных типов вакцин, на английском https://www.nature.com/articles/s41563-020-0746-0 The New York Times опубликовали целую серию статей о разных вакцинах. На английском, написано очень доступно, хорошие иллюстрации. РНК вакцины: https://www.nytimes.com/interactive/2020/health/pfizer-biontech-covid-19-vaccine.html?fbclid=IwAR1m59xYcBQdtQzsgAx52cJajwXPrzddmGVLccwg6gef0NcKrouuNKCedKc Пептидные вакцины: https://www.nytimes.com/interactive/2020/health/novavax-covid-19-vaccine.html?fbclid=IwAR2wSC3q5miPnye3GgB-hy6yjstqfHxODh9SJ2I3JLYwBQgQSthCs1-KkzE Аденовирусные вакцины: https://www.nytimes.com/interactive/2020/health/oxford-astrazeneca-covid-19-vaccine.html?fbclid=IwAR0gxMah5dEIRFKpd3vNkG2uq1ooaBcKjuYm2XKeQMzNcfUDnHXiBZz5bVc Аденовирусный Спутник: https://www.nytimes.com/interactive/2021/health/gamaleya-covid-19-vaccine.html?fbclid=IwAR1PZlX2ks5ucsZk9bel7BahbDaLHzOVLTEhla1oaw60DPA8sR0gUU2aaHQ Цельновирионные вакцины: https://www.nytimes.com/interactive/2020/health/sinovac-covid-19-vaccine.html?fbclid=IwAR0PA5TRTXOvwUdjGl6dJXBcf1p2ZjvayQOcdzKczHn-R_CNKjpaR_peC (Статья и подбор ссылок Александры Мороз) Источник: www.nytimes.com Комментарии:

ДНК, РНК, белки.

Комментарии: