mRNA 或信使 RNA 是由核糖體翻譯用于蛋白質(zhì)合成的單鏈 RNA 模板。雅各布和莫納德創(chuàng)造了“信使RNA”一詞。它是一條長聚合物鏈，由通過磷酸二酯鍵共價連接的核苷酸組成。它含有四個含氮堿基，腺嘌呤、尿嘧啶、胞嘧啶和鳥嘌呤。RNA 和其中一條 DNA 鏈?zhǔn)腔パa的，但在 DNA 中，尿嘧啶取代了胸腺嘧啶。

成熟的 mRNA 由以下區(qū)域組成：5' 帽、5' UTR、編碼區(qū)、3' UTR 和 poly（A） 尾部。

編碼區(qū)域：它是一串密碼子，即核苷酸的三聯(lián)體。每個密碼子都編碼一個特定的氨基酸，該氨基酸通過核糖體翻譯成多肽鏈中的氨基酸。編碼區(qū)的起始密碼子是“AUG”，并以任何終止密碼子結(jié)尾，即 UAA、UAG 或 UGA。編碼序列的一部分可能具有調(diào)節(jié)功能。

未翻譯區(qū)域 （UTR） 分別位于編碼區(qū)域之前和之后的 5' 和 3' 區(qū)域。未翻譯區(qū)域存在于起始密碼子之前和終止密碼子之后。它們參與基因表達(dá)。它們在 mRNA 定位、翻譯和 RNA 穩(wěn)定性中也起著至關(guān)重要的作用。

5' Cap- 甲基鳥苷三磷酸帽存在于 5' 端。

Poly（A） Tail-A 聚腺苷酸尾巴位于 3' 端。

在大多數(shù)真核生物中，當(dāng) mRNA 編碼一種蛋白質(zhì)時，mRNA 的編碼區(qū)被稱為單順反子。在原核生物中，大多數(shù) mRNA 編碼一種以上的蛋白質(zhì);這稱為多順反子。這些蛋白質(zhì)大多具有相關(guān)功能，并由具有啟動子和操作子區(qū)域的單個調(diào)控區(qū)調(diào)控。在人類中，線粒體基因組是多順反子的。

mRNA 的合成 – 轉(zhuǎn)錄和加工

轉(zhuǎn)錄是從 DNA 合成 mRNA 的過程。

在原核生物中，所有類型的 RNA 都由單個 DNA 依賴性 RNA 聚合酶轉(zhuǎn)錄。在這里，不需要 mRNA 處理;因此，轉(zhuǎn)錄和翻譯可以耦合，因為這兩個過程都發(fā)生在胞質(zhì)溶膠中。

在真核生物中，RNA 聚合酶 II 轉(zhuǎn)錄前 mRNA。Pre-mRNA 或主轉(zhuǎn)錄本隨后在細(xì)胞核中進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為 mRNA。它被稱為hnRNA，或異質(zhì)核RNA。然后將成熟的 mRNA 轉(zhuǎn)移到胞質(zhì)溶膠中進(jìn)行翻譯后處理。

轉(zhuǎn)錄

從 DNA 合成 RNA 稱為轉(zhuǎn)錄。以DNA為模板，DNA依賴性RNA聚合酶在5'至3'方向上合成RNA。極性為 5' 至 3' 的 DNA 鏈稱為“編碼鏈”，而極性為 3' 至 5' 的 DNA 鏈則稱為“模板鏈”。轉(zhuǎn)錄RNA的核苷酸序列與編碼鏈匹配。

DNA 中的轉(zhuǎn)錄單元由三個主要區(qū)域組成，所有參考都與編碼鏈有關(guān)：

啟動子存在于結(jié)構(gòu)基因的 5' 末端。

啟動子和終止子之間存在結(jié)構(gòu)基因。

終止子存在于結(jié)構(gòu)基因的 3' 末端。

轉(zhuǎn)錄的三個步驟如下：

1. 起始：RNA聚合酶通過與啟動子區(qū)域結(jié)合開始轉(zhuǎn)錄，進(jìn)一步啟動DNA雙螺旋解旋。

2. 外延：RNA聚合酶將互補的三磷酸核苷作為底物添加到鏈中，并且隨著DNA雙螺旋的廣泛開放而繼續(xù)延伸。RNA 轉(zhuǎn)錄發(fā)生在 5' 到 3' 方向。

3. 終止：轉(zhuǎn)錄停止，mRNA 從 RNA 聚合酶中分離。

加工

HnRNA，即新生成的 mRNA 或初始轉(zhuǎn)錄本，必須經(jīng)過處理才能成為成熟的 mRNA。HnRNA 經(jīng)過轉(zhuǎn)錄后處理以產(chǎn)生成熟的 mRNA。功能性 mRNA 進(jìn)一步從細(xì)胞核轉(zhuǎn)運。翻譯或蛋白質(zhì)合成發(fā)生在細(xì)胞質(zhì)中。

外顯子和內(nèi)含子都存在于 hnRNA 中。轉(zhuǎn)錄后修飾包括剪接、加帽和拖尾。

• 剪接：該過程涉及從成熟的mRNA鏈中切除內(nèi)含子。

• 加帽：在這里，在hnRNA的5'端添加核苷酸帽，即甲基鳥苷三磷酸。

• 拖尾：該過程處理在 3' 端添加 200-300 個腺苷酸殘基。poly（A） 尾部保護(hù) RNA 免受核酸外切酶降解，還參與轉(zhuǎn)錄終止、mRNA 轉(zhuǎn)運和翻譯。

核孔復(fù)合物在hnRNA加工后將功能齊全的mRNA轉(zhuǎn)運到細(xì)胞質(zhì)中，在那里它被翻譯成多肽鏈。

mRNA的類別：

報告基因mRNA：這些 mRNA 類似于*全加工、加帽和多聚腺苷酸化的 mRNA，并準(zhǔn)備好通過核糖體進(jìn)行翻譯。大多數(shù)報告基因 mRNA 可未經(jīng)修飾或用 5-甲氧基尿苷修飾，以減少先天免疫反應(yīng)。研究轉(zhuǎn)染效率的理想對照。

基因組編輯 mRNA：基因組編輯，也稱為基因編輯，是指能夠修飾生物體 DNA 的一系列科學(xué)技術(shù)。在基因組中的特定位點，這些技術(shù)有助于添加、去除或修飾遺傳物質(zhì)。已經(jīng)開發(fā)了幾種基因組編輯方法。CRISPR-Cas9 代表成簇的規(guī)則間隔短回文重復(fù)序列和 CRISPR 相關(guān)蛋白 9，是一個眾所*知的例子。CRISPR-Cas9 是一種天然存在的基因組編輯系統(tǒng)，細(xì)菌將其作為免疫反應(yīng)進(jìn)行部署。

疫苗 mRNA：mRNA 疫苗使用一種稱為 mRNA 的分子的拷貝來非法產(chǎn)生免疫反應(yīng)。該疫苗將抗原編碼的mRNA輸送到免疫細(xì)胞中，免疫細(xì)胞使用設(shè)計的mRNA作為藍(lán)圖來構(gòu)建通常由病原體（如病毒）或癌細(xì)胞產(chǎn)生的外來蛋白質(zhì)。這些蛋白質(zhì)分子激活適應(yīng)性免疫反應(yīng)，指示身體識別和消除相關(guān)的病原體或癌細(xì)胞。mRNA通過封裝在脂質(zhì)納米載體中的mRNA的納米制劑給藥，其保護(hù)RNA鏈并促進(jìn)其吸收到細(xì)胞中。

基因替代 mRNA：mRNA在基因替代中的應(yīng)用相當(dāng)流行。許多蛋白質(zhì)，包括膜結(jié)合的蛋白質(zhì)、細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)或經(jīng)過翻譯后修飾或加工的蛋白質(zhì)，不能被外源性蛋白質(zhì)遞送所取代。細(xì)胞內(nèi) mRNA 表達(dá)大大增加了可通過蛋白質(zhì)替代治療的適應(yīng)癥數(shù)量。分泌的人促紅細(xì)胞生成素 （EPO） 蛋白可以使用酶聯(lián)免疫吸附試驗在血清中輕松檢測。血細(xì)胞比容測定可用于確定EPO對紅細(xì)胞產(chǎn)生的刺激程度。

熒光 mRNA：Cy5 GFP mRNA：Cy5 GFP mRNA被設(shè)計用于產(chǎn)生高表達(dá)水平的綠色熒光蛋白。它可用于控制轉(zhuǎn)染效率。當(dāng)用 Cy5 標(biāo)記時，可以很容易地追蹤 F-Luc mRNA，以分析 mRNA 的遞送和翻譯效率。

編程為自毀

MRNA是細(xì)胞的中間信使，是一種重要的安全機制。任何位于細(xì)胞外的RNA都會立即被稱為RNase的酶破壞，從而防止入侵者利用細(xì)胞機制制造外來蛋白質(zhì)。這些酶在識別 RNA 編碼中的結(jié)構(gòu)和 U 后破壞信息，保護(hù)細(xì)胞免受錯誤指令的影響。通過根據(jù)需要“打開”或“關(guān)閉”藍(lán)圖，mRNA還為細(xì)胞提供了一種調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成速率的方法。信使RNA的指令定時過期。代碼中的 U、單鏈形式、核糖和 mRNA 的獨*序列都有助于其較短的半衰期。所有這些特征共同作用，使信息能夠被“讀取”，翻譯成蛋白質(zhì)，然后對于一些需要嚴(yán)格監(jiān)督的蛋白質(zhì)，在幾分鐘內(nèi)迅速銷毀，對于其他蛋白質(zhì)，則長達(dá)幾個小時。一旦指令消失，蛋白質(zhì)生產(chǎn)就會停止，直到蛋白質(zhì)工廠收到新的信息。

功能與應(yīng)用

mRNA的主要作用是充當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)生產(chǎn)的模板。位于細(xì)胞質(zhì)中游離或附著在粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的核糖體可以進(jìn)行翻譯 （RER）。

RNA 中存在的遺傳信息被翻譯成多肽鏈中存在的氨基酸。多肽鏈中氨基酸的順序由 mRNA 中的核苷酸或密碼子序列決定。每個三重密碼子或三核苷酸序列僅編碼一種特定的氨基酸。多個密碼子可用于編碼氨基酸。密碼子不重疊。

mRNA 指導(dǎo)細(xì)胞合成蛋白質(zhì)。修飾的mRNA序列的施用可用于治療疾病，也可以用作疫苗。輝瑞-BioNTech 和 Moderna 疫苗是 mRNA 疫苗的兩個例子，它們已被批準(zhǔn)限制使用，并且正在開發(fā)用于對抗 COVID-/19 感染。

OZ Biosciences 提供廣泛的 mRNA，這些 mRNA 模擬*全加工的成熟 mRNA。這些 mRNA 通過使用 5' cap-1 結(jié)構(gòu)和 3' poly（A） 尾部來穩(wěn)定它們，從而針對穩(wěn)定性和性能進(jìn)行了優(yōu)化。它們用 5-甲氧基尿苷（5moU 取代 U）或 N1-甲基假尿苷 （N1-mψ） 修飾以減少先天免疫反應(yīng)。我們還提供未經(jīng)修飾的 mRNA。

以下是即用型mRNA的類別：

• 報告基因mRNA：研究轉(zhuǎn)染效率的理想對照

• 基因組編輯 mRNA：Cas9 mRNA 用于 CRISPR 基因組編輯

• 疫苗mRNA：非常適合作為免疫或疫苗研究的對照

• 基因替代 mRNA：EPO mRNA的

• 熒光 mRNA：Cy5 GFP mRNA、Cy5 GFP mRNA

我們提供微克到多克級的定制 mRNA，從幾百個堿基到幾千個堿基不等，具有多種修飾，包括帶帽的 5' 末端修飾、內(nèi)部修飾（如 5-甲氧基尿苷（可提供其他修飾核苷酸））和 3' 修飾（如 poly-A 尾）。可使用 Cy5、Cy3 或其他選項進(jìn)行熒光標(biāo)記。