torstai 10. joulukuuta 2020

Mikä on RNA-rokote - koronagenetiikan perusteet


Korona ja RNA-rokote 

Kun ymmärtää muutaman perusperiaatteen siitä, miten genetiikka rakentuu, ymmärtää myös paremmin, mitä RNA-rokote voi tehdä ja mitä se ei voi tehdä. 

Tämä artikkeli on kooste pari vuotta sitten julkaistusta genetiikkaa käsittelevistä artikkeleista, jotka muokkasin nyt antamaan ymmärrystä koronarokotteesta. 

RNA-koronarokote on 'digitaalinen' rokote, joka on osaksi ohjelmoitu tietokoneella huijaamaan ihmisen solun mekanismeja, jotta se valmistaisi koronaviruksen kruunuproteiinia. Seuraavasta selvityksestä paremmin ymmärrät, mitä tämä digitaalisuus tarkoittaa.

(Käytän SARS-CoV-2 viruksesta lyhyesti vain koronavirus nimeä tässä artikkelissa).

Elämää ohjaa kirjoitus



Tämä teksti on biologisen elämän kirjoitusta. Sitä on jokaisessa solussa. Ei tosin kirjaimina, vaan molekyyleinä, joita ihminen lyhentää A, T, C ja G kirjaimilla. Yhdessä tätä tietoa kutsutaan DNA:ksi - biologisen elämän kirjaksi.

DNA ohjaa solun toimintoja, sisältää proteiinien rakennusohjeet ja se tulee vanhemmiltasi ja sitä kutsutaan myös perimäksi. Se on kirjoitusta siinä kuin morsekirjoituskin tai tämän blogin teksti. Se sisältää tietoa siinä kuin kirjakin.

Maailmassa on paljon kirjoja ja kirjoitusta. Soluissa on näihin kirjoihin nähden moninkertainen määrä kirjoitusta. 

Myös koronarokote  noudattaa tätä kirjoitusta. RNA-koodi, mikä rokotteessa on, on koodattu näillä neljällä "kirjaimella". (Tosin tarkkaa ottaen T korvautuu RNA:ssa U:lla, kts. alla lisää).

Solu on miljoonakaupunki pienoiskoossa

Ihmisessä on enemmän soluja kuin maailmankaikkeudessa on galakseja ja yksi solu on monimutkaisempi kuin hienoinkaan galaksi. 

Solussa on omat tieverkostot, varastot, kommunikaatioverkostot, jätteenhuolto, tehtaat, voimalaitokset, energiansiirto, kaupunginportit, tietopankki, poliisit, sairaalat, korjaajat, lämmittäjät ja jäähdyttäjät, vesi- ja viemäriverkostot, vaarallisten aineiden kuljetukset, ongelmajätteiden hävitys, tärkeiden aineiden kierrätys, puolustusmuurit, moninkertaiset turvallisuus käsittelyt, viruskirjastot ja kaikkea muuta mitä vielä ei ymmärretä.






Solu on jatkuvasti käynnissä. Siellä ei koskaan ole yötä niin kuin miljoonakaupungissa. Koska se on hyvin pieni (juuri mitään ihmisen solua ei voi nähdä silmällä), siellä asiat tapahtuvat hyvin nopeasti. Jos solu olisi oikeasti suurkaupungin kokoinen, kaikki liikkuisivat siellä lähes valonnopeudella. Tästä huolimatta se pystyy johonkin hyvin ihmeelliseen, mihin suurkaupunki ei koskaan pysty. Se pystyy jakaantumaan ilman, että se menettää toimintakykyänsä. Toiminta jatkuu jakaantumisen jälkeen kahdessa uudessa solussa, kuin mitään merkittävää ei olisi tapahtunutkaan. Juuri jakaantuminen on elämän perusedellytys. Biologinen elämä on jotain, mikä pystyy kopioimaan itsensä.

Solussa on kolme tärkeää pääkokonaisuutta: solukalvo, aineenvaihdunta ja siihen liittyvät elimet sekä tietojenkäsittely ja siihen liittyvät järjestelmät. Solukalvon tärkeys unohdetaan usein. Sehän on vain paketin kuori. Se itsessään on kuitenkin hyvin monimutkainen koneisto, joka sallii tiettyjen asioiden kulkea lävitse sisään ja tiettyjen kulkea ulos. Se eristää solun sisäisen maailman ulkopuolen vaaroista.





Solukalvo pitää veden, hapen ja valon
(ultraviolettisäteilyn) solun ulkopuolella. 



Kaikki nämä ovat hyvin vaarallisia solun sisäisille herkille järjestelmille ja koneille. Niin, äkkiä ajattelemalla voisi luulla juuri päinvastoin, että happi, vesi ja valo olisivat solulle hyvin tärkeitä ja siten eivät vaarallisia. Solu ei milloinkaan voisi toimia ilman solukalvoa. Vesi, happi ja ultraviolettisäteily tuhoisivat esimerkiksi solun tietopankin, DNA:n, välittömästi.

Nämä kolme järjestelmää: solukalvo, aineenvaihdunta ja tietojenkäsittely tarvitsevat toisiaan. Minkä tahansa pois ottaminen tuhoaisi loput solusta. Toimivasta DNA:sta ei ole havaintoja solun ulkopuolella esimerkiksi ajelehtimassa vesistöissä. Nykyinen solu, ja näin nykyisen kaltainen elämä, voi olla olemassa vain kaikkien kolmen toimiessa saumattomasti yhteen.


Koronaroketteen RNA on paketoitu kapseliin, jonka solukalvo päästää sisään solun koneiston saataville. Kapseli suojaa herkkää RNA:ta, mutta vain rajallisesti. Siksi RNA-rokote pitää jäädyttää jopa -70 asteeseen. Näin RNA säilyy paremmin. Vapaa RNA hajoaisi nopeasti esim. veden vaikutuksesta, koska sen runkorakenteessa on sokerimolekyyli.


Perimä on pakattu DNA:han tiiviisti 

Solujesi tumassa on DNA, joka kertoo sinusta kaiken mahdollisen, jopa mahdolliset sairaudet. Se on tietopankki ja sitä ympäröi tietokone. Siihen tallentuu ihmisen perimä ja se koostuu puoliksi isältä ja puoliksi äidiltä saaduista kromosomeista. Kromosomeja on 23+23 eli yhteensä 46. Perimme siis samanlaiset kromosomit molemmilta vanhemmiltamme. Paitsi miehillä on yksi poikkeus: y-kromosomi, joka periytyy vain isältä eli mieslinjaa pitkin.




Elektronimikroskooppikuva kromosomeista 


Tasapuolisuuden nimissä mainittakoon, että mitokondrio nimisellä solun sisäisellä elimellä on oma perimänsä ja se peritään ainoastaan äitilinjaa pitkin. Eli periaatteessa kaikilla maailman ihmisillä on sama mitokondrio DNA. Perimme munasolun, ja siis kaikki ensimmäisen solumme rakenteet, äidiltä. Isältä perimme vain 23 kromosomin verran tietoa.

Jos ihmisen yhden solun koko DNA laitettaisiin yhdeksi nauhaksi, niin se olisi lähes 2 metriä pitkä. Se on kuitenkin tarkoin kääritty solun tumaan, jonka läpimitta on vain viideskymmenestuhannesosa tästä koko pituudesta. Tämä on helpompi ymmärtää, kun kasvatetaan tuma koripallon kokoiseksi. Tällöin DNA on hyvin ohuen ongen siiman paksuinen ja 200 km pitkä. Miten pakkaisit tämän koripalloon niin, että siimaa voitaisiin lukea kokoajan sopivista kohdin valtavalla nopeudella? Alla oleva kuva hahmottaa sitä hieman ja lopussa oleva video kertoo sen paremmin kuin tuhat sanaa.





DNA kääriytyminen kromosomiksi 


DNA on kääritty kromosomeiksi vain silloin kun solu jakaantuu. Muulloin DNA on täyttänyt tuman kolmiulotteisen tilan tarkoin määrätyssä muodossa, siten että DNA nauhan tietyt osat ovat lokeroituneet lähelle toisiaan. Tämä sen tähden, että samaan aikaan tarvittavat DNA:n osat saattavat olla kaukanakin toisistaan, jos nauha olisi suorana. Taivuteltuna oikeat kohdat saadaan lähelle toisiaan.

Tässä ei ole mitään satunnaista, vaan kaikki on tarkoin järjesteltyä. Tumassa olevat arkistonhoitajat kyllä tietävät, mitä kuulu olla missäkin, niin kuin kirjastossa kirjastonhoitaja osaavat laittaa oikeat kirjat oikealle hyllylle. Jokaisessa elimessä tarvitaan eri DNA:n alueita. Solun pitää tietää, mitkä alueet kuuluvat sydämelle, mitkä iholle, mitkä lihakselle. Ne osat mitä ei tarvita, ovat pakattuna tiukalle rullalle pois tieltä. Käytettävät alueet ovat taas auki, jotta niitä voidaan nopeasti lukea. Tämä tietoisuus tulee tarpeen silloin kun solu jakaantumisen jälkeen alkaa avata kromosomeja. Tätä käsittelyä kutsutaan epigenetiikaksi.


Elektronimikroskooppikuva DNA kaksoiskierteestä 


Ihmisessä on 100 biljoona omaa solua ja vielä enemmän ihminen kantaa bakteerisoluja. Se on iso luku ja isojen lukujen ymmärtäminen on vaikeaa, mutta tämä saattaa auttaa:

1000 sekuntia on alle 20 minuuttia
Miljoona sekuntia on 12 päivää
Miljardi sekuntia on 32 vuotta
Biljoona sekuntia on 32 000 vuotta


Jokaisessa solussa on DNA 


Koska joka solussa on sama DNA (kutakuinkin), niin yhden ihmisen kaikissa soluissa yhteensä on enemmän muistikapasiteettia kuin kaikissa maailma tietokoneissa yhteensä. (Tällä ei valitettavasti ole mitään tekemistä oman muistisi kanssa.)

Alla oleva animaatio näyttää, miten DNA pakataan pieneen tilaan. Kuten siitä nähdään tämä pakkausmekanismi on kokonaisuus, jossa kaikki osat ovat tarpeen, jotta DNA mahtuu tumaan, aukeaa ja jälleen kokoontuu kromosomeiksi solun jakautumista varten.

https://www.youtube.com/watch?v=gbSIBhFwQ4s  


Koronarokotteen RNA on hyvin lyhyt verrattuna ihmisen 2 metrin mittaiseen DNA:han. Ihmisen DNA:ssa on noin kolme miljardia 'bittiä' eli merkkiä. Koronarokotteen RNA vain joitakin satoja nukleotideja pitkä, sillä se koodaa vain yhden koronaviruksen 29:stä proteiinista. Ihmisen DNA koodaa satoja tuhansia proteiineja.

Elämä on kopiointia

Elämää syntyy vain elämästä - kopioitumalla. Tämän totesi Louis Pasteur jo 1800-luvulla eikä sitä sen jälkeenkään ole pystytty kumoamaan - ei edes laboratoriossa kiivaasti yrittämällä.

DNA, perimäsi tietopankki, kopioituu biljoonia kertoja elämäsi aikana.





DNA 



DNA on hieno kaksoiskierteinen jättiläismolekyylirakenne, mutta kuvaan sitä näissä blogeissa äärimmilleen yksinkertaistettuna tikapuurakenteena (kuva alla).

DNA:ssa on molemmilla reunoilla tukirakenne, joka pitää sen koossa (sokeri+fosfaattimolekyyli). Varsinainen tieto on "tikapuun puolissa" ja erityisesti näiden puolien järjestyksessä. Yksi tikapuun puola koostuu kahdesta osasta, puolikkaasta. Ja yhteen puolikkaaseen on neljä eri vaihtoehtoa. Nämä lyhennetään A, T, C ja G, kirjaimet. Käytännössä ne ovat erilaisia molekyylejä, mutta siitä meidän ei tarvitse välittää. Riittää että ymmärrämme tämän tietojenkäsittelyn tasolla.




DNA:n tiedontallennuksen nerokkuus on siinä, että nämä tikapuun puolan puolikkaat esiintyvät aina pareittain. A & T yhdessä ja C & G yhdessä. Kaksinkertainen kirjanpito estää virheiden muodostumista. Näin myöskin solu pystyy helposti kopioimaan tiedon: halkaistaan tikapuut keskeltä ja täydennetään puolikkaat: Jos puolikkaassa on A täydennetään se T:llä ja jos siinä on C täydennetään se G:llä ja toisin päin. Tämän jälkeen meillä on kaksi täysin samanlaista tikapuuta ja solu voi jakautua - elämä jatkua.





Hedelmöittymisen jälkeen lähdit liikkeelle yhdestä solusta, joka jakaantui. Tätä jakaantumista tapahtui uudelleen ja uudelleen kunnes sinusta tuli sinä - biologisesti ajatellen. Solun jakautuminen tapahtuu kahdessa vaiheessa. Ensin jakautuu tieto eli DNA ja sitten vasta koko solu.

Alla oleva video kertoo, miten tiedon kopiointi tapahtuu käytännössä. Kiinnitä huomiota erityisesti siihen, miten se on mekaaninen operaatio. Pienen pienet koneet tekevät työn mekaanisesti liikkumalla. Huomaa, miten samanlaisia nämä koneet ovat kuin jossakin tehtaassa olevat automaatiokoneet ja robotit. Ne toistavat väsymättä samaa liikettä uudelleen ja uudelleen. Ne ovat atomitason koneita, joten jos yksikin atomi on väärin tai uupuu, kone ei enää toimi suunnitellusti.

Nämä koneet koostuvat useista alikokoonpanoista ja tuhansista osista (aminohapoista). Huomaa myös, että koko tiedon kopiointiprosessi vaatii useita eri koneita. Jos yksikin uupuisi, niin elämä loppuisi.

Alla oleva video selventää asian käytännössä. Pitkät nauhat ovat DNA ja palleroiset möntit ovat proteiinikoneita, jotka suorittavat DNA:n kopioimisen.





Tässä videossa ollaan elämän ytimessä. Siinä tapahtuu lisääntyminen ja se alkaa tiedon kopioimisesta. Tämän jälkeen solu jakautuu ja elämä jatkuu. (Huomaa, että koneet vaativat energiaa toimiakseen, ATP molekyylejä, joita toiset koneet valmistavat.)

Koronavirus on RNA-virus, jolla ei ole lainkaan DNA:ta. Se ei myöskään itse pysty kopioimaan perimäänsä. Siksi sen pitää päästä solun sisälle, jossa on jo valmiina proteiinikoneita, jotka monistavat suoraan sen RNA:ta ja rakentavat siitä uusia viruksia. Samoin on RNA-rokotteen osalta. Sen RNA on saatava elävän solun sisälle, joka valmistaa siitä proteiinin. 

Tiedonkäsittely solussa

Solun sydämessä, tumassa, on turvallisen suojavallin sisällä kallein asia, tietokanta, joka kertoo, miten sinut rakennetaan. Tämä tietokanta on 3 miljardia "tikapuun puolaa" pitkä, eli n. 2m, ja kulkee nimellä DNA.

Nyt meillä on ongelma: DNA on tumassa, mutta siinä olevien rakennusohjeiden mukaan pitäisi rakentaa proteiineja "tehtaassa", joka on tuman ulkopuolella. DNA:ta ei voi kuljettaa pois tumasta tehtaaseen, koska sitä tarvitaan koko ajan moneen eri asiaan. Rakennusohje pitää siis kopioida ja kopio kuljettaa tehtaaseen. Aivan kuin oikeassakin yrityksessä: toimistosta koneen rakennusohje, piirustus, kopioidaan ja viedään kopio tehtaaseen.

Täksi kopioksi riittää puolikas tikapuuta, sillä olihan puolikkaissa aina sama tieto, koska A&T ja C&G esiintyivät aina vain pareittain. Tätä kopioitua puolikasta kutsutaan RNA:ksi. Proteiinikoneet lukevat DNA:ta ja kirjoittavat RNA:n. Sitten RNA kuljetetaan tuman ulkopuolelle ribosomi nimiseen tehtaaseen, jossa proteiini valmistetaan. RNA:ssa on osoite, joka kertoo mihin tehtaaseen se pitää viedä.




Tässä on huomioitava tärkeä asia: ribosomin, tehtaan, on ymmärrettävä RNA:n ohje. Sen on osattava lukea se. Sen on ymmärrettävä, että sitä luetaan kolmen merkin ryhmissä. Sen on ymmärrettävä, että se kokoaa proteiinin niin kuin DNA sen oletti tekevän, jotta valmistuu se proteiini, jonka DNA-tietokone (DNA + epigeneettiset mekanismit) päätti valmistaa.

Tässä on kyseessä selkeä kommunikointilinkki. Kommunikoinnissa sekä lähettäjän että vastaanottajan on puhuttava samaa "kieltä". Niiden välillä on oltava sopimus siitä, miten tiedonvälitys hoidetaan ja ymmärretään. Koska ne ovat etäällä toisistaan solun mittakaavassa, olisi teoriassa mahdollista, että ne muuttavat sopimusta itsekseen, vahingossa, sattumalta, toisesta riippumatta. Tällöin ei kommunikointi enää toimisi ja solu kuolisi, elämä loppuisi. 

Tämä kommunikointisopimus on sama kaikella elämällä, siksi ihmisen solu voi valmistaa viruksen RNA:n ohjeen mukaisen proteiinin. Rokotteen avulla solu huijataan luulemaan, että sen tuoma RNA on DNA:sta tehty. 





Luonnollisesti nämä molekyylitason rakenteet eivät omaa mitään omaa ymmärrystä tai tietoisuutta. Eivät ne tiedä mitä tekevät. Ne toimivat niin kuin koneet: suorittavat niille suunniteltua tehtävää järjestelmällisesti. 

Tämä animaatio antaa hyvän käsityksen siitä, miten kaikki tapahtuu:

From DNA to protein - 3D



Tieto muuttuu rakenteeksi

Solun tumassa olevasta DNA:sta on kopioitu RNA (tai rokote on tuonut soluun RNA:n). RNA on viety ribosomi nimiseen tehtaaseen. Nyt alkaa proteiinin valmistus. Tässä ihmeellisessä tapahtumassa tieto muutetaan rakenteeksi, koneeksi, joka oikeasti toimii. Se mikä proteiini valmistetaan, riippuu siitä mistä kohtaa DNA:ta ohje kopioitiin (tai mistä kohdin viruksen RNA:ta rakennusohje on).

Kun tietokone tallentaa kaiken tiedon nollilla ja ykkösillä, niin DNA tallentaa tiedon A, T, C, tai G molekyylillä. Näiden molekyylien käsittely ei tapahdu sähköllä eikä suoraan kemiallisesti, vaan molekyylimekaniikalla. Tätä mekaniikkaa hoitaa proteiinikoneet. Virallisesti proteiinit tai entsyymit, mutta kone nimitys on hyvin kuvaava.

Tietokoneessa yhden suomenkielen aakkosen tallentamiseen menee kahdeksan nollaa tai ykköstä. Esimerkiksi "A"-kirjain on 01000001 tietokoneen muistissa. DNA:ssa niitä neljää merkkiä luetaan kolmen erissä ja koska jokaiseen paikkaan on neljä vaihtoehto voidaan kolmella merkillä kertoa 4*4*4 = 64 eri vaihtoehtoa. Näitä eri vaihtoehtoja käytetään proteiinien rakentamisessa niin, että jokainen kolmen merkin sarja (codon), esimerkiksi CCG tarkoittaa jotain aminohappoa. Aminohappo taas on proteiinikoneen rakennuspalikka eli koneen osa, ikään kuin levy, ruuvi tai mutteri.

Erilaisia aminohappoja maailmassa on paljon, mutta elämä käyttää vain tiettyjä 20:tä. Lisäksi aminohappoja on sekä vasen- että oikeakätisiä niiden avaruudellisen muodon mukaan, mutta proteiineissa käytetään aina vain vasenkätisiä.




Aminohappojen käsittyys


Kun RNA saapuu tehtaaseen, aminohapot tulevat omilla "kuljettimillaan".




Jokaisella aminohapolla on omanlaisensa kuljetin, jolla on erilainen tunnistuspää. Se on vastinpari RNA:ssa olevalle kolmen puolan pätkälle (codon). Tästä tehdas (ribosomi) tietää laittaa aminohappoja DNA:n tarkoittamassa järjestyksessä peräkkäin.




Tehtaasta tulee ulos ikään kuin helminauha, jossa erilaiset aminohapot seuraavat toisiaan. Tämä helminauha viedään toiseen tehtaaseen, joka laskostaa siitä oikean muotoisen koneen (proteiinin).




Koronarokote sisältää RNA-rakennusohjeen, jonka mukaan rakennetaan koronaviruksen kruunuproteiini. Koska elämän rakennusohjeiden kieli on kaikkialla sama, voi ihmisen ribosomi rakentaa tämänkin mukaan proteiinin. Tosin soluissa on mekanismejä tunnistamaan väärä ulkopuolinen RNA, mutta rokotteen RNA on niin synteettisesti ohjelmoitu, että tätä tunnistusta ei yleensä tapahdu. Solun tumaan, missä DNA on, ei tämä RNA pääse, vaan tämä proteiinin rakentaminen tapahtuu tuman ulkopuolella. Se ei siis erossa DNA:sta ja ei muuta DNA:ta, vaan se vain luetaan tehtaassa, joka valmistaa sen mukaisen proteiinin (silloin kun kaikki menee suunnitellusti). 


Tässä sama prosessi animaationa alla olevassa videossa. Siitä näet hyvin, miten järjestelmällinen koko tämä prosessi on.

DNAtranscription and translation [HD animation]

Kun syvästi ymmärrät tämän prosessin, jossa tiedosta tulee rakenne, alat ymmärtämään myös biologista elämää uudella tasolla. Tasolla, jossa tiedosta tulee elämän perusta.

Sisälläsi on pieniä koneita

Olemme päässeet niin pitkälle, että vihdoin voimme tutustua näihin solun toiminnasta vastaaviin koneisiin lähemmin. Nämä koneet, proteiinit, entsyymit, vastaavat kaikesta solun toiminnasta.

Tässä ensimmäisessä kuvassa on sekä taiteilijan näkemys, että elektronimikroskooppikuva bakteerin siimamoottorista. Bakteerit voivat liikkua pyörivien siimojen avulla. Tätä siimaa pyörittää ihan sähkömoottorin näköinen moottori, mutta se ei toimi sähköllä vaan solun sisäisellä energialla (ATP-molekyylit). Sen ominaisuudet ovat huikeat: jopa 200 000 kierrosta minuutissa ja suunnan vaihto alta kierroksen täydestä vauhdista. Siinä on akselit, laakerit, roottorit ja staattorit niin kuin sähkömoottorissakin.






Alla olevassa kuvassa oranssilla proteiini, jonka tehtävä on kuljettaa kuormaa solun sisällä. Kyseessä luonnollisesti taiteilijan näkemys asiasta. Sen alla tarkempi kolmiulotteinen mallinnus ko. proteiinista. Jos haluat nähdä miten se liikkuu, klikkaa tästä: http://i0.wp.com/www.artofthecell.com/wp-content/uploads/2014/05/John-Liebler-Kinesin-Walking.gif?zoom=2&resize=256%2C256 






Alla olevassa videossa näkyy miten solun sisäistä energiatabletteja (ATP) valmistetaan pyörivän protonimoottorin avulla. Näistä ATP molekyyleistä kaikki muu solussa saa energiansa. ATP on solun koneiden polttoainetta. Ilman ATP:tä mikään ei toimi solussa. Kaikki solussa nojaa siihen, että on juuri ATP-molekyyleja, joka tarjoavat energiaa eikä mikään muu. Jos solusta poistetaan ATP, niin käy kuin sähkölaitteelle, jonka tepseli vedetään seinästä, kaikki pysähtyy. ATP on yhdistävä tekijä kaikkien näiden itsenäisten koneiden välillä.




Tämä ATP moottori tekee yksinkertaisimman mahdollisen toiminnon solun elämän kannalta: muuttaa protoneja energiamolekyyleiksi, joita muut solun elimet käyttävät. 


Koronarokotteessa oleva RNA on valmistusohje viruksen kruunuproteiinille, joka ilmeisesti on enemmänkin tunnistuspää kuin liikkuva elementti. Solun muut proteiinit kuljettava sen solun ulkopinnalle, josta ihmisen immuunipuolustus sen tunnistaa ja tästä alkaa puolustusjärjestelmän oppiminen. Opittuaan vieraan proteiinin se on sitten valmiina poistamaan oikeat koronavirukset kehosta, silloin kun niitä ilmestyy. Ihmisen immuunipuolustusjärjestelmä on käsittämättömän hieno. 

Mutaatio DNA:ssa

Mutaatio on tiedon muutos DNA:ssa, biologisen elämän rakennusohjekirjassa. Esimerkiksi A muuttuu C:ksi. Näitä on havaittu tapahtuvat ja usein sanotaan, että ne tapahtuvat sattumalta tai ainakin ennalta aavistamatta. Silti niitä tapahtuu toisiin DNA:n osiin enemmän kuin toisiin. DNA:ta tarkastelemalla havaitsemme, että silloin tässä kaksoiskierteessä tai tikapuussa, kuten olen sitä nimittänyt, yksi puola muuttuu toiseksi. (On muitakin mutaatiotyyppejä kuten lisäykset ja poistot, mutta niistä ei tässä yhteydessä.)

Tämä muutos sitten vaikuttaa siihen, millainen proteiini valmistetaan. Siinä mahdollisesti yksi aminohappo muuttuu toiseksi.

Kärpäsillä tehdyt mutaatiokokeet
johtivat rakenteen rappeumiin. 

Tässä kuvassa tapahtuu yhden nukleotidin satunnainen mutaatio:




DNA:n mutaation mukaisesti siitä kohdasta valmistettava aminohappo muuttuu toiseksi:



Lopputuotteessa eli proteiinissa se taasen aiheuttaa rakenteellisen muutoksen (koneen käsivarsi lyhenee), joka johtaa virheelliseen toimintaan. Vasemmalla toimiva proteiinikone ja oikealla mutanttikone, joka ei enää pysty suorittaaan tehtäväänsä:




Tämä kuvitteellinen mutanttikone ei enää pysty toteuttamaan sitä, mitä sen alun perin piti eli syntetisoimaan jotain molekyylirakennetta yhteen (kuvassa oikealla alhaalla). Näin tätä molekyyliä ei enää tuoteta riittävästi solussa. Tästä kärsii ensin solu ja sitten koko ihminen, varsinkin jos tämä mutaatio on periytynyt eli on jokaisessa solussa.

Koronaviruksen RNA:sakin on tapahtunut mutaatioita. Niitä on löydetty jo tuhansia. Suurimman osan toimintaa ei tunneta, mutta ei ole havaittu niiden olevan merkittäviä. Alunperin covid-19 koronavirus on syntynyt eläimen solun sisällä, jossa todennäköisesti on yhdistynyt kahden eri viruksen RNA:n osia.


RNA koodaus

Elämän käyttämiä aminohappoja on 20 erilaista ja ne koodataan kolmen nukleotidin (tikapuun puolan) pätkillä. Yhteen nukleotidiin on neljä eri vaihtoehtoa. Eli kolmella "bitillä" voidaan koodata 4*4*4 = 64 eri vaihtoehtoa.


Nukleotidit kolmen erissä 
vastaavat aminohappoja 


Miten on ratkaistu, että 64:stä vaihtoehdosta aina saadaan jokin vain 20:stä eri aminohaposta? Siten että useampi eri kolmen bitin koodi (tripletti, codon) koodaa samaa aminohappoa. Esimerkiksi CCT, CCC, CCA ja CCG kaikki koodaavat proliini nimistä aminohappoa. Alla olevassa taulukossa kohta 2/2.


Taulukossa näkyy mitkä kolme koodia (codon)
vastaavat mitäkin aminohappoa 


Miksi näin? Toisaalta tämä tekee sen, että mutaatio ei välttämättä muuta aminohappoa lainkaan, sillä tässä esimerkkitapauksessa viimeinen nukleotidi tripletistä voi muuttua miksi tahansa ja aina tulee sama proliini aminohappo. Eli proteiini ei muutu mitenkään. Viimeisen nukleotidin mutaatio on siis täysin neutraali tälle proteiinille. Mutta tämä ei ole ainut syy tällaiseen nelinkertaiseen koodaukseen.

DNA:ta voidaan lukea monella eri tapaa. On havaittu, että sitä luetaan kahteen eri suuntaan ja luku voidaan aloittaa mistä tahansa, mutta selkeästi määrätystä kohdasta. Päällekkäisiä lukukehyksiä voi olla jopa kymmenen.


Nuolen osoittamaa nukleotidia
käytetään monessa eri lukukehyksessä 


Eli vaikka aminohappoja koodataan kolmen pätkissä, niin tietyssä tapauksessa sama nukleotidi on ensimmäinen bitti, mutta toisessa tapauksessa toinen, riippuen siis mistä kohtaa lukeminen on alettu. Alla olevan esimerkin mukaisesti.

Esimerkkikoodi:

1 2 3 4 5 6 7 8 9
C A T T A T G A T A A …

Kun lukeminen aloitetaan kohdasta 1, saadaan CAT, TAT, GAT, …
Kun lukeminen aloitetaan kohdasta 2, saadaan ATT, ATG, ATA, …
Kun lukeminen aloitetaan kohdasta 3, saadaan TTA, TGA, TAA, …
Yhdessä nämä kaksi asiaa (64/20 koodaus ja useat lukukehykset) muodostavat äärimmäisen nerokkaan tiedon pakkauksen. Näin vähäisellä määrällä DNA:ta voidaan tehdä todella monia erilaisia lopputuotteita, proteiineja. Siksi ihmisellä voi olla lyhyempi DNA kuin sipulilla, mutta silti ihminen on biologisesti monipuolisempi. Tämän päällekkäisen rakenteen suunnitteluhaaste helposti ylittää ihmisen kyvyn rakentaa tietoa. Voimme lukea sitä ja oppia siitä, mutta voimmeko koskaan täydellisesti ymmärtää sitä?

Otetaan esimerkki asiaa selventämään:

Haluat koodata proliini aminohapon, se alkaa aina CC ja kolmas nukleotidi voi olla mikä tahansa. Valitset satunnaisesti G.

Mutta haluat koodata sitten glutamiinin (joka koodataan joko CAA tai CAG) alkaen toisesta lukukehyksestä edellisestä proliini koodauksesta (CCG) eli alku mikä sinun pitäisi käyttää siitä on CG, kun pitäisi olla CA. Koska proliini voitiin koodata myös CCA, vaihdat proliinin koodauksen tähän, jotta saat glutamiinin koodaukseen oikean alun toisesta kirjaimesta eli CA ja lisäät perään toisen A:n (CAA). Nyt olet koodannut kaksi aminohappoa vain 4:llä merkillä (CCAA)! (Näitä aminohappoja voidaan käyttää vain eri proteiineissa, koska RNA rakentuu aina kokonaisista 3 nukleotidin jaksoista.)

Jos olet taitava DNA:n suunnittelija, voit näin pelata näillä koodausvaihtoehdoilla rakentaen satoja tai tuhansia aminohappoja pitkiä ketjuja jopa kymmenessä erilaisessa päällekkäisessä lukukehyksessä! Mutta sinun on silloin todella oltava älykäs ja tiedettävä ihan kaikki, mitä olet tekemässä ja osattava laittaa miljoonia nukleotideja oikeaan järjestykseen yhdellä kertaa.

Koska ymmärryksemme ainakin vielä pitkään tulee olemaan vajavainen, on myös hyvin vaarallista alkaa muuttamaan DNA:ta. Sillä muuttamalla tietyn kohdan saamme yhteen lukukehykseen haluamme muutoksen. Mutta esimerkiksi jos poistamme perinnöllisen sairauden yhdestä lukukehyksestä, saatamme tehdä vielä suuremman virheen toiseen lukukehykseen, jota emme vielä ole havainneet.

Koska koronarokote ei muuta DNA:ta, ei edelläkuvattua ihmisen perimän vahingossa tapahtuvaa muuttamista tapahdu. Argumentin vuoksi voidaan sanoa, että vaikka tapahtuisikin, niin ihmisen immuunipuolustusjärjestelmä tuhoaa sen solun, jonka pinnalta on löydetty koronarokotteen kruunuproteiini. 


-----


Tämä artikkeli on lyhennetty koronarokotteen ymmärtämistä varten tästä pidemmästä artikkelista: https://mistametulemme.blogspot.com/2019/01/pieni-johdatus-genetiikkaan-ymmarra.html

Jatko-opiskeluaiheet

Tämän pitkän, mutta tiiviin, artikkelin jälkeen suosittelen paneutumaan syvemmin kahteen aihealueeseen:

Epigenetiikka: http://mistametulemme.blogspot.com/2018/04/61-eliot-muuntelevat-epigeneettisesti.html

Mitä mutaatiot todella tekevät: http://mistametulemme.blogspot.com/2018/06/71-mita-mutaatio-todella-tekevat.html

Näiden jälkeen pystyt paremmin tekemään omat johtopäätöksesi siitä, mistä me olemme tulleet.

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti