同學們看過這樣的新聞報導嗎？

「新冠肺炎肆虐全球，

各國搶購疫苗，

其中最受矚目的疫苗為mRNA疫苗，

保護力高達九成以上……」。

你是否也好奇什麼是mRNA疫苗？

RNA的中文名稱為核糖核酸。

而mRNA的m是messenger。

所以mRNA稱作信使核糖核酸，

意即能帶著遺傳訊息，

為下一步轉譯成蛋白質提供所需的訊息。

要真正了解mRNA，

可以先從認識RNA的組成開始。

我們首先介紹「核酸」。

這是一種通常位於細胞內的大分子，

有兩大類，

包括核糖核酸（RNA）

和去氧核糖核酸（DNA），

主要負責生物體遺傳訊息的攜帶和傳遞。

RNA部分結構如畫面所示。

仔細觀察這個結構，

可發現圖形結構重複出現的片段有兩個類別。

紅色框的部分，稱為磷酸基；

藍色框的部分稱為核糖，

是一種五碳醣。

也就是RNA結構中有重複的磷酸基和核糖的結構，

再加上含氮鹼基，

即綠色框的部分。

而RNA的含氮鹼基，

有A腺嘌呤、

C胞嘧啶、

G鳥嘌呤、

U尿嘧啶四種，

分別如畫面所示。

若已知一去氧核醣核酸DNA部分結構如畫面所示，

同上述方法可找出結構中重複出現的有：

紅色框的磷酸基、

藍色框的五碳醣

及四種不同的含氮鹼基。

但仔細一看會發現，

五碳醣及含氮鹼基的結構和RNA的略有不同喔！

我們先從五碳醣來看。

發現不同點了嗎？

組成RNA的五碳醣-核糖，

2號碳有一個-OH，

和組成DNA的五碳醣-核糖相比，

2號碳少一個氧，

因此稱為去氧核糖。

再來看兩者的含氮鹼基。

DNA與RNA均各有四種含氮鹼基，

其中三種相同，

都有A腺嘌呤、C胞嘧啶、G鳥嘌呤，

但DNA的第四種鹼基為T胸腺嘧啶，

RNA的第四種鹼基為U尿嘧啶。

由上述內容可歸納整理出，

核糖核酸（RNA）

可視為由畫面左邊的最小重複單元結構

進行鍵結而成的大分子。

去氧核糖核酸（DNA）

則可視為由畫面右邊的最小重複單元

進行鍵結而成的大分子。

科學家將核酸的最小重複單元稱為核苷酸，

包含磷酸基、五碳醣、含氮鹼基，

其中，若只有五碳醣加含氮鹼基則稱為核苷。

接下來要介紹的是雙股與單股螺旋結構。

DNA是由核苷酸一個接一個排列成長鏈狀的聚核苷酸鏈，

兩條聚核苷酸鏈再利用鹼基互相配對，

若其中一個核苷酸的含氮鹼基是A，

則在另一股上相對應的核苷酸，

上面的含氮鹼基必定是T；

若含氮鹼基是C，

則相對應的含氮鹼基一定是G，

形成雙股如同螺旋梯般的形狀，

亦稱為雙股螺旋結構。

DNA分子所攜帶遺傳訊息

被編碼於聚核苷酸鏈的鹼基排列順序，

因而形成遺傳密碼。

RNA是由核苷酸一個接一個排列成單股長鏈狀的聚核苷酸鏈；

而RNA的配對原則是鹼基A-U、C-G。

COVID-19的mRNA疫苗的設計概念是什麼呢？

mRNA疫苗

採取了讓人體細胞自己生產同樣屬於蛋白質的病毒殘肢，

進而產生抗體！

而mRNA 疫苗並無攜帶所有能製造COVID-19病毒的核酸

且不會進入人體細胞核，

所以施打疫苗無法使人感染COVID-19病毒。

我們將其分成四個階段來說明。

首先COVID-19病毒是一個球狀病毒，

外頭有一根根突起的棘蛋白，

可用來感染人體細胞，

裡面是單股RNA，

含有病毒基因。

mRNA疫苗設計概念，

就是把COVID-19當中棘蛋白的訊息植入人體。

因此製造mRNA疫苗

必須取得棘蛋白的訊息。

當科學家獲得病毒的全基因序列，

解析病毒基因群裡所有的功能，

選定目標-棘蛋白。

然後就會進行到下一個程序

「製造要送入人體的mRNA」。

科學家會挑選出能夠製造棘蛋白的mRNA，

並包覆在奈米級的脂肪球體內。

最後當疫苗打進人體之後，

身體會讀取裡頭的訊息，

透過轉譯作用，

自行製造出類似COVID-19病毒的棘蛋白，

當其遷移至細胞表面，

免疫系統即可辨識COVID-19的特徵，

製造大量抗體，

日後人體遇到COVID-19病毒，

免疫系統就會去對付它。

讓我們來總結一下這支影片的學習內容。

核酸，是生物體中的大分子，

主要負責生物體遺傳信息的攜帶和傳遞。

包括核糖核酸（RNA）和去氧核糖核酸（DNA）。

核苷酸是組成核酸的基本組成，

包含磷酸基、五碳醣、含氮鹼基。