Si i përgatisin biologët vaksinat?

Biologët aplikojnë praktikisht teorinë evolutive për të përgatitur vaksinat kundër virusit të gripit.

Ekzistojnë shumë varietete të virusit të gripit që qarkullojnë ndër popullatën njerëzore dhe kafshë të tjera vertebrate çdo vit, por vetëm pak prej këtyre varieteteve virale janë në gjendje të mbijetojnë dhe të lënë kopje të vetes së vet.

Siç e kemi përshkruar edhe më parë, një nga mënyrat se si virusi i gripit ndryshon, pra evoluon, është duke ndryshuar konfiguracionin e proteinave në sipërfaqen e vet. Proteinat sipërfaqësore të virusit janë shenjestra e cila njihet nga sistemi imunitar i organizmit bartës. Kur ndodh ndonjë ndryshim në këto proteina sipërfaqësore të virusit të gripit sistemi imunitar i organizmit bartës mund të mos jetë më në gjendje ta njohi virusin mësymës, kështu që virusi ka më shumë gjasa që ttë shumohet në mënyrë të suksesshme, duke shkaktuar edhe probleme specifike tek qelizat dhe indet ku shumohet, replikohet.

Varietetet e virusit të gripit me më shumë ndryshime në këto proteina sipërfaqësore janë në gjendje t’u shpëtojnë detektimit nga sistemi imunitar i organizmit bartës, dhe si pasoj shumohen më lehtësisht dhe po ashtu kanë më shumë gjasa që të përhapen midis individëve të ndryshëm të popullatës bartëse duke rezultuar kështu në një epidemi gripi.
Me fjalë të tjera, disi më teknike, ekziston një seleksion pozitiv për ndryshime në proteinat e sipërfaqes së viruseve të gripit.

Biologët krahasojnë normën e mbijetesës dhe të shumimit të varieteteve të ndryshme të viruseve të gripit të cilët kanë sekuenca gjenike të ndryshme që kodifikojnë për proteinat sipërfaqësore – në këtë mënyrë ata mnd të studiojnë përshtatjen e viruseve në kalimin e kohës.

Nëse biologët arrijnë të parashikojnë se cilat varietete qarkulluese të virusit të gripit janë më me gjasa që t’i shpëtojnë detektimit nga bartësi, atëherë ata mund të identifikojnë varietetet që janë më probabël të shkaktojnë epideminë e ardhshme të gripit dhe kështu t’i shënjestrojnë ato nëpërmet prodhimit të një vaksine.

Si janë biologët të aftë të bëjnë parashikime të tilla rreth varieteteve virale?

Duke përcaktuar raportin e zëvendësimeve sinonimike/josinonimike në gjenet që kodifikojnë për proteinat sipërfaqësore tek virusi i gripit. Në këtë mënyrë biologët janë të aftë të përcaktojnë se ndryshime në kodone (mutacione) janë nën një seleksion pozitiv.

Mëpastaj shkencëtarët mund të përcaktojnë se cilat nga varietete virale që qarkullojnë aktualisht shfaqin numrin më të madh të ndryshimeve, pra mutacioneve, në këto kodone të selektuara pozitivisht. Janë pikërisht këto varietete virale që janë më me gjasa që të mbijetojnë, të shumohen dhe të shpienë në një epidemii gripi në të ardhmen. Kështu që këto varietete janë shënjestra logjike për të cilat duhet përgatitur një vaksinë.

Sa përshkruam më sipër nuk është gjë tjetër veçse një aplikim praktik i teorisë evolutive, që shpie në përgatitjen paraprake dhe të suksesshme të vaksinave duke reduktuar çdo vit numrin e sëmundjeve dhe të vdekjeve nga gripi.

© Rinstinkt blog

Evolucioni i virusit të gripit; pandemia e vitit 1918

Mekanizmat e evolucionit të virusit; pandemia e gripit të vitit 1918-1919.

11 nëntori i vitit 1918 shënon fundin e Luftës së Parë Botërore, me armisticin dhe marrëveshjen që u firmos në Francë. Natyrisht që kjo luftë, si çdo luftë, kishte goxha viktima.
Por numri i viktimave nga kjo luftë 4 vjeçare shpej u tejkalua nga numri i viktimave nga një tjetër fenomen; nga një epidemi massive gripi që filloi në pranëverën e vitit 1918 midis ushtarëve amerikanë.
Një vit e gjysmë që prej filimit të gripit, ky lloji i veçantë virusi u përhap në ttë gjithë planetin. Gripi i vitit 1918 vrau më shumë se 50 milionë njerëz në të gjithë botën, 2 herë më shumë se numri i vdekjeve prej luftimeve.

Pandemia e viteve 1918-1919 ka rëndësi të veçantë sepse norma e viktimave dhe vdekjes mes të rinjëve të rritur, pra personave mes 17-35 vjeç, ishte 20 herë më e madhe se në epidemitë e gripit të mëparshme apo të deri atëherëshme. Zakonisht kjo grupmoshë e të rinjëve të rritur është ajo që ka më pak gjasa që të vdesi nga gripi krahasuar për shembull me të moshuarit, pleqtë, apo të miturit.

Si shpjegohet që ky virus gripi ishte më shumë vdekjeprurës për grupmoshën e të rinjëve të rritur, që zakonisht janë individë të fortë?

Varieteti i virusit të gripit të vitit 1918 ishte i veçantë sepse shkaktonte një reagin tepër të fortë dhe intensiv të sistemit imunitar të njeriut. Ky hiper reagim i sistemit imunitar bën që individët me sistemet imunitare më të forta, pra grupmosha e rë rinjëve të rritur, të jenë më të prekurit. Më të prekurit në kuptimin që sistemi i tyre imunitar do të krijone një përgjigje ‘të tepruar’ ndaj virusit duke shkaktuar më shumë probleme sesa zgjidhje.

Normalisht sistemi imunitar e ndihmon organizmin që t’i luftojë viruset, dhe pikërisht mbi këtë përgjigje mbështetet edhe vaksinimi.

Që prej vitit 1945 programet e ndryshme të vaksinimit kundër gripit kanë ndihmuar në mbajtjen nën kontroll të numrit dhe të seriozitetit të shpërthimeve të gripit.
Por, me shumë gjasa, vaksina e gripit e vitit të kaluar nuk do jetë efikase kuundër virusit të këtij viti.

virusi H1N1

Virusi H1N1 – Thumbat përfaqësojnë proteinat që gjenden në sipërfaqen e virusit. Janë këto proteina që ndryshojnë në mënyrë të shpejtë dhe bën të mundur që virusi t’i shpëtojë sistemit imunitar të bartësit.

Varietete të reja virusi të gripit evoluojnë në mënyrë të vazhdueshme, duke siguruar një variacion gjenetik në popullatën e viruseve. Nëse këto viruse nuk do të evoluonin njerëzit, por edhe kafshë të tjera si zogjtë apo derrat, do të ndërtonin një rezistencë kundër tyre dhe fushatat vjetore të vaksinimit do të ishin të kota. Por ja që edhe viruset evoluojnë, sikundër kafsha njeri dhe kafshë të tjera. Duke qenë se viruset evoluojnë biologët duhet të zhvillojnë një vaksinë të re, të ndryshme, çdo vit.

Sistemi imunitar i kafshëve vertebrate, rruazore, ku bën pjesë edhe njeriu, është në gjendje të njohi disa proteina specifike në sipërfaqen e virusit. Janë pikërishtë këto proteina përgjegjëset për evoluimin e viruseve, duke qenë se janë këto proteina që ndryshojnë. Dhe ndryshimi i këtyre proteinave sipërfaqësore bën që virusi t’i shpëtojë detektimit të sistemit imunitar.

Ato varietete virale që kanë numrin më të madh të ndryshimeve në sipërfaqen e vet kanë më shumë gjasa që t’i shpëtojnë detektimit prej sistemit imunitar dhe të infektojnë bartësin, duke patur kështu një avantazh ndaj virueseve të tjera. Pra edhe viruset, mes tyre, janë në një garë evolutive, kush të përhapi më shumë kopje të materialit të vet gjenetik…

Duke ndjekur ndryshimet në virusin e gripit nga viti në vit biologët janë në gjendje të vëzhgojnë evolucionin në veprim. Kjo është mënyra se si njerëzit janë në gjendje të mësojnë shumë gjëra rreth procesit të evolucionit, pra duke ekzaminuar organizma me evolucion të shpejtë si viruset dhe bakteret. Këto vëzhgime japin kontribute në përparimin e mëtejshëm të teorisë evolutive.

 

 

© Rinstinkt blog

 

Një botë e vogël dhe e ndërlidhur

Një botë e vogël dhe e ndërlidhur.

Vendet e ndryshme të botës e menaxhojnë peshkimin sikur të jetë një resurs vendor, dhe në njëfarë mënyre ky lloj menaxhimi e reflekton realitetin e ujrave që gjenden brenda territorit të vendit përkatës, por për peshqit detarë çështja është më e ndërlikuar duke qenë se peshqit detarë janë ndoshta vertebratët qe janë të ndërlidhur më shumë se çdo gjë tjetër nëpërmjet deteve dhe rrymave oqeanike nëpër distanca të gjata.

Studiuesit Ramesh et al., kanë një model se si këto rryma ndërlidhëse shpërndajnë larvat e më shumë se 700 lloje peshqish.

Këta studiues bënë një analizë rrjetesh për të përcaktuar shkallën me të cilën popullatat që gjendeshin në një pjesë të botës mund të kenë ardhur nga një pjesë tjetër e botës.

Duket se popullatat botërore të peshqve përfaqësojnë një rrjet të vogël botëror në të cilin lidhjet nëpërmjet këtyre popullatave janë të ngushta dhe ku qendra të caktuara produktiviteti janë shumë të rëndësishme.

Ky ndërkomunikim dhe ndërlidhje ka implikime me shtrirje të gjerë për konservimin, menaxhimin dhe furnizimin me ushqim botërisht.

 


Përshtatur nga Revista Science 21 qershor 2019

Minjtë e prerive, hormonet dhe komunikimi ndërqelizor

Minjtë e prerisë, monogamia, hormonet dhe komunikimi ndërqelizor

Sinjalizimi ndërqelizor është një veçanti e organizmave shumëqelizorë. Edhe tek organizmat më të thjeshtë shumëqelizorë diferencimi i grupeve të ndryshme të qelizave në inde të specializuara duhet të integrohet me pjesën tjetër të organizmit si një gjë e vetme.

Përgjigjia e një qelize ndaj një molekule sinjalizuese ndodh në tre hapa të njëpasnjëshëm. Së pari, molekula sinjalizuese (peptidi) lidhet me një receptor në sipërfaqen e membranës së qelizës. Së dyti, lidhja e molekulës sinjalizuese me receptorin tejçon një mesazh brenda qelizës. Dhe së treti, qeliza ndryshon aktivitetin e vet në përgjigje ndaj sinjalit. Në një organizëm shumë qelizor këto hapa shpienë në ndryshime në mënyrën se si ai organizëm funksionon.

Minjtë e fushës apo minjtë e prerive (Microtus ochrogaster) janë brejtës të vegjël që jetojnë në klima të temperuara. Në këto zona ata gërmojnë tunele nëpër fusha. Gjatë sezonit përkatës të riprodhimit, kur një mashkull miu prerie çiiftëzohet me një femër, ndodh një fenomen interesant që na ndihmon shumë të kuptojmë komunikimin ndërqelizor tek organizmat shumëqelizorë.

minjë prerie minjë fushe

Pas çiftëzimit minjtë e prerisë kanë një lidhje jetëgjatë. Kjo sjellje induktohet prej disa peptideve/homoneve që veprojnë si sinjale ndërqelizore.

Pas çiftëzimit, që mund të zgjasi deri në një ditë të plotë, çifti i minjve të prerisë qëndron bashkë. Lidhja mes dy minjëve të prerisë është aq e fortë saqë ata qëndrojnë bashkë për githë jetën. Se përse ndodh kjo dhe cilave mekanizma biologjië i detyrohet fortësia e kësaj lidhje, do ta shpjegojmë më poshtë…

Por është interesante që këtë lidhje të përjetshme të çiftit të minjëve të prerisë/fushës ta krahasojmë me sjelljen e miut të malit (M. montanus) që është një i afërm i minjëve të fushës por që jeton nëpër kodra. Në kët specie çiftëzimi është i shpejtë dhe mëpastaj çifti ndahet. Mashkulli i miut të llojit M. montanus kërkon për partnere të tjera, ndërsa femra i braktis të vegjlit e vet jo shumë më vonë pasi lindin.

Shpjegimi për këto ndyshime dramatike në sjelljen e këtyre dy specieve të minjëve gjendet në trurat e tyre. Kur çiftëzohen minjtë e prerive, në trurin e mashkullit dhe femrës lëshohen peptide specifikë prej 9 aminoacidesh. Tek femra peptidi është oksitocika, ndërsa tek mashkulli është vazopresina. Këto peptide qarkullojnë në gjak dhe mbërrijnë në indet e ndryshme të trupit të minjëve të prerive, por lidhen vetëm me disa lloje specifikë qelizash. Në sipërfaqen e tyre këto qeliza kanë proteina që kanë funksionin e repectorëve, dhe mbi të cilat lidhen peptidet oksitocinë dhe vazopresinë, sikur lidhet çelësi me kyçin e vet.

Ndërveprimi mes peptideve dhe receptorëve shkakton një aktivizim dhe një ndryshim në formën e receptorit, i cili shtrihet përmes membranës plazmatike/qelizore të qelizës. Brenda citoplazmës ky ndryshim forme i receptorit shkakton një seri ngjarjesh që si përfundim rezultojnë në ndryshime në qelizat specifike. Mëpastaj këto qeliza nga ana e vet shkaktojnë ndryshime të tjera që janë përgjejgëse për ndryshime në sjelljen e minjëve të prerive.

Receptorët për oksitocinën dhe vazopresinën tek minjtë e prerive janë më shumë të përqëndruar në disa rajne të trurit që janë përgjegjëse për sjellje si lidhja në çift dhe kujdesja për të vegjëlit.

Tek minjtë e malit/kodrës, ka shumë më pak receptorë për këta dy peptide, dhe si pasojë do të ketë një manifestim tepër të reduktuar të sjelljeve që shfaqnin minjtë e prerive; pra minjtë e malit do të kenë një lidhje më të dobët në çift dhe do të kujdesen më pak për të vegjëlit e vet.

Është e qartë se oksitocina dhe vazopresina janë shkakëtarët, pra sinjalet që induktojnë këto lloj sjelljesh.

 

© Rinstinkt Blog

Gjeni Egoist

Në vitin 1976 Richard Dawkinsi botoi librin e tij me titull The Selfish Gene (Gjeni egoist) që i bëri idetë e Darwinittë kuptueshme për një audiencë shumë më të gjerë. Libri përveç meritave të popullarizimit të koncepteve biologjike dhe evolutive, pati edhe një meritë tjetër që pak vetë e kuptojnë: atë të zgjerimit të mëtejshëm të një fushe të quajtur psikologjia evolutive, apo më thjeshtë të zgjerimit të idesë se modelet e sjelljes njerëzore sikundër trajtat morfologjike të njeriut janë kryesisht rezultat i forcave evolutive.

Libri The Selfish Gene (Gjeni egoist) nuk përgënjeshtronte asgjë prej atyre çka pohonte Darwini. Në fakt, Dawkinsi shfaqet si një Darwinist i mirëfilltë.
Ajo që kishte rëndësi nga ky libër ishte se sa të aksesueshme ishin për audiencën modern idetë që libri përmbante – dhe farat që ai mbolli kanë luajtur një rol tepër të rëndësishëm në ndikimin që pati mbi psikologjinë evolutive dhe fusha të tjera të ndërlidhura me procesin evolutiv.
Në thelp libri i Dawkinsit ishte një përmbledhje dhe prezantim fantastik i ideve të Darwinit rreth natyrës së evolucionit.

Koncepti i gjenit egoist është ideja se gjenet janë njësia bazë përsëritëse (replikuese) e të gjitha formave të jetës (qenieve të gjalla), dhe se ne mund ta kuptojmë natyrën e jetës nëpërmjet të kuptuarit e vetive konceptuale të gjeneve.

Gjenet kodojnë për organizma specifikë, dhe nëpërmjet riprodhimit gjenet replikohen, përsëriten. Kështu, perspektiva që Dawkins trejton në librin e vet merret me çështjen se cilët gjene replikohen dhe cilët jo. Në arsyetimin e tij Dawkins arrin në përfundimin se gjenet e mira replikuese, pra ato që përsëriten nga gjenerata në gjeneratë, kanë cilësitë e pjellorisë (pra gjene që janë të afta të krijojnë shumë replika të vetvetes gjatë jetës së organizmit), të jetëgjatësisë (pra të jetuarit e një jete të gjatë, e cila rrit mundësitë replikuese apo riprodhuese), besnikërisë apo përpikmërisë (që i referohet aftsisë për të mbikqyrur procesin e krijimit të proteinave duke transkriptuar dhe translatuar me saktësi informacionin gjenetik, në mënyrë që gjenerata e ardhshme të ketë sa më pak gabime në kopjimin e këtij informacioni).

Tani, duke marrë një perspektivë më të gjerë mbi evolucionin, ne mund të marrim një kënd tjetër përtej gjeneve dhe ta aplikojmë këtë arsyetim mbi çdo entitet replikues. Entitetet replikuese që prodhojnë shumë, që zgjasin për një kohë të gjatë, dhe që replikohen me saktësi, me përkufizim, do të kenë më shumë gjasa që të ekzistojnë në të ardhmen.

Kjo është ideja bazike, e thjeshtëzuar, e evolucionit. Logjikisht entitetet replikuese do të jenë më shumë prevalente në të ardhmen krahasuar me entitetet jo-replikuese, pra që nuk lënë pas kopje të vetes së vetë. Një paraqitje e thjeshtë dhe elegante e procesit evolutiv.

Koncepti i gjenit egoist është i njëjti koncept i entiteteve replikuese. Ideja është se gjenet që kodifikojnë për cilësi që lehtësojnë replikimin e vetvetes janë, me përkufizim, më me gjasa që të ekzistojnë në të ardhmen, duke arritur deri në pikën kur dominojnë si cilësi brenda një popullate dhe arrijnë deri aty sa karakterizojnë një specie të veçantë.

Kështu, gjenet që me efikasitet shpienë në replikimin e suksesshëm të vetvetes, siç janë gjenet egoist, pra, kanë më shumë shance të selektohen nga forcat evolutive për të ekzistuar në të ardhmen. Ky është edhe kuptimi i fjalës egoist në kontekstin e Gjenit Egoist.