Një pjesëz nga modeli molekular i ADNsë së Watson-it dhe Crick-ut, 1953.

Një pjesëz nga modeli molekular i ADNsë së Watson-it dhe Crick-ut, 1953

model baze te azotuar ADN

Credit © Science Museum / Science & Society Picture Library

 Ky model, kjo formë, në alumin që përfaqëson bazën timinë (T) është pjesë e modelit të ADNsë të Watson-it dhe Crick-ut.

Bazat e azotuara janë ato grupe atomesh që përbëjnë zinxhirët apo vargjet binjakë të ADN-së. Bazat e azotuara të çdo zinxhiri kombinohen me njëra-tjetrën në mënyrë përplotësuese (A-T; G-C) për të “gërmëzuar” kodin gjenetik të organizmit.

ADN-ja u zbulua nga James Dewey Watson dhe Francis Crick ndërsa punonin në Medical Research Council UnitCavendish Laboratory në Cambridge.

Në vitin 1953 ata ndërtuan një model molekular të materialit gjenetik të ndërlikuar të acidit dezoksiribonukleik (ADN). Analiza e formës së helikës të dyfishtë të ADN-së shpjegoi se si informacioni gjenetik mund të kopjohej dhe tejçohej nga një brez në tjetrin.

Për punën e tyre, dy shkencëtarët, u shpërblyen me Çmimin Nobel për Mjekësinë dhe Fiziologjinë në vitin 1962.

Nga: Science & Society Picture Library 

Qelizat burimore (staminale)

Qelizat burimore (staminale)

Çfarë janë qelizat staminale apo burimore? Nga vijnë ato? Përse dhe si pëdoren qelizat staminale? Pak informacion mbi qelizat staminale (burimore).

Në organizmin tonë ka qeliza primitive që mund të transformohen në qeliza kardiake, kockore, hepatike (të mëlçisë) etj. për të ripërtëritur indet e dëmtuara ose të vjetra – janë qelizat staminale apo burimore.

Qelizat staminale (burimore) edhe pse njihen prej kohësh, filluan të studiohen nga kërkimi shkencor në vitet ’90 për të shfrytëzuar aftësitë e tyre të jashtëzakonshme për qëllime terapeutike.

  • Në vitin 1992 u zbulua tek minjtë një burim i ri qelizash burimore (staminale), në tru. (University of Calgary – Kanada)
  • Në vitin 1998 u izoluan dhe u shumëfishuan in vivo qeliza burimore embrionale që në këtë mënyrë mund të mbahen në laborator. (University of Wisconsin – SHBA)

Sot qelizat burimore shfrytëzohen me sukses në trajtimin e dëmtimeve të lëkurës (psh. në trajtimin e djegieve), të kockave (kockore), e të leucemive.

Qelizat burimore konsiderohen edhe si një mjet që në të ardhmen mund të përdoret me sukses për të trajtuar sëmundje sot të pashërueshme si ajo e Parkinsonit, të disa sëmundjeve kardiake, të diabetit e të imunodefiçencave të trashëguara.

Çfarë janë dhe si përdoren qelizat burimore (staminale)?

Në organizmin e njeriut gjejmë qeliza të ndryshme mes tyre, në strukturë e në funksion; si ato të lëkurës, të muskulit, të kockave, të trurit (neuronet e qelizat gliale) e të shumë indeve të tjerë. Nëse shkojnë pas në historinë e zhvillimit të organizmit do të shohim se të gjithë indet, të gjitha qelizat kanë një origjinë të përbashkët, në të cilën qelizat nuk janë të diferencuara, të përdalluara nga njëra tjetra, pra nuk i janë nënshktuar akoma procesit të specializimit.

Qeliza staminale (burimore) totipotente

Gjatë zhvillimit të embrionit, nga ndarja e zigotës formohen disa qeliza totipotente, që mëpastaj duke u përdalluar do të formojnë indet e ndryshme të trupit të rritur. Këto janë qelizat burimore embrionale, të cilat fillimisht mund të shndërrohen/përdallohen në gjithçka. Por duke avancuar në zhvillim çdonjëra nga këto do të ndahet në nënndarje të tjera, duke formuar psh. endodermën nga e cila derivojnë indet epidermike dhe sistemi nervor, mezodermën nga e cila derivojnë muskujt, kockat, gjaku dhe aparati urogjenital dhe endodermën nga e cila derivojnë mushkëritë, pjesa e brendshme e stomakut dhe trakti gastrointestinal.

Në terapitë që bazohen mbi qelizat burimore (staminale) shfrytëzohet pikërisht ky proces përdallimi, kjo aftësi që kanë këto qeliza primitive për t’u shndërruar në gjithçka, e kjo në varësi të mikroambientit në të cilin vendosen.

Qelizat burimore adulte, të palcës së kockave e të kordonit umbelikal për të dhënë dy shembuj, trapjantohen në një organizëm të sëmurë për qëllime terapeutike, për riparimin e indeve të sëmura.

Dy janë problemet kryesore akoma të pazgjidhura. Së pari, si në çdo lloj trapianti ekziston mundësia për refuzim nga trupi. Së dyti, duke qenë se qelizat burimore janë në fillimin e jetës së vet, janë shumë të vështira për tu kontrolluar dhe mund t’i shpëtojnë kontrollit të ndarjes qelizore të indit ku janë trapjantuar e të formojnë kësisoj masa tumorale nga ndarja e pakriter.

Qelizat burimore embrionale, krahasuar me ato adulte, kanë disa përparësi ndër të cilat më të rëndësishmet: aftësia më e madhe ripërtëritëse dhe aftësia më e madhe përdalluese, diferencuese.
Për këto arsye shihen si më premtuese në kërkimin shkencor biomejkësor.
Gjithsesi, janë pikërisht këto që hapin edhe debate etike. Për të prelevuar qelizat burimore embrionale embrioni duhet të shkatërrohet… Pra, këtu fillon përballja mes qëndrimeve të ndryshme. Kur fillon jeta? Një grup qelizash në ndarje e sipër a ka të njëjtat të drejta me ato të një personi tashmë të lindur?  A është etike të prodhosh embrione e t’i përdorësh për kërkimin shkencor?

Rinstinkt  2013

—————————————————————————-

Sindroma e Proteusit

Sindroma e Proteusit

Sindroma e Proteusit është një sëmundje e rallë e bashkëlindur, pra gjenetike, e cila është identifikuar apo diagnostikuar për herë të parë nga Dr. Michael Cohen në vitin 1979.

Mendohet se sëmundja ka si shkak një mutacion si (prej) mozaik(u), pra që godet materialin gjenetik të vetëm një pjese të qelizave të subjektit të prekur.

Gjithsesi emërtimi “Sindroma e Proteusit” i detyrohet doktor Hans-Rudolf Wiedemann (viti 1983), i cili zgjodhi kështu falë influencës mitologjike; Proteusi, sipas mitologjisë greke, ishte një perëndi – një nga të shumtat – i cili kishte aftësinë të transformonte pamjen e vetë fizike.

Joseph Merrick, 1889 – The Elephant Man (Wikipedia)

Nga kjo karakteristikë e perëndisë Proteus, vjen, në njëfarë mënyre detyrimisht, edhe emërtimi i zgjedhur nga Wiedemann, duke iu referuar qartësisht manifestimeve të shumëllojshme të sëmundjes, që siç mund të induktohet janë, çdo herë, të ndryshme në pacientë të ndryshëm të cilëve u diagnostikohet sëmundja në fjalë.

Sëmundja, që qëndron prapa Sindromës së Proteusit, shkakton rritje të pakontrolluar të lëkurës, kockave dhe indeve të tjera, në pjesë të ndyshme të trupit. Sëmundja, shpesh, shoqërohet edhe nga tumore, pra neoformacione, në një pjesë të mirë të sipërfaqes trupore.

Bibliografia:

  • Wiedemann HR, Burgio GR, The proteus syndrome. Partial gigantism of the hands and/or feet, nevi, hemihypertrophy, subcutaneous tumors, macrocephaly or other skull anomalies and possible accelerated growth and visceral affections.  – Eur J Pediatr. 1983 Mar;140(1):5-12.

 

Rinstinkt, 2013

—————————————————————————————

Forcat elektrike në biologjinë molekulare, strukturën e ADN-së dhe replikim

Forcat elektrike në biologjinë molekulare, strukturën e ADN-së dhe replikim

Studimi i strukturës dhe funksionimit të një qelize së gjallë në nivelin molekular njihet si biologjia molekulare, disiplinë e cila së fundmi është bërë mjaft e rëndësishme për aplikimin (zbatimin) e ligjeve të fizikës.

Përderisa brendësia e një qelize përmban ujë, si përbërësin e saj thelbësor, mund ta mendojme si nje det me molekula ne lëvizje të vazhdueshme (si në teorine kinetike) që përplasen me njëra-tjetrën duke zotëruar energji te ndryshme kinetike. Këto molekula veprojnë reciprokisht (me njëra-tjetrën) në mënyra të ndryshme, si për shembull: permes reaksioneve kimike (formim dhe shkëputje lidhjesh midis atomeve) dhe ndërveprimeve  më të dobeta ose lidhjeve që vijnë për shkak te tërheqjes elektrostatike mes molekulave.

Proceset e shumta qe ndodhin në qelizë, sot konsiderohen si rezultati i lëvizjes molekulare të rastësishme (termike) i lidhur me efektin e forcës elektrostatike.

Kjo që do të përshkruajme me poshte nuk është pare (ende) ne veprim. Është më shumë një model i asaj që ndodh bazuar në teori fizike dhe mbi një shumëllojshmëri rezultatesh eksperimentale.

Informacioni gjenetik që tejcohet nga breznia në brezni në të gjitha qeniet e gjalla përmbahet (gjendet) në kromozome, që janë të përbërë nga gjenet. Cdo gjen përmban informacionin e nevojshëm për të koduar një proteinë specifike.

Informacioni gjenetik që përmban një gjen asemblohet në molekulen kryesore që përbën kromozomin, ADN-në (acidi dezoksiribonukleik). Nje makromolekulë ADN-je është e ndërtuar nga një zinxhirr i gjatë molekulash të shumta të vogla, të njohura si bazat nukleotide. Vetëm katër tipe bazash janë të pranishme në këtë makromolëkulë: adenina (A), citozina (C), guanina (G) dhe timina (T).

ADN-ja e një kromozomi përbëhet nga dy zinxhirë të ndërlidhur në formë helike të dyfishtë midis tyre. Dy zinxhirët lidhen midis tyre me forca elektrostatike, që do të thotë tërheqje midis ngarkesave pozitive dhe negative. Adenina lidhet me timinën, në të njëjtën mënyrë guanina lidhet me citozinën. Kjo afërsi e madhe është e nevojshme për të siguruar forcën elektrostatike të nevojshme për të mbajtur të lidhura bazat për një periudhë të shkurtër,në mënyrë që të formohen ato që quhen ‘lidhje të dobëta’.

Foract elektrostatike midis A-T dhe G-C ekzistojnë për sa kohë këto molekula janë të ngarkuara elektrikisht në disa pjesë të tyre për shkak të elektroneve që orbitojnë për më shumë kohë rreth një atomi përkundrejt një tjetër atomi të vet molekulës. Për shembull, elektroni i atomit të hidrogjenit tek adenina, vendoset në  zonën orbitale ngjitur atomit të azotit, kështu N ka ngarkësë (-) ndërsa H (+). Atomi hidrogjenit të adeninës është i tërhequr nga atmi O(-) i timinës.

Kjo gjendje (figura) krijohet kur kromozomi dyfishohet (replikohet), pak para ndarjes qelizore. Në fakt, lidhja midis A-T dhe G-C garanton që informacioni gjenetik të tejcohet me përpikmëri në brezninë tjetër.

Procesi i replikimit jepet më i thjeshtuar. Dy gjysmat e helikës së dyfishtë të ADN-së ndahen (me ndihmën e enzimave; edhe këto veprojnë nëpërmjet  forcave elektrostatike) duke ekspozuar pjesët e ngarkuara të bazave të azotuara. Pa hyrë në detajet e fillimit të replikimit, shohim se si realizohet lidhja e saktë e bazave, duke u perqëndruar tek molekula e treguar me shigjetë, në filamentin e poshtëm në figurë. Ka shumë nukleotide të lira, të të 4 llojeve, që lëvizin në “lëngun” qelizor. Baza e vetme që do të shfaqi një tërheqje ndaj G do te jetë një T. Ngarkesat në bazat e tjera nuk janë të tilla që ti afrohen asaj të G, dhe kështu nuk do të këtë forcë të mjaftueshme tërheqëse mbi to; kujtojmë që forca zvogëlohet me rritjen e distancës. Në praktikë një bazë G nuk tërheq A, T ose vetë G; këto do të largohen nga forca lidhëse me molekula të tjera, para se enzimat t’i ngjitin në zinxhirin që po formohet. Por forca elektrostatike do të mbajë të lidhur një C pranë një G për mjaft gjatë sa të lejojë një enzimë të lidhi C në ekstremitetin në rritje të zinxhirit që po formohet. Në këtë mënyrë mund të kuptojmë që forca elektrostatike, jo vetëm mban te lidhur dy zinxhirët, por vepron edhe duke zgjedhur bazat saktë, në rendin e duhur gjatë replikimit.

Filamenti 4 ka të njëjtën vijimësi bazash si filamenti i vjetër 1 dhe filamenti i ri 3 si filamenti i vjetër 2. Kështu dy helikat e reja 1-3 dhe 2-4 janë identike të helikës origjinale 1-2. Frekuenca  e gabimeve (vendosje e gabuar e bazave të azotuara) është e rendit  104 [dhe bëhet edhe me e vogël, 1 në 108 apo 109, për ndërhyrjet e mekanizmave enzimatikë të tipit “korrigjim draftesh dhe riparim”]. Gabime të tilla përbëjnë (janë) mutacione spontane (të vetvetishme) dhe një ndryshimi mundshëm i disa karakteristikave të organizmit. Është e rëndësishme për mbijetesën e organizmit, që frekuenca me të cilën ndodhin këto gabimeve të jetë e vogël; por një numër i vogël gabimesh duhet të ndodhin gjithsesi, në mënyrë që të vëprojë akoma evolucioni(që mund të ndodh vetëm përmes mutacioneve).

Ky proces replikimi duket  sikur zhvillohet në mënyrë mekanike, sikur cdo molekulë të dinte rolin  e saj dhe të shkonte në vendin e caktuar. Por nuk është kjo që ndodh. Forcat tërheqëse midis molekulave janë të dobëta dhe forcohen vetëm kur ato afrohen me njëra-tjetrën, për të formuar shumë lidhje të dobeta.

Në fakt, nëqoftësë strukturat nuk janë përplotësuese praktikisht nuk krijohen forca(t) elektrostatike midis tyre. Koncepti më i rëndësishëm për t’u kuptuar është që qeliza ka shume molekula, por vetëm ato me formë të përcaktuar (përshtatshme) do të qëndrojnë afër zinxhirit në formim e sipër. Kështu për shkak të lëvizjes rastësore të molekulave, forcat elektrostatike veprojnë për të krijuar rregull nga kaosi.

© Rinstinkt

————————————————————————–

A është i mundur klonimi i dinozaurve?

A është i mundur klonimi i dinozaurve?

Paleoart, Duria Antiquior

Duria Antiquior – Henry De la Beche (Wikipedia)

Ndokujt i kujtohen filma dhe vepra fantashkencore në të cilat tregohej se si shkencëtarët, duke u nisur nga një fragment ADN-je, arrinin të riprodhonin për së gjalli qenie prehistorike tanimë plotësisht të zhdukura.

Natyrisht, të shumtë janë ata që risjellin në memorjen e vet filmin fantastiko-shkencor “Jurassic Park”, të 1993-it, të krijuar nga Michael Chricton.

Në këtë film, mjaft të njohur për publikun e gjerë e jo vetëm për fansat e veprave fantastiko-shkencore, në fillim të tij, tregohet se shpikësi i parkut të lojrave u shfaq protagonistëve një video në të cilën përshkruhet një procedurë për nxjerrjen e materialit gjenetik nga fosile insektesh të rrëshirosura. Nga materiali gjenetik i nxjerrë nga mushkonjat (!) e fosilizuara në rrëshirë përftohej një organizëm kopje e zvarranikëve të lashtë, dinosaurve.
(Këtu gjendet një video e pjesës ku përshkruhet klonimi hipotetik i dinozaurve.)

Tani, përtej pëlqimit të jashtëzakonshëm të filmit nga publiku, qoftë për risitë që solli nga ana vizuale, për elegancën e dinozaurve të shfaqur në të, qoftë për faktin se “dilnin në skenë” qenie të zhdukura miliona vite më parë, arsyeja e përmendjes së “Jurassic Park” është një tjetër.

Ka të bëjë në fakt me idenë nga e cila lind mëpastaj e gjithë qenësia e filmit vetë, si me thënë premisa mbi të cilën bazohej, sadoqë tërësisht fantashkencore. Filmi supozonte se ishte teknikisht i mundur klonimi i gjallesave, kafshve parahistorike duke u nisur nga një mbetje fosile në të cilin ishte burgosur ADNja e gjallesës për të cilin lindte interesimi.

Por, a është aktualisht, realisht, shkencërisht e mundur kjo gjë?

Përgjigje na jep një artikull shkencor i botuar në revistën shkencore Plos One, i cili mohon se një gjë e tillë është e faktueshme. Pra një përgjigje negative.

Negativiteti nuk varet aq nga aftësitë e shkencëtarëve për të kryer me saktësi dhe realizëm hapat e nevojshëm… sepse nëse teorikisht materiali gjenetik do të ekzistonte, nëse teorikisht  materiali gjenetik mund të nxirret prej fosilit, po teorikisht, në varësit të sasisë së gjetur, mund të tentohet shprehja e tij në terma biologjikë.

Në studimin e cituar, i cili nuk ka lidhje me dinozaurët, janë analizuar fosilet e dy bletëve pa thumb, të fosilizuara në një lëndë rrëshirore, në kopal. Njëri insekt kishte 1000 vite, ndërsa tjetri vetëm 50 vite.

Puna e kërkuesve shkencorë ka konsistuar në shkrirjen e lëndës rrëshirore, në izolimin e insekteve, në nxjerrjen e materialit gjenetik (ADN-së) dhe në analizimin e tij me anë të një sekuenciatori të gjeneratës së fundit.

Rezultati? Asnjë gjurmë prej ADN-së së bletëve…

Për t’u paraprirë kritikave të paskrupullta shkencëtarët shkruajnë: “We do not believe that our negative results, from two sequencing libraries prepared from four extracts, can be ascribed entirely to technical incompetence.”

Pra autorët janë absolutisht të idesë se në ato materiale nuk kishte gjurmë ADNje. Shpjegojnë edhe se, degradimi i ADN-së mund të ndikohet nga faktorë të shumtë, mes të cilëve oksigjeni, temperatura, lagëstia dhe koha e kaluar që prej vdekjes së organizmit nga i cili kërkohet të nxirret materiali genetik për t’u analizuar.
Po ashtu duke qenë se dimë shumë pak mbi procesin e fosilizimit me anë të rrëshirës nuk dimë pra, si korolar të padijes, as efektet që ky proces mund të ketë mbi degradimin e ADN-së.

Përfundimi që na intereson neve, fansave të dinozaurve dhe të Jurassic Park është se, klonimi i zvarranikëve gjigand që mbizotëronin Tokën miliona vite më parë, është i pamundur, të paktën bazuar mbi të dhënat e derisotme. Kjo për shkak të degradimit të materialit gjenetik.

Shënim: koha e gjysmëjetës së ADN-së është 521 vite. (Edhe ADNja, që është një makromolekulë, si çdo molekulë tjetër ka një kohë specifike të gjysmëjetës). Një tjetër goditje e ashpër kjo për ata që shpresonin të shihnin ndonjë dinozaur të klonuar.😀

Bibliogafi:

  • Penney D, Wadsworth C, Fox G, Kennedy SL, Preziosi RF, et al. (2013) Absence of Ancient DNA in Sub-Fossil Insect Inclusions Preserved in ‘Anthropocene’ Colombian Copal. PLoS ONE 8(9): e73150. doi:10.1371/journal.pone.0073150
  • DNA has a 521-year half-life (Matt Kaplan) – Genetic material can’t be recovered from dinosaurs — but it lasts longer than thought.

Rinstinkt

—————————————————————————————