Njerëzit dhe bimët e bananes kanë të përbashkët 50% të ADN-së së tyre.

Njerëzit dhe bimët e bananes kanë të përbashkët 50% të ADN-së së tyre. Duket e çuditshme? Po, nëse vihen në dukje vetëm ndryshimet që janë më se evidente. Duket sikur njerëzit dhe babanet nuk kanë asgjë të përbashkët…

Ndryshimet mund t’i shikojmë të gjithë. Bananet janë bimë që prodhojnë frutin e bananes, ndërsa njerëzit janë kafshë. Si bimët e tjera bananat e përftojnë energjinë e vetë nga fotosinteza ndërsa njerëzit sikundër gjithë kafshët e tjera e përftojnë energjinë duke ngrënë gjallesa të tjera.

Por cilat janë këto të përbashkëta?

Të përbashkëtat mes bananes dhe njeriut, janë po të njëjtat të përbashkëta që lidhin bananen, dhe njeriun, me pjesën tjetër të gjallesave shumë qelizore.

bananeTë gjitha gjallesa shumëqelizore kanë nevojë për energji për të furnizuar dhe bërë të mundur realizimin e proceseve të jetës. Që prej ndarjes qelizore, prodhimit të pjesëve pra organeleve qelizore, mbajtjes së qelizave të ngjitura njëra me tjetrën, kominikimit mes qelizave etj etj. Të gjitha këto, dhe shumë të tjera procese, kanë nevojë për energji. Pra ngjashmëria në metabolizmin qelizor është e para gjë që duhet përmendur.
Të gjitha gjallesat kanë mekanizma që bëjnë të mundur thyerjen e molekulave organike të glukozit në mënyrë që të lëshojnë/përftojnë energji për të qëndruar në jetë. Transferimi i energjisë prej molekulave organike tek proceset e organizmit kërkon procese si glikoliza, ciklin e acidit citrik (pra Ciklin e Krebsit), zinxhirin e transportit të elektroneve, dhe/apo fermentimin. Këto procese bazike të jetës, janë ruajtur shumë mirë në terma evolutivë në të gjitha gjallesat.

Një gjë e rëndësishme që duhet theksuar është se, nga e gjithë ADNja jonë, e njerëzve, dhe nga e gjithë ADNja e bimëve, vetëm një përqindje e vogël e materialit gjenetik është “funksionale”. Pjesa më e madhe e materialit gjenetik të gjallesave duket se nuk ka ndonjë funksion të dukshëm, ndaj me njohuritë që kemi sot është quajtur “jo funksionale” në kuptimin që nuk kodifikon për proteina.
Ndërsa vetëm rreth 1-2% e materialit gjenetik kodifikon për proteina. Pra kur themi se 50% e materialit tonë gjenetik është e ngjashme me të bananeve, apo të ndonjë bime tjetër, i referohemi kësaj pjese të vogël, funksionale, kodifikuese, që nevojitet për të marrë informacionin për prodhimin e proteinave.

Ky fraksion i vogël i materialit gjenetik, pra fraksioni protein-kodifikues është, siç e përmenda më sipër, tejet i konservuar mes specieve, pra shumica e organizmave kanë qeliza që mbështeten mbi të njëjtat procese. Pra mes bimëve dhe njerëzve rreth 50% e sekuencave të ADN-së protein-kodifikuese janë të konservuara, sepse pavarësisht diferencave makroskopike, në nivelin qelizor ne kemi të ngjashme shumë reaksione biokimike dhe komponente qelizore.

Kuriozitet: Njerëzit dhe majmunët kanë të përbashkët 98% të sekuencës së materialit gjenetik protein-kodifikues. Kjo do të thotë se filogjenetikisht njerëzit janë shumë shumë më të afërt me majmunët sesa me bimët.

© Rinstinkt Blog 2018

Reklama

Gjeni dhe trashëgimia

Gjeni dhe trashëgimia

Çfarë është gjenetika? Do t’i përgjigjem kësaj pyetje në mënyrën time, edhe pse të thjeshtuar, për të mundësuar një qasje popullore dhe të gjithëkuptueshme. Gjenetika është shkenca, e bazuar mbi metodën dhe kriteret shkencore, e cila shkencë studion gjenet dhe, në përjgithësi, trashëgiminë.

Të gjithë njerëzit herët a vonë e vënë re se u ngjajnë prindëve të vet natyrorë; në më të shumtën e rasteve në paraqitje, ndërsa inteligjenca (e dallueshme nga “kultura”) dhe karakteristika të tjera që kanë një komponente të trashëgueshme, vihen më pak re. Prindërit dhe fëmijët priren të kenë një paraqitje të jashtme, pra fenotip të përafërt ngase fëmijët trashëgojnë gjenet nga prinëdrit, sipas një ligjësie të caktuar. Këto gjene influencojnë karakteristika fenotipike morfologjike dhe cilësore si ngjyra e lëkurës, ngjyra apo lloji i flokëve, forma e hundës etj.

Çfarë është një gjen?

Nukleotide, gjene, kromozome, qelizë...

Nukleotide, gjene, kromozome, qelizë…

Një gjen është një segment ADN-je. ADN-ja nga ana e vet është një makromolekulë në të cilën janë kodifikuar, nëpëmjet rrugëtimit të gjatë evolutiv, udhëzimet mbi ndërtimin e një proteine. Proteinat janë përbërësit kryesorë të organizmit tonë, dhe të gjithë organizmave në natyrë. Të paktën këtë mund ta themi për llojet dhe format e jetës me të cilat kemi rënë në kontakt gjatë ekzistencës sonë, fare të shkurtër krahasuar me jetën e planetit apo më tej të sistemit diellor apo universit. Duke qenë se proteinat janë përbërësit kryesorë të organizmit, ato influencojnë edhe karakteristikat kryesore fenotipike. Pra, nga gjenet, e kështu gjenotipi, kalohet në një stad, le ta quajmë të ndërmjetëm proteinik e mëpastaj në tiparet fenotipike, fenotipin individual (i cili nuk është tërësisht nën pushtetin e gjenotipit.) Gjenotipi i referohet kushtetutës gjenetike të individit, ndërsa fenotipi i referohet karakteristikave fizike dhe fiziologjike të vëzhgueshme në terma makroskopikë.

Një shembull ndihmon për të iilustruar konceptin: një gjen i caktuar jep udhëzimet për ndërtimin e një proteine enzimatike, e cila enzimë ndihmon në procesin e bërjes së melaninës. (Melanina është pigmenti që kontribuon në ngjyrosjen e lëkurës dhe të qimeve.) Ekzistojnë versione të ndryshme të gjenit në fjalë, të quajtura alele, që kodifikojnë për versione të ndryshme të proteinës enzimatike… duke rezultuar në ngjrë të ndryshme e të ndryshueshme të flokëve dhe lëkurës.

Trashëgimi i informacionit gjenetik

Gjenet, siç e thamë më lartë, janë segmente të caktuar të acidit nukleik, ADN—së. ADN-ja nga ana e vet gjendet në bërthamë, në struktura më të ndërlikuara të quajtura kromozome. Kur flasim për trashëgimi gjenetike, flasim për kalim gjenesh nga një gjeneratë në tjetrën, në terma qelizorë e mëpastaj të formimit të një organizmi të ri, e kështu të një jete të re.

Formimi i një individi të ri, kalon domosdoshmërisht nga bashkimi i qelizës vezë, me prejardhje nga nëna, me qelizën spermatike (spermatozoidin) nga babai. Shkrirja e materialit gjenetik të spermatozoidit me atë të qelizës vezë quhet pllenim, apo fertilizim. Nga kjo shkrirje dhe nga zhvillimi i mëtejshëm do të formohet zigota e mëpastaj organizmi i ri, që pas rreth nëntë muaj shtatëzani do të jap një individ, femër apo mashkull. Kujtoj se nga shkrirja e dy qelizave seksuale – të formuara nga procesi i mejozës në gonadet mashkullore dhe femërore – organizmi i ri do të ketë një kopje të gjeneve nga nëna dhe një kopje të gjeneve nga babai. Në përfundim do të ketë një komplet kromozomik dhe gjenetik të plotë, pra 2n.

———————————————————————

Një retrovirus i rëndësishëm

Një retrovirus i rëndësishëm

Virusi HIV (AIDS)

Të gjithë kanë dëgjuar për AIDS-in. AIDS-i, apo thënë ndryshe sindroma e imunodefiçencës së fituar, është një sëmundje që shkaktohet nga infektimi i individit me virusin HIV (virusi i imunodefiçencës humane).

HIV - miktoskopi elektronike

HIV – miktoskopi elektronike

HIV e ka prejardhjen nga virusi i imunodefiçencës së majmunit (SIV). Virusi HIV mund të transmetohet nëpërmjet rrugës seksuale, hematike apo vertikalisht nga nëna tek fëmija.

AIDS-i është një sëmundje që godet aktualisht gjithë botën, e kështu quhet një sëmundje pandemike. Deri më sot AIDS-i ka prekur mbi 60 milionë subjekte dhe ka shkaktuar mbi 20 milionë vdekje.

Virusi i imunodefiçencës godet disa qeliza të veçanta të organizmit të quajtura linfocite CD4+ (meqënëse këto shprehin në sipërfaqen e tyre receptorin CD4+), që janë qeliza të sistemit imunitar.

Këto linfocite luajnë rolin e koordinatorit të përgjigjeve imunitare, meqnënse janë përgjegjës për reklutimin e përbërësve të ndryshëm të sistemit imunitar, në varësi të mikroorganizmit apo entitetit infektiv që mësyn organizmin.

Sëmundja e imunodefiçencës instalohet kur numri i qelizave T CD4+ bie nën një kufi të caktuar, meqënëse përgjigjet imunitare bëhen të pa-realizueshme.

Por, siç mund të jetë kuptuar nga titulli, nuk do të shkruaj për AIDS-in, por për virusin e HIV. I cili është një lloj i veçantë virusi, një retrovirus.

Virusi është i përbërë nga një kapsulë proteinike e quajtur kapsid, e cila mbështjell materialin gjenetik të virusit i cili është i përbërë nga disa gjene. Gjenet virale kodifikojnë për proteinat e kapsidit dhe disa enzima thelpësore për replikimin e materialit gjentik të virusit.

Kur virusi infekton një qelizë, injekton në të materialin gjenetik. Është pikërisht materiali gjenetik që indukton ndryshimin gjelizor… me anë të shprehjes së këtij të fundit nga mekanizmat replikativë të qelizës bujtëse.

Kështu, virusi duke integruar ose jo materialin e tij gjenetik në atë qelizor, fillon dhe replikohet duke formuar kopje të vetvetes, të cilat mëpastaj duke kodifikuar për kapsidin, formojnë thërrmijat virale. Këto duke u grumbulluar e duke arritur një numër të caktuar dëmtojnë menbranën plazmatike të qelizës duke shkaktuar vdekjen e saj – citolizën. Pason infektimi i qelizave të tjera, të ndjeshme ndaj virusit.

Për të kuptuar se çfarë është një retrovirus dhe ku ndryshon ky nga një virus (“normal”) duhet të njihemi me atë që quhet Dogma Qëndrore e Biologjisë Molekulare apo thjesht Central Dogma.

Dogma Qëndrore ka të bëjë me mënyrë e procesimit të informacionit; nga ai gjenetik, i shprehur në njëpasnjëshmërinë e bazave të azotuara në atë proteinik të njëpasnjëshmërisë së aminoacideve e kështu të strukturave molekulare e mëpastaj indore të organizmit të gjallë. Dogma parashikon se informacioni i materialit gjenetik transkriptohet nga ARN-ja mesazhere mARN e nga kjo në proteina duke kaluar nga ribozomet.

Por Dogma Qëndrore nuk është në të vërtetë një dogmë. Sepse ekzistojnë përjashtime nga dogma qëndrore. Një nga këto përjashtime është rasti i retroviruseve, materiali gjenetik i të cilëve është në një gjendje kushtetuese prej ARN-je, dhe jo ADN-je. Kështu, kur kapsidi proteinik i retrovirusit të HIV-it futet në brendësi të qelizës kjo arn duket më përpara të shndërrohet në ADN e mëpastaj t’i “nënshtrohet” Dogmës Qëndrore. Kalimi i informacionit gjentik viral nga ARN-ja në ADN realizohet nga një enzimë e veçantë e quajtur retrotranskriptazë inverse.

Ky material i retrotranskriptuar, integrohet në materialin gjenetik të qelizës nga ku shprehet së bashku me këtë të fundit, duke e i përthyer mekanizmat e replikimit të qelizës nën “vullnetin” viral.

Kuriozitet: Një nga strategjitë terapeutike për të ndaluar përhapjen e infeksionit të HIV në organizmin e individëve të infektuar, konsiston në inhibimin e enzimës retrotranskriptazë inverse.

© mbi tekstin, Rinstinkt Blog

———————————————————————————

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 

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

————————————————————————–