Neurotransmetuesit dhe neuromodulatorët: Aminoacidët

Aminoacidet si neurotransmetues

Aminoacidet, gjerësisht të shpërndara në tru dhe trup, shërbejnë si blloqe ndërtuese të proteinave. Por aminoacide të caktuara shërbejnë edhe si neurotransmetues në tru.

Neurotransmetuesit glicinë dhe acidi gamma-aminobutirik (GABA) inhibojnë  irritimin (stimulimin) e neuroneve. Aktiviteti i acidit gamma-aminobutirik rritet nga benzodiazepinat (p.sh valiumi) dhe nga drogat antikonvultive (antispazmatike).

Tek sëmundja e Hungtintonit, një çrregullim i trashëgueshëm që fillon përgjatë moshës së mesme, neuronet prodhues të GABA-s në qendrat e trurit që koordinojnë lëvizjet degjenerojnë, duke shkaktuar lëvizje të pakontrollueshme.

Glutamati dhe aspartati veprojnë si sinjale nxitës, duke aktivizuar receptorët e NMDA-së (n-metil-d-aspartatit) të cilët, tek kafshët në zhvillim, kanë qenë të përfshirë në aktivitete si: të mësuarit apo kujtesa deri tek zhvillimi dhe specializimi i lidhjeve nervore. Nxitja e receptorëve të NMDA-së mund të sjellë ndryshime të mira në tru, ndërsa mbinxitja mund të shkaktojë dëmtime te qelizës nervore ose vdekje të saj. Kjo ndodh gjatë traumave ose goditjeve. Drogërat qe bllokojnë ose nxitsin aktivitetin e receptorëve të NMDA-së janë përgjegjëse për përmirësimin e funksioneve të trurit dhe trajtimin e çrregullimeve neurologjike dhe psikiatrike.

© Rinstinkt 2013

——————————————————————————————————————–

Reklama

Themele të biologjisë evolutive (2) – Evoluimi i biomolekulave

Biomolekulat janë formuar nëpërmjet evolucionit kimik

Shfaqja e qelizës së parë…

Përbërjet kimike të organizmit tonë, gjenden në sasira mjaft të vogla në mjedisin rrethues. Aminoacidet dhe karbohidratet gjenden vetëm  në gjurmë të vogla në koren tokësore, në det apo në atmosferë. Që këtej lind pyetja: si mundën organizmat e parë, primitivë, që ishin njëqelizorë, të përftonin karakteristikat e njësive themelore?

Sipas një hipoteze, këto përbërje (komponime) u formuan nën shtysën e forcave të fuqishme atmosferike – si rrezatimet ultravjollcë, shkarkesat elektrike, apo shpërthimet vullkanike – mbi gazet e pranishëm në atmosferën e Tokës primitive, prebiotike, ose mbi tretësirat joorganike (inorganike) në rrymat e thella oqeanike të mbingrohura.

Kjo hipotezë u provua në një eksperiment klasik mbi origjinën abiotike të jetës (pra, origjina jo biologjike e jetës), nga Stanley Miller, më 1953, në laboratorin e Harold Hurey.

Eksperimenti i Millerit

Eksperimenti i Millerit

Milleri nënshtroi gazra, apo më saktë përzierje gazesh, si ato që gjendeshin në Tokën prebiotike – ndër të cilat: NH3, CH4, H2O dhe H2 – ndaj shkarkesave elektrike të prodhuara në një poç nga dy elektroda. Eksperimenti vazhdoi për më shumë se një javë. Më pas u analizua përmbajtja e poçit ku kishte (!) ndodhur reaksioni.

Pjesa (faza) gazoze e përzierjes origjinale përmbante CO dhe CO2, së bashku me përbërje nga të fillimit. Pjesa (faza) ujore  përmbante një sërë përbërjesh, përfshirë aminoacide, acide oksidrilike, aldeide dhe acid cianhidrik (HCN). Ky eksperiment, demonstroi  mundësinë e prodhimit (gjenerimit) abiotik të biomolekulave, në një kohë relativisht të shkurtër dhe në kushte mjaft minimale, krahasuar me ato që supozohen të kenë ekzistuar në Tokën primitive, abiotike.

Të tjera eksperimente, të zhvilluar me teknika më të sofistikuara, kanë treguar se, përbërje të tjera organike të pranishme në qelizat e gjalla, si polipeptidet apo molekula të ngjashme me ARN-në, mund të formohen në kushtet e eksperimentit të Miller-it.

Polimerët e ARN-së mund të veprojnë si katalizatorë në reaksione që kanë një rëndësi të veçantë biologjike; këta polimerë ARN-je me shumë mundësi kanë patur një rol parësor në evolucionin prebiotik. Rol, i kryer si katalizatorë dhe si ruajtës apo depozitues të informacionit (se si duhet të procedohet në reaksionet qelizore).

Rinstinkt, Mars 2013

Sistemet koordinuese te kafshet dhe njeriu


MESAZHERËT MOLEKULARË – term i përdorur per here te pare me 1902
Hormone– substanca qe sintetizohen ne nje ind te caktuar (sekretohen nga gjendratendokrine) dhe percjellin nje informacion te caktuar; veprojne vetem mbi qelizat shenjë.

Hormone
Nga proteinat (prejardhje nga aminoacidet, polipeptidet, proteinat)
Nga steroidet (Kolesteroli)

Hormonet veprojne:
Ne zhvillimin fizik, mendor dhe seksual
Marrin pjese neprosecet fiziologjike te trupit (sipas nevojave te organizmit)
Kane funksion homeostatik

Mekanizmi i veprimit te hormoneve
Sintezë, sekretim,lirim (ne gjak)
Receptorë specifik qelizorë, që mund te jene receptorë membranorë ose të brendshëm.

Hormone me natyre proteinike
Prohormon (transformim, ndryshim) -> Prehormon (ndryshime) -> Hormon (që lirohet në gjak në sasi të vogël)
Transportimi
I lirë (veprim mbiqelizat shenjë)
Hormon i lidhur me proteinat e plazmës së gjakut


Veshka dhe Mëlçia
Inaktivizojnë hormonet (prishin strukturën e tyre duke i ndarë në nën-pjesë)

Mekanizmi i veprimit te hormoneve
HORMON + qeliza shenjë (me receptorë membranorë ose të brendshëm) ->përgjigje specifike (tejçim informacioni)
Hormon + receptor membranor (proteinë specifike) -> AMPc (adenozinë monofosfat ciklike), që është njëmolekulë e ndërmjetme, pra mesazher dytësor.
AMPcndikon në:
Proceset metabolike ku fuen enzimat, ne aktivizimin ose inaktivizimin e tyre
Aparatin gjenetik (ARN) te vet qelizes shenje duke sjell nje ndryshin te proteines se prodhuar
Ne shpejtesine e transportit membranor (transporti aktiv).


Lajmëtarë të tjerë kimikë

  • Prostaglandinat –sintetizohen duke perdorur si lende e pare lyrat. Derdhen ne lengun nderqelizordhe veprojne lokalisht. Nxisin muskujt e mitrës gjatë lindjes; marrin pjesë nëmekanizmat mbrojtëse të kafshve rruazore; veprojnë mbi muskulaturën e enëve të gjakut.
  • Neurotransmetuesit – lendë që prodhohen në mbaresat nervore; derdhen në hapësirat sinaptike dhe lidhen me receporët membranorë të qelizës tjetërnervore/muskulore duke shkaktuar lindjen e një potenciali të ri veprimi.
  • Oksidi i Azotit (NO) – vepron vetëm për një kohë të shkurtër; vepron si neurotransmetues; prodhohet nga qelizat endoteliale, në këtë rast ndikon në lëshimin e muskujve të lëmuar të enëve të gjakut duke i zgjeruar.
  • Faktorët e rritjes (NGF) – prodhohen nga inde të ndryshme.
  • Ferhomonet


Insulina

INSULINA

Një mesazher molekular

Qelizat tona komunikojne duke perdorur një “sistem postal”: gjaku është sistemi postal ndërsa hormonet janë letrat qe transportohen. Insulina është një nga homonet me te rëndësishme, duke percjelle mesazhe mbi nivelin e sheqerit (glukozit) qe është i pranishem për momentin ne gjak. Insulina krijohet ne pankreas dhe derdhet ne gjak pas te ngrenti, kur nivelet e sheqerit ne gjak janë te larta. Pastaj sinjali perhapet ne të gjithë trupin, ne mëlçi, muskuj dhe qelizat dhjamore (adipocitet). Isnulina u thotë ketyre organeve qe te marrin, te thithin glukozin nga gjaku dhe ta stokojne (rezervojne), në formën e glikogjenit ose te dhjamit(lipideve).

Insulina është një proteine e vogel. Ajo leviz shpejt nëpër gjak dhe kapet me thjeshtesi nga receptoret e siperfaqes se qelizave te interesuara, duke u tejcuar mesazhin. Proteinat e vogla sfidojne qelizat, duke qene se është e veshtire qe besh një proteine te vogle qe te arrije ne një konformacion te qendrueshem, ne një strukture te qendrueshme. Qelizat tonë e zgjidhin këtë problem duke sintetizuar një varg proteinik (polipeptidik) me te gjatë, i cili paloset (perkulet) ne një strukture te vecante. Pastaj, pjesët e teperta keputen, largohen, duke lene dy vargje te vogla ne formen e maturuar te hormonit. Keto dy vargje paraqiten ne diagramin me blu dhe te gjelbër; insulina e derrit. Struktura stabilizohet edhe me tej prej tre lidhjesh disulfure, një perj te cilave tregohet me te verdhë ne çdo ilustrim.
 Diabeti melit

Kur insulina nuk e kryen me funksionin e vet, ose nga demtimi i pankreasit ose nga mosha… niveli i glukozi ne gjak rritet ne mënyrë te rrezikshme, duke shkaktuar diabetin(diabetes mellitus). Për njerezit teresisht te manget për insulinen, si për shembull femijet qe zhvillojne diabetin ne moshe te heret, ky mund te jetë vertet i rrezikshem. Nivele te larta te glukozit cojne ne: dehidratim, pasi trupi perpiqet qe te largoje, ekskretoje sasine e tepert te sheqerit nëpërmjet urines; ne ndryshime te rrezikshme te pH te gjakut, ndërsa trupi prodheon molekula acide për te shperndare energjine për organe qe kanë nevojë për ushqim. Diabeti melit ka edhe efekte afat-gjata te rëndësishme. Diebeti melit është një nga sëmundjet kronike me te perhapura te botes se industrializuar. Nivelet e uleta te insulines te cilat mund te ndodhin ndërsa ne moshohemi (plakemi), lejojne qe niveli i sheqerit ne gjak te jetë i lartë ne periudha te zgjatura kohe. Molekulat e sheqerit ngjiten me proteinat ne të gjithë trupin, duke ndikuar ne funksionin e tyre.

Terapia e insulines

Diabeti melit mund te trajtohet duke zevendesuar dorazi insulinen qe trupi nuk e prodhon dot. Sigurisht, duhet një burim i bollshem me insuline për këtë lloj trajtimi. Fatmirësisht, insulina e derrit ndryshon nga ajo e njeriut ne vetëm një aminoacid: një treonine ne fundin e vargut ne insulinen e njeriut aevendesohet me nga alanina me insulinen e derrit. Insulina e lopeve është gjithashtu mjaft e ngjashme, duke ndryshuar vetëm ne tre pozicione (aminoacide). Për shkak te ngjashmerive mes tyre keto tre forma te insulines njihen nga qelizat e trupit tonë dhe mund te perdoren për tjajtimin e diabetit. Sot, insulina e njeriut ndërtohet, krijohet, edhe me ane te bioteknologjise, duke perdorur baktere te modifikuara (te cilave u është shtuar gjeni i insulines njerezore) për te prodhuar një proteine identike me ate te trupit tonë.
 

Struktura

Insulina është një molekulë perfekte për ti studiuar strukturen. Ajo është mjaftueshëm e vogel për t’i paraqitur te gjitha atomet dhe akoma te kesh një pamje te plotë dhe te qarte të të tere molekulës. Insulina njerezore paraqitet ketu poshtë. Ne këtë strukture mund te shihen disa nga vecorite qe stabizojne strukturen e proteines. Vini re se siperfaqja është e mbuluar me aminoacide te ngarkuara si, lizina, argjinina dhe glutamati. Keto aminoacide nderveprojne ne mënyrë te favorshme me ujin rrethues. Vini re, gjithashtu, tre lidhjet disulfure midis aminoacideve cisteine, te cilet stabilizojne kete proteine te vogel.

Kodi gjenetik

Kodi gjenetik, është bashkesia e kodeve me tripleta ne ADN-ne (ose ARN-ne) qe kodifikon aminoacidet e proteinave

Tre zbulimet e medha, mbi kodin gjenetik

Identifikimi i lokalizimit te sintezes proteinike. (Zamecnik, 1950)
  • Injektimi i AA radioaktivë tek minjtë;
  • Ne intervale te ndryshme, heqja, homogjenizimi dhe fraksionimi i mëlçisë;
  • Analiza e fraksioneve subqelizore me qellimin e percaktimit te pranise se proteinave radioaktive.
Nëse liheshin te kalonin disa dite, te gjitha fraksionet permbanin proteina te shënjuara (radioaktive); nëse mëlçia hiqej, pra largohej nga organizmi disa minuta pas inokulimit te AA radioaktivë, proteinat e shënjuara (radioaktive) gjendeshin vetem ne një fraksion  te pasur me thermija ribonukleoproteinike (Ribozome).
Identifikimi i amminoacil-tARN-së (Hoagland dhe Zamecnik)
  • AA “aktivizohen” nëse inkubohen ne prani te ATP-së dhe te fraksionit citosolik te hepatociteve (qelizave te mëlçisë);
  • Ata bashkohen me një tip te veçante ARN-je (tARN) me te cilen formojne një kompleks (amminoacil-tARN);
  • Enzimat qe katalizojne këtë proces janë amminoacil-tARNsintetazat.
Identifikimi i funksionit “pershtates” (“adaptues”) i tARN-se (Crick)
  • Një acid i vogel nukleik (shumë mundesisht ARN-ja) duhet te sherbeje si “adaptues” (“pershtates”) dhe duhet te jetë i strukturuar keshtu:
  • Një pjese (porcion) duhet te lexoje një amminoacid specifik
  • Një pjese (porcion) tjeter qe njeh një segment te shkurtet mARN-je kodifikues (qe kodifikon) për amminoacidin specifik.
Procesi i sintezes se proteinave i drejtuar nga mARN-ja quhet Traduksion (përkthim).
Ne gri, tripletat kodifikuese;
ne bojëqielli janë kodonet e reja qe rizultojne nga mutacionet
me “insercion” (hyrje e re) dhe “delecion” (fshirje) amminoacidi.


 

Korniza leximi te mundshme (potenciale) te një mARN-je

Ne një kod jo te mbivendosur, te gjitha mARN-te kanë tre korniza te mundshme (te ndryshme) leximi.
Efekti i një kodoni terminacioni (perfundimi) ne një sekuence ripetitive (te perseritshme)
Ne tre korniza te ndryshme leximi janë paraqitur me ngjyra te ndryshme. Kodonet e perfundimit (terminacionit) janë te te kuqe.
Kodone me funksione specifike
  • Kodoni i fillimit apo nisjes (AUG): shënjon fillimin e zinxhirit polipeptidik ne te gjitha qelizat; kodifikon për amminoacidin Metioninë
  • Kodoni i perfundimit apo terminacionit: janë tre (UAA, UAG, UGA) dhe nuk kodifikojne për asnjë amminoacid. Ata shënjojne fundin e zinxhirit polipeptidik.
  • Open reading frame (ORF) ose ne shqip, Korniza e Hapur e Leximit. Ne rast se një kornize nuk paraqet një kodon përfundimi (terminacioni) për me shumë se 50 nukleotide te njepasnjeshme.
  • Degjenerimi i kodit: është, mbase, karakteristika me mahnitese e kodit gjenetik.  Çdo amminoacidi mund ti perkase me shumë se një kodon. Diferenca zakonisht qendron tek nukleotidi i trete.
Lidhja kodon – antikodon

tARN-ja është i pajisur me një ekstremitet te vecante, e emeruar antikodon. Ky ekstremitet është ne gjendje qe te lexoje sekuencen e mARN-se dhe ti “komunikoje” ekstremitetit tjeter (te kundërt) amminoacidin e mundshem.












(c) Rinstintk blog