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.

———————————————————————

Çaktivizimi i kromozomit X

Natyra e çaktivizimit të kromozomit X

Çaktivizmi i kromozomit X është një proces që verifikohet në të gjithë gjitarët dhe që ka të bëjë me çaktivizimin selektiv të aleleve gjenikë në një nga dy kromozomet X, tek femra.
Çaktivizimi i kromozomit X është një mekanizëm që luan një rol kompensues, pra realizon një kompensim të dozës duke eliminuar diferencat që ekzistojnë mes dy sekseve, atij femër dhe atij mashkull. Meshkujt duke patur vetëm një kromozom X janë në konstitucionin e vet, në qenësinë e vet, hemizigotë për gjenet që ndodhen në kromozomin X; ndërsa femrat që kanë dy kromozome X, një me origjinë mëmësore dhe një me origjinë atësore, bëhen hemizigëote funksionale për çaktivizimin e aleleve gjenikë në një nga dy kromozomet X.

Ekzistojnë, gjithsesi, disa individë me një numër kromozomesh X jo-normal; për shembull:45,X; 47,XXX; 47,XXY etj. Edhe në këto raste, pas paktivizimit të kromozomit/eve X mbetet aktiv vetëm një prej tyre, pavarësisht numrit të atre fillestarë.
Kështu, nga këto fakte të paraqitura është hedhur, prej kohësh, hipoteza sipas së cilës duhet të ekzistojë një mekanizëm i cili mundëson që të mbetet aktiv vetëm një kromozom X.

Tek gjitarët, në stadet e hershme të zhvillimit, për shembull tek embrioni i seksit femër, janë aktivë të dy kromozomet X. Çaktivizimi i njërit prej kromozomeve X ndodh në fazat e para të zhviillimit. Në fakt, heshtja e një prej kromozomeve X, e si korolar edhe e të gjithë gjeneve që gjenden në të, fillon në fazën e vonë të blastulës.

Në çdonjë prej qelizave që do t’i japi origjinë fetusit të seksit femër një nga dy kromozomet X çaktivizohet në mënyrë rastësore. Pra nga këto qeliza fillestare, ku realizohet heshtja rastësore e një prej kromozomeve X, do të lindin qeliza të tjera, pasardhëse që do të trashëgojnë të njëjtin model heshtje të kromozomit X. Kështu heshtja e kromozomit X në këto grupe qelizash është e tipit klonal.
Kjo do të thotë se, individët e seksit femër janë mozaikë, për sa i përket heshtjes (çaktivizmit) të një prej kromozomeve X.

Mekanizmi i çaktivizimit të kromozomit X

Procesi i çaktivizimit të kromozomit X është një proces molekular mjaft i ndërlikuar që për t’u realizuar dhe ruajtur kërkon (nën)mekanizma të ndryshëm të njëkohshëm apo të njëpasnjësshëm molekularë.

Qëndra e çaktivizimit të kromozimit X, e quajtur “Xic”, tek njeriu lokalizohet në Xq13, që do të thotë në krahun e gjatë, zona 13, e kromozimit X. Xic kontrollon fillimin dhe përhapjen e procesit të çaktivizimit të kromozomit X. Në këtë qendër, gjeni XIST kodifikon për një ARN prej 15kb, që prodhohet vetëm nga kromozomi X jo-aktiv. Në qelizat e embrionit vendimi për heshtjen e një prej dy kromozomeve X (tek seksi femër) është krejt rastësor dhe i pavarur nga origjina prindërore.

XIST është thelpësor për funksionimin e qendrës Xic, për t’i dhënë shtysën e parë procesit të heshtjes (çaktivizimit) të njërit prej kromozomeve X, por gjthsesi jo i rëndësishëm për ruajtjen e çaktivizimit (heshtjes).

———————————————————————-

Farmakogjenetika

Farmakogjenetika

FarmakogjenetikaNjë ndër shumë shkencat e reja, të cilat lindin si domosdoshmëri e strukturimit të informacioneve të shumta, që njerëzimi përfton nëpërmjet metodës shkencore dhe investimit në kërkimin shkencor, është edhe farmakogjenetika.

Farmakogjenetika ka në bazë të saj mjekësinë e ngritur mbi gjenet. Kështu farmakogjenetika i personalizon farmakët (ilaçet) për t’i përputhur me strukturën personale të individit, e cila i detyrohet edhe gjeneve të këtij.

Me dijet e sotme, një doktor apo një kërkues shkencor nuk ka si ta dijë nëse një mjekim e veçantë (pra jo i zakonshëm!), do t’i japi të mira apo do t’i shkaktojë ndonjë dëm pacientit që i nështrohet trajtimit.

Gjenet e individit, e veçaërisht gjenet që kodifikojnë për proteina apo enzima që kanë të bëjnë me metabolizmin e drogërave dhe ilaçeve, kanë një efekt të madh, mjaft të rëndësishëm mbi mënyrën se si organizmi i individit reagon ndaj një droge specifike.

Këtu hynë në punë farmakogjenetika, e cila merr në shqyrtim diferenca mjaft të vogla, të cilat janë kushtetuese të ndrysheueshmërisë mes individëve… dhe mbi këto diferenca krejt të vogla përpiqet (të paktën aktualisht) të ndërtojë një terapi sa më të efektshme dhe të suksesshme.

Natyrisht, siç edhe çdo aktivitet tjetër i ri i sjellë në jetë nga njerëzimi, farmakogjenomika ka edhe implikime etike dhe morale. Duke filluar nga çështjet e ruajtjes së informacioneve private (privatësisë), nga perceptimi i gabuar i gjeneve dhe nga diskriminimi i mundshëm që mund të lindi, kryesish si pasojë e shtrembërimit të fakteve nga mediat dhe gazetarët e paditur, të cilët si në shumë raste të tjera nuk dinë ta kapin drejtë thelpin e çështjes, edhe duke mistifikuar dhe spekuluar shpesh paturpësisht.

Gjithsesi nuk duhet harruar, se farmakogjenetika kur të jetë mjaft e zhvilluar do të gjejë aplikime vetëm në raste specifike, ku një karakteristikë e veçantë e sëmundjes apo procesit patologjik ka një kolonë të fortë mbështetëse tek gjenet. Pa harruar edhe se pjesa më e madhe e sëmudjeve janë rezultat i një loje komplekse ku shenjat dhe simptomat janë rezultate të ndërveprimit mes faktorëve gjenetikë dhe ambientalë, apo jo gjenetikë.

Rinstinkt, 2014

—————————————————————————–

Terapia gjenike; azhurnim mbi terapinë gjenike

Terapia gjenike

Azhurnim mbi terapinë gjenike

Shumë sëmundje janë të lidhura vetëm me një fraksion të ADN-së, një gjen që sillet në mënyrë anormale (Fibroza cistike, Sëmundja e Huntingtonit, Anemia me qeliza ne formë drapëri).

gjenPër këtë arsye gjatë fundit të viteve ’80 kërkuesit shkencorë të fushave biomjekësore shtruan pyetjen nëse ishte e mundur apo jo zëvendësimi i materialit gjenetik të dëmtuar me atë të shëndetshëm. Kjo, me qëllim parandalimin, ngadalësimin apo kurimin e plotë të sëmundjeve të caktuara, pra që kanë një substrat gjenetik.

Bëhet fjalë për terapinë gjenike. Terapaia gjenike, është ende një sektor i pazbuluar i Mjekësisë. Për të mësuar më shumë mbi terapinë gjenike, mbi aplikueshmërinë dhe më e rëndësishmja mbi efektshmërinë e saj, janë në zhvillim e sipër shumë studime.

Terpaia gjenike, mund potencialisht të kurojë shumë sëmundje; sëmundje të trashëgueshme, sëmundje kardiovaskulare, sëmundje neurodegjenerative dhe disa tipe tumoresh.

Por, si mund të modifikohet apo të zëvendësohet një pjesë e materialit tonë gjenetik?

Dihet se materiali gjenetik është kontrollori i aktivitetit të qelizës. Ne, për shembull, kemi zbuluar se një gjen sillet në mënyrë anormale sepse prodhon një proteinë jo-aktive ose të dëmshme për organizmin.

Kur jemi në gjendje të izolojmë gjenin e shëndetshëm, pra si-vëllain e të dëmtuarit, mund të fusim në qelizat e organizmit të sëmure, që janë edhe vet të sëmura. Këtë, pra futjen e materialit të “ri” gjenetik brenda një qelize e bëjmë me anë të një vektori.

Vektori mund të jetë vektor viral ose jo viral.

vektori viral dhe qelizat

Vektori viral dhe qelizat

Vektorët jo viralë prodhohen më thjeshtë, dhe kanë më pak mundësi refuzimi nga ana e qelizave të sëmura.  Vektorët viralë janë më efiçientë në transmetimin e materialit gjenetik për tek qelizat e sëmura, sepse shfrytëzojnë karaktaristika specifike të viruseve. Në rastin e vektorëve viralë zgjidhen viruse të pa dëmshëm për trupin e njeriut dhe që njohin në mënyrë specifike qelizav shënjestër. Disa tipe vektorësh viral bëjnë pjesë tek familjet virale: retrovirus, adenovirus dhe herpesvirus.

Vektori viral, sapo futet në aksion, bën atë që di të bëjë më mirë, si një makinë e vërtetë infektuese. Futet në qelizë dhe replikohet. Mëpastaj infekton qelizat fqinje dhe përhap gjenin e shëndetshëm. Pasoja? Efekti terapeutik! 🙂

Në dhjetëvjeçarin e parë të këtij mijëvjeçari janë realizuar shumë studime që përdornim terapinë gjenike (Sukseset e para me SCID, 2002)(Trajtimet e para të melanomës metastatike, National Institute of Health, Bethesda) (Zhvillimi i një protokolli që parandalon refuzimin, Instituti San Raffaele – Telethon, Itali).

Pavarësisht  rezultateve pozitive dhe numrit të madh të studimeve (Triali i parë për sëmundjet e trashëgueshme të rrjetëzës, University College, Londër), shumë pak prej tyre kanë mbërritur në stadin e eksperimentimit tek njeriu (Arrihet t’i jepet një ketri vizioni trikromatik, University of Washington, University of Florida, 2009).

Sigurisht, me kalimin e kohës kemi arritur të rrisim efiçencën e transferimit gjenetik, të rrisim kohëzgjatjen e shprehjes së gjenit “të ri”, dhe të rrisim sigurinë e procedurës. Po ashtu janë bërë hapa përpara në zvogëlimin e reaksioneve imunitare, pra rezufimin e trajtimit.

Puna e bërë deri më tash është shumë e madhe.
Gjenetistë, virologë, biologë qelizorë, bioinxhenierë dhe mjekë janë në punë… janë ata që identifikojnë gjenet përgjegjës për patologji të caktuara, pra me substrat gjenetik; janë ata që përpiqen të zbulojnë dhe krijojnë vektorë sa më të efektshëm për inokulimin e gjeneve të shëndetshëm dhe ata që shpien përpara studimet dhe trials-at klinikë. Sidosi ka ende shumë punë për të bërë.

© Rinstinkt 2013

————————————————————————————–

30 vite për organizmat e modifikuar gjenetikisht!

30 vite për organizmat e modifikuar gjenetikisht!

Në 19 maj të vitit 1983 revista shkencore me famë botërore Nature publikonte artikullin e parë shkencor i cili përshkruan përdorimin e një bakteri të tokës (agrobakteri – Agrobacterium tumefaciens) për të modifikuar gjenetikisht një bimë. Ishin hapat e parë drejtë zhvillimit të organizmave të modifikuar gjenetikisht.

  • Expression of chimaeric genes transferred into plant cells using a Ti-plasmid-derived vector – Nature 303, 209 – 213 (19 May 1983); doi:10.1038/303209a0

 

 

———————————————————————————