Viruset

Viruset jane organizmat me te vegjel qe kane aftesi infektuese. Diametri i tyre shkon nga 18 deri 300 nm (organizmat me te vegjel se 200 nm nuk mund te shikohen me mikroskop optik).

Mbi 40 lloje virusesh jane shkaktare te disa prej semundjeve te njeriu.

Viruset kane nje perberje shume te thjeshte. Jane te ndertuara nga materiali gjenetik (ADN ose ARN, por jo te dyja bashke) dhe proteina. Keto komponente kane nje veshje te jashtme proteike, e cila mund te jete perfshire ose jo ne nje membrane lipidike (lyrore).

Viruset nuk jane te gjendje qe te replikohen (shumefishohen) me vete. Per replikimin e materialit te tyre gjenetik ata kane nevoje per nje qelize tjeter (prsh nje qelize te trupit te njeriut), pra te infektojne nje qelize tjeter.

Rezultatet e infektimit mund te jene 2:
1.- Viruset replikohen shume shpejt dhe kjo gje con ne shkaterrimin e qelizes se infektuar.

…ose…

2.- Materiali gjenetik i virusit integrohet me materialin gjenetik te qelizes se trupit tone (ose nje bakteri) (situate e quajtur ndryshe edhe lizogjeni). Kjo gje sjell replikimin e materialit gjenetik te virusit njelloj sikur te ishte material gjenetike i qelizes normale te trupit tone per nje kohe te gjate. Ne kushte te vecanta situata mund te ndryshoje dhe te kaloje ne situaten e pikes 1 qe con ne shkaterrimin e qelizes se infektuar.

Semundjet qe shkaktohen nga viruset jane te ndryshme dhe shkojne nga nje grip i thjeshte deri te semundje vdekjeprurese si prsh AIDS (SIDA).

Mikroorganizmat mund te ndahen ne 4 grupe:
1.Viruse
2.Baktere
3.Kerpudha
4.Parasite

Pergjigjja e pyetjes 1

Nga materiale qe keni kemi mesuar se midis lidhjes G-C formohen 3 lidhje hidrogjenore, kurse midis lidhjes A-T formohen vetem 2 lidhje hidrogjenore. Pra nje molekule DNA me shume lidhje G-C eshte me e stabilizuar sesa nje molekule DNA qe ka me shume lidhje A-T. Sa me e stabilizuar te jete molekula e DNA aq me i veshtire eshte procesi i denatyrimit dhe per pasoje Tm_G-C>Tm_A-T. Pra molekula e DNA qe ka me shume lidhje te bazave G-C ka Tm me te larte.

Pergjigjja e pyetjes 2

Duhet patur parasysh molekula e DNA ne hapesire. Helika e DNA ka ne brendesi bazat e saj jo polare dhe ne periferi si skelet ka grupet fosforike (PO₄^-) qe jane te ngarkuara negativisht. Grupet fosforike jane te ngarkuara negatisht dhe kjo ben qe te “shtyjne” njera tjetren meqe ndodhen shume afer njera tjetres. Kjo pra con ne nje strukture te DNA jo shume te favorizuar, por struktura e DNA qendron ne formen e helikes edhe per shume arsye te tjera.

Ne nje tretesie ku ka NaCl do te gjejme shume jone pozitive te Na⁺ te cilat “stabilizojne” ngarkesen negative qe kane grupet fosforike. Pra sa me e larte te jete perqendrimi i Na⁺, aq me e stabilizuat do te jete struktura e DNA dhe aq me larte do te jete Tm (duhet temperature me e larte per ta denatyruar).

Ketu do te gjeni dy pyetje mbi materialin qe sapo lexuat, pergjigjet do te jepen ne postimin tjeter.

Pyetja 1:

Krahasoni Tm e nje molekule DNA e cila eshte ne bollek me baza G-C dhe Tm e nje molekule DNA qe ka me shume baza A-T. Ne cilin rast Tm eshte me e madhe? Cfare do te thote kjo per stabilitetin e helikes se DNA? Jepni eshte nje grafik denatyrimi i DNA ku te paraqiten tre kurva; ajo e DNA normale (me pak a shume numer lidhjesh A-T te barabarte me G-C), DNA me shume lidhje G-C dhe DNA me shume lidhje A-T.

Pyetja 2:

Shikoni grafikun e meposhtem te denatyrimit te DNA ne nje tretesire ku kemi tretur edhe NaCl (klorur natriumi) ne perqendrime te ndryshme.

Mund te jepni nje shpjegim pse me rritjen e perqendrimit te NaCl, DNA behet me e stabilizuar dhe duhet nje temperature gjithmone e me e madhe per ta denatyruar?

Grafiku i denatyrimit te DNA ne varesi te temperatures eshte ne figuren e meposhtme.

Ne figure vihet re shume kollaj qe me rritjen e temperatures edhe filamentet e DNA hapen. Ajo qe duhet te shenohet eshte se ky proces nuk eshte me te njejten shpejtesi gjate gjithe zgjatjes se tij. Ka nje pike kur filamentet fillojne te ndahen nga njetjetri shume shpejt, kjo jepet ne figura nga forma e grafikut. Grafiku ka nje forme sigmoidale, nje forme te tille e gjejme ne shume procese ku kemi te bejme me nje proces kooperimi. Ne nje proces kooperimi, ndarja e nje baze e ben me te lehte qe baza tjeter te ndahet e keshtu me rradhe. Tm eshte temperatura ne te cilen gjysma e DNA ndodhet me baza akoma te lidhura me lidhje hidrogjenore, kurse gjysma tjeter eshte shkeputur. M=melting (shkrirje), sepse grafiku sigmoidal i ngjan shume grafikut te shkrirjes se metaleve. Edhe metalet (dhe shume shtruktura te tjera kristalore) shkrijne me nje grafik pak a shume te ngjashem, edhe ketu ka nje proces kooperimi.

Mbase do te keni pyetur veten pse kaq zhurme per dicka qe nuk eshte shume e rendesishme. Ne fakt denatyrimi i DNA dhe e gjithe teoria qe qendron pas saj, eshte shume e rendesishme ne biologjine molekulare. Me ane te disa teknikave mund te fusim nje sekuence te caktuar DNA, ne nje gjenom tjeter thjeshte duke denatyruar gjenomin dhe duke e lene ne prani te sekuences sone ne kopie te shumta. Nejse, se e gjithe kjo eshte nje proces shume i komplikuar dhe do te shpjegohet ne postimet e mevonshme.

Le te kthehemi tani te tema qendrore, pra te denatyrimi i DNA.

Per te denatyruar DNA (ti ndajme filamentet e DNA) duhet te dobesojme forcat qe mbajne kete strukture stabel.

Mund te perdorim agjente denatyrante si prsh urea, SDS e shume te tjere.

Keto denatyrante dobesojne lidhjet hidrogjenore. Ne rastin e SDS (dodecil sulfat i natriumit) ka edhe nje zinxhir idrofobik i cili destabilizon forcat idrofobike qe ndodhen ne molekulen e DNA. SDS perdoret gjeresisht ne biologjimolekulare si denatyrant sepse eshte nje molekule anfipatike (ka nje pjese idrofobike dhe nje pjese idrofilike) ose nje pjese polare dhe tjetren jopolare.

Pervec denatyranteve ka edhe menyra te tjera per te denatyruar DNA. Prsh me ane te nxehtesise. Le te studjojme ne kete pjesen grafikun e dentyrimit te DNA ne varesi te nxehtesise. DNA ashtu si edhe proteinat “thithin” ne nje gjatesi vale te caktuar (studioni dicka per asorbancen dhe spetrometrine). Kjo dukuri varet nga bazat (A,T,G,C). Keshtu ne nje DNA me nje filament te vetem bazat jane te dukshme, prandaj edhe asorbanca do te jete me e madhe se ne DNA helike (me dy filamente) ku bazat jane te “fshehura” ne qender te molekules se DNA-s.

Shikoni grafikun ne te cilin paraqitet me te gjelber DNA me nje filament dhe ne te dytin (ngjyre e kuqe) DNA dopio filament (DNA ne formen e helikes). Sic shikohet qarte DNA ka asorbancen me te larte aty afer te 260 nm, pikerisht ne kete gjatesi vale mund te shikosh qarte dallimin midis DNA-filament-i-vetem dhe DNA-dopio-filament.

vazhdon….

Qe DNA te kryeje te gjitha funksionet e saj, duhet qe ne raste te vecante te hape heliken e saj, pra lidhjet hidrogjenore qe ndodhen midis dy bazave te shkeputen. Hapja e helikes se DNA quhet edhe DENATYRIMI i DNA-s.
Per te kuptuar sa me mire se cilet jane faktoret qe ndihmojne ne hapjen e helikes se DNA-s apo faktoret qe e pengojne kete proces duhet me pare te studjojme forcat qe bejne qe DNA te jete nje molekule e stabilizuar.
Forcat me te forta qe mbajne DNA jane lidhjet kimike qe lidhin deosiribozen me nje baze, bazen me grupin fosforik dhe nje baze me grupin fosforik tjeter.Keto jane forcat qe mbajne nje filament te vetem te DNA. Keto forca jane shume te forta sepse jane lidhje kimike. Keto forca duhen per te mbajtur stabilitetin kimik te molekules se DNA. Ka edhe nje stabilitet tjeter qe quhet stabiliteti konformacional, i cili ka te beje me stabilitetin e nje molekule duke marre parasysh edhe ambjentin ne te cilin kjo molekule ndodhet.
Helika e DNA, qe ka dy filamente, mbahet stabel nga disa forca qe jane me pak te forta se forcat qe mbajne nje filament te vetem. Pikerisht keto forca do te studjojme sepse jane pikerisht keto forca qe bejne te mundur hapjen apo mbylljen e DNA.
Lidhjet hidrogjenore, jane lidhje midis bazave te DNA-s. Sic dihet lidhjet hidrogjenore jane lidhje shume te dobta por duke marre parasysh se midis A-T ka 2 lidhje hidrogjenore dhe midis G-C ka 3 lidhje hidrogjenore dhe nje molekule DNA ka shume kopje A-T dhe G-C, numri i lidhjeve hidrogjenore rritet shume.
Nje tjeter force jane forcat hidrofobike. Nje gabim qe behete shpesh eshte ti quash forcat hidrofobike “lidhje hidrofobike”. “Lidhjet hidrofobike” nuk ekzistojne, ato jane thjeshte disa forca. Per me shume shikoni ne WIKI. Molekula e DNA ka nje pjese hidrofobike (jo polare) qe jane bazat dhe nje pjese hidrofilike (polare) qe jane grupet fosforike (PO4-). Kjo ben qe molekula e DNA, e perbere prej dy filamentesh, ti kete bazat ne qender (te mbrojtura nga mjedisi ujor polar) dhe grupet fosforike ne periferi. Ky eshte modeli i DNA si helike, per me shume lexoni WIKI + other URL. Pra bazat jane si te thuash te “detyruara nga ambienti polar” te rrine ne qender te molekules. Keto jane forcat idrofobike.

Te figura e mesiperme mund te shikoni pak a shume te gjitha ato qe u thane me siper, mund te shikoni lidhjet hidrogjenore midis bazave dhe grupet fosforike qe jane ekstremet e molekules se DNA. Kurse ne te majte keni molekulen e DNA ne 3D (tri dimesionale).

vazhdon…

Do te flasim per kontroll alosterik negativ nese lidhja e nje molekule te vogel me nje protein, con ne mos-funksionimin e proteines.

Dhe do te quajme kontroll alosterik pozitiv nese lidhja e nje molekule te vogel me nje protein, con ne aktivizimin e proteines.

Te figura e mesiperme keni nje rregullim negativ, sepse lidhja e molekules se vogel (me te kuqe) me proteinen (ngjyren vjollce) ben qe kjo protein te mos lidhi me substratin e saj (ngjyren blu) duke e bere keshtu jo-funksionuese.

Pran thelbi eshte se lidhja e nje molekule sado e vogel me nje protein mund te kete efekte shume te medhaja per funksionimin e kesaj proteine.

Hidhini nje sy figures. Numrat i referohen viteve ne miliarda. Rreth 15 miliarde vite me pare ka ndodhur Bing Bang-u, aty rreth 4,5 miliarde vite me pare u formua Sistemi yne Diellor. Me pas erdhi e ashtuquajtura Bota me ARN dhe me pas ajo me ADN.

Nese shikoni me kujdes do te vini re se gjitaret ne vijen e kohes jane vetem kohet e fundit. Sa pak ka “jetuar” njerezimi !!!

Ajo qe do flasim ketu eshte pse bota ka qene me perpara me ARN dhe me pas preferoi ADN si molekule per trasmetimin e informacioneve gjenetike???

ARN dhe DNA jane shume te ngjashme si molekula.

Shikoni me kujdes figuren ne majte ku ka nje molekule RNA dhe nje molekule DNA. Me katror blu eshte theksuar pozicioni ne te cilin ketu dy molekula ndryshojne nga njera tjetra. Eshte pikerisht ky ndryshim i vogel qe ka bere qe gjate miliona viteve ARN te zevendesohej nga nje molekule tjeter me “perfekte”, pikertisht nga ADN-ja.

Problemi me ARN qendron ne faktin ka nje grup OH ne 2′. Kjo ben qe ARN qe jete shume here (rreth 100 here) me reaktive se ADN.

Pra natyra me kalimin e viteve doli me nje molekule me stabile per tejcimin e informacionit gjenetik nga nje brez ne brezin tjeter.

PS: makromolekula quhen ato molekula qe kane nje mase molare shume te madhe si prsh protein, karbohidrate (sheqerna), lipide (lyra) , acide nukleike (DNA, RNA ose ADN dhe ARN).

Vite me vone biologjia molekulare perkufizohet si shkenca qe merret me studimin e makromolekulare informacionale (DNA dhe RNA ose ADN dhe ARN)

Aktualisht biologjia molekulare quhet shkenca e cila studion strukturen e gjeneve si dhe funksionet e tyre ne nivel molekular.