Biologjia molekulare - perkufizimi dhe pak histori.

 
Termi biologji molekulare shfaqet fillimisht ne vitin 1945. Ne keto viti perkufizohet si shkenca qe merret me strukturen kimike - fizike te makromolekulave biologjike.
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.

Denatyrimi i DNA
Ne kete material perdoret fjala DNA ne vend te ADN dhe RNA ne vend te ARN, per te perdorur terma sa me nderkombetare dhe qe te mos keni probleme me kerkimet tuaja ne internet.
Nje gje qe duhet pasur parasysh eshte se makromolekulat ne nje organizem nuk jane ne gjendjen e tyre me te qendrueshme (me stabel), po te ishte keshtu asnje nga reaksionet qe keto makromolkula kryejne nuk do te ishte e mundur.
Po keshtu edhe DNA nuk eshte nje molekule statike, por peson ndryshime te shumta ne baze te reaksioneve ne te cilat merr pjese. Nese DNA do te ishte molekule statike, nuk do te ishte i mundur hapja e DNA per kopjimin e DNA ose per transkriptimin e DNA ne RNA.
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.

Denatyrimi i DNA (pjesa e dyte)
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.
. 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.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.

Denatyrimi i DNA (pjesa e trete)

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.

Seksi nuk varet vetem nga kromozomet!

Pikerisht! Te gjithe ata qe mendonin se mjaftonte vetem te kishe kromozomin Y per te qene nje mashkull tani duhet te rimendohen.
Ne nje artikull te publikuar ne revisten ne linje “BMC GENOMICS“, nje grup kerkuesish kane arritur te provojne per here te pare se testosteroni le nje gjurme molekulare te pafshijshme ne qelizat, duke i hapur keshtu rrugen nje menyre te re te menduarit te gjinise, te ndryshme nga ajo klasike e cila kishte parasysh vetem prezencen e kromozomit Y.
Studiuesit kane arritur te zbulojne rolin e testosteronit duke krahasuar persona te prekur nga sindroma e pandjeshmerise ndaj androgjeneve, dhe persona te cilet nuk jane te prekur nga kjo lloj semundjeje.
“Androgjenet, qe jane hormone steroidale qe stimulojne dhe kontrollojne zhvillimin e karakteristikave mashkullore tek rruazoret – shpjegon Paul-Martin Holterhus i klinikes universitare te Schleswig-Holstein ne Kiel, Gjermani – kane efekte afatgjata ne zhvillimin e aparatit gjenital, dhe shume mundesisht te shume organeve te tjera. Sot po pranohet gjithnje e me teper fakti qe truri luan nje rol te rendesishem ne zhvillimin e gjinise, duke iu pergjigjur prezences se testosteronit. Gje qe mund te percaktoje sjelljen seks-specifike, dhe shume mundesisht edhe identitetin e gjinise.
Roli i androgjeneve, dhe ne vecanti i testosteronit, ne zhvillimin seksual njihet prej kohesh. Ndarja e gjinise fillon qe ne stadin embrional dhe mendohet se vazhdon gjate gjithe jetes, sidomos gjate pubertetit. Megjithate nuk jane akoma te qarta ndryshimet midis rolit te gjeneve te kromozoneve seksuale dhe efekteve afatgjata te hormoneve seksuale, ne vecanti te androgjeneve.
Personat e prekur nga sindroma e pandjeshmerise ndaj androgjeneve – 1 ne 20000 – kane nje paraqitje femerore normale (edhe ne aspektin gjenital), por ne nivelin gjenetik kromozomet e tyre seksuale jane XY dhe jo XX. Ky ndryshim shkaktohet nga mutacionet qe ndodhin ne kodifikimin gjenetik te receptoreve te androgjeneve tek te cilet, per shkak te ketij mutacioni, sinjalet e dhena nga androgjenet nuk perkthehen, gje qe sjell bllokimin e aksionit te testosteronit. Eshte pak a shume sikur hormoni dhe receptori perkates te flisnin gjuhe te ndryshme dhe te mungonte perkthyesi. Kjo do te sillte nje mostransmetim informacioni, qe do te bllokonte gjithe etapat e tjera.
Duke krahasuar gjenet ne meshkuj normale dhe ne femra me sindromen e pandjeshmerise ndaj androgjeneve, kerkuesit kane zbuluar se tek keto te fundit kishte rreth 440 gjene te pashprehura (qe nuk kishin arritur te influenconin ne zhvillimin trupor me informacionin qe mbartnin).
Duke qene se jane krahasuar femra XY dhe meshkuj XY, ndryshimet mund te shpjegohen vetem me faktin e mosprezences se aksionit te androgjeneve .