Informacioni gjenetik
Struktura e ADN-së
Funksionet biologjike të ADN-së do të mund të kuptoheshin vetëm pasi të dihej struktura kimike e saj,pasi nga pikëpamja materaliste,cdo funksion specifik lidhet me një strukturë specifike materiale.
- ADN-ja është makromolekulë polimere.
- Monomerë të saj janë nukleotidet.
- Cdo nukleotid përbëhet nga një sheqer(dezoksiriboza) , një mbetje të acidit fosforik dhe nga bazat e azotuara.
- Bazat e azotuara të ADN-së janë : adenina(A),guanina(G),timina(T),citozina(C).
- Molekula e ADN-së përbëhet nga dy vargje.
- Cdo varg përmban shumë nukleotide të lidhura njëri pas tjetrit.
- Molekula e ADN-së ka formën e një heliksi të dyfishtë.
- Vargjet e heliksit lidhen me lidhje hidrogjenore në bazë të vetisë së përplotësimit të bazave të azotuara.
- Cdo mbetje azotike mund të lidhet vetëm me një lloj baze.Pra,adeninë nukleotidi i njërit zinxhir lidhet me dy lidhje hidrogjenore vetëm me timinë nukleotidin e zinxhirit tjëter.Guaninë nukleotidi i njërit zinxhir lidhet me tre lidhje hidrogjenore vetëm me citozinë nukleotidin e zinxhirit tjetër.
- Dy zinxhirët e ADN-së janë antiparalelë.
1) A+G / T+C =1 Pra , A + G = T + C
2) A / T = 1 A = T dhe G = C
3) G / C = 1
4) G + C / A + T => Është një konstante karakteristike për çdo gjallesë dhe quhet KOEFICIENT i SPECIFITETIT
5) A + T është e ndryshme nga G + C
Dyfishimi i ADN-së
- Quhet replikim ai proces i vetëprodhimit të ADN-së (funksion autokatalitik) gjatë të cilit vërehet një shumëfishim i materialit gjenetik me një kopjim besnik të informacionit gjenetik.
Tre mekanizma hipotetik të dyfishimit të ADN-së janë:
a)Dyfishimi konservativ
b)Dyfishimi dispersiv dhe
c)dyfishimi semikonservativ.
Dy mekanizmat e parë nuk kanë gjetur mbështetje eksperimentale.
Dyfishimi semikonservativ :
- Helika e dyfishtë despiralizohet nga këputja e lidhjeve hidrogjenore ndërmjet bazave përplotësuese duke bërë që dy fijet e ADN-së të dalin të lira.
- Përballë çdo fijeje të lirë formohet një fije e re përplotësuese të cilat lidhen me lidhje hidrogjenore dhe formojnë dy molekula te reja bija.
- Dy molekulat e reja të ADN-së janë identike me molekulën prindërore.
- Cdo molekulë bijë ka një varg nga molekula prindërore dhe një varg të ri.
- Për kryerjen e këtij procesi nevojitet një enzimë e vecantë ADN-polimeraza.
ARN-ja
- Është molekule polimere.
- Monomere të saj janë nukleotidet
ARN-ja ndryshon nga ADN-ja:
- Në vend të dezoksiribozës ka ribozë.
- Në vend të timinës(T) ka uracilin(U).
- Është molekulë një vargore.
Njihen tri lloje ARN-je:
a)ARN-ja ribozomike , merr pjesë në formimin strukturor të ribozomeve.
b)ARN-i (informacionit ose ARN-m mesazhere).Shërben si ndërmjetëse në realizimin e informacionit gjenetik.
c)ARN-t (transportit).Transporton aminoacidet në ribozome.
Ajo ka pamjen e gjethes së tërfilit.Në pjesën e poshtme të saj ndodhen tri nukleotide që formojnë antikodonin.Cdo ARN-t është specifike për një aminoacid të caktuar.
Paketimi i ADN-se ne kromozome.
Qelizat eukariote përmbajnë shumë molekula ADN-je.Fijet e holla e të gjata të ADN-së paketohen në struktura të vecanta që quhen kromozome.Kromozomet janë karakteristikë vetëm për qelizat eukariote.
Ndërtimi kimik i një kromozomi
Përbëhet nga 35% ADN , 60% proteina (histone), e 5 % ARN. Janë fije kromatine që kondesohen dhe bëhen të dukshme në mikroskop optik kur qeliza fillon të ndahet.
Kromozomet gjatë periudhës së parë të ndarjes qelizore përbëhen nga dy njësi paralele të quajtura kromatide.Kromozomet dallohen nga njëri-tjetri nga forma,madhësia ngushtimet dhe zgjerimet.Ata të gjithë kanë një ngushtim që quhet centromer.Disa kromozome mund të kenë dy(dicentrike) ose shumë centromere (policentrike).Kromozomet në varësi të centromerit kanë forma dhe madhësi të ndryshme dhe ndahen në katër tipe : 1) metacentrik , 2) submetacentrik, 3) akrocentrik, 4)telocentrik.
Proteinat që marrin pjesë në ndërtimin e kromozomit janë histonet. Histonet mungojnë tek bakteret.Histonet paketojnë ADN në mënyrë që të mos çorganizohen zinxhirët dhe sasia e madhe e saj të zerë një hapësirë sa më të vogël. Në bërthamë ka proteina johistone të cilat i japin qëndrueshmeri kromozomit.
Nukleozoma.
Kromatina përbëhet nga disa njësi bazë që quhen nukleozoma.
Nukleozomat janë njesitë bazë të paketimit të ADN-së.
Cdo nukleozomë përbëhet nga tetë molekula histonesh (H2A , H2B , H3 dhe H4 nga dy për secilën).
Fija e ADN-së rrotullohet dy herë në çdo nukleozom. Në varësi të gjendjes së qelizës kromatina është:
a) e kondensuar ,(quhet heterokromatina e cila është karakteristike kur qeliza fillon ndarjen.)
b) e shpërhapur (quhet eukromatine dhe është karakteristike kur qeliza është në gjendje qetësie.)
Kariotipi
- Cdo qelizë përmban një numër të përcaktuar dhe të përhershëm kromozomesh
- Në cdo qelizë kromozomet janë dy e nga dy te ngjashme.Kromozomet e cdo cifti kanë formë e madhësi të njëjtë dhe quhen kromozome homologe.Tërësia e kromozomeve të qelizës formon kariotipin.
- Qelizat që përmbajnë kompletin e plotë kromozomik quhen diploide(2n). Qelizat që përmbajnë gjysmën e kompletit pra nga një kromozon homolog për secilin cift quhen haploide(n).
Kodi gjenetik
- Sinteza e proteinave kryhet në bazë të informacioneve që mbart molekula e ADN-së.
- Renditja e nukleotideve në molekulën e ADN-së përcakton renditjen e aminoacideve në vargjet polipeptidike të proteinave.
- Gjeni është një segment i zinxhirit të ADN-së që mbart informacion për sintezën e një vargu polipeptidik.
- Gjenet renditen në mënyrë lineare në kromozome.
- Molekula e ADN-së është polimere.
- Monomere të saj janë katër nukleotidet (A,G,C,T).
- Gjeni është segment i ADN-së me një renditje të caktuar të këtyre nukleotideve në mënyrë lineare.
- Proteinat janë molekula polimere.
- Monomere të tyre janë vetëm 20 aminoacidet të cilat lidhen varg njëra pas tjetrës në mënyrë lineare me lidhje peptidike.
- Tre nukleotide të njëpasnjëshme të një gjeni përcaktojnë vendosjen e një aminoacidi ne vargun polipeptidik të një proteine.Kjo treshe nukleotidesh quhet triplet ose kodon.
- Disa aminoacide kodohen vetëm nga një kodon(psh. triptofani).
- Ka aminoacide që kodohen nga më shumë se një triplet.Në këtë rast thuhet se kodi gjenetik është i degjeneruar.
- Kodi gjenetik është linear,pra kodonet në molekulën e ADN-së dhe aminoacidet në vargjet polipeptidike vendosen në mënyrë lineare.
- Kodi gjenetik nuk është mbulues,pra i njëjti nukleotid nuk mund të hyjë në përberjen e më tepër se një tripleti.
- Renditja e bazave lexohet nga nje pikë e caktuar,dhe
- renditja lexohet rregullisht me treshe.
- Kodi është i njëjtë në të gjitha qëniet e gjalla që nga viruset deri te njeriu (Universialiteti i kodit gjenetik dhe uniteti i botës së gjallë).
Biosinteza e proteinave.
Transkriptim
Kalimi i informacionit gjenetik nga ADN te ARN-i quhet transkriptim.
Gjatë transkriptimit informacioni gjenetik që gjendet në ADN urdhëron sintezën e një molekule ARN-i sipas drejtimit 5' - 3'.Vetëm një nga dy zinxhirët përdoret për sintezën e ARN-i. Molekula e ARN që përftohet ka të njëjtën renditje nukleotidesh me atë të fijes tjetër përplotësuese të ADN [vetëm se përballë adeninës (A) vendoset uracili (U) ],pasi shfrytëzohet vetia e përplotësimit.Ky process realizohet nën veprimin e ARN-polimerazës. ARN-i e sapo formuar (ARN-prekusore) i nënshtrohet veprimit të disa enzimave për të dhënë ARN-i e pjekur (e maturuar).ARN-i e sapo transkriptuar (ARN-prekursore ose pre-m-ARN) i nënshtrohet disa dukurive që njihen me emrin procesim i ARN -i.
- Guaninë nukleotidi shndërrohet në metilguaninë (koka mG).
- Në skajin tjetër shtohen 100-200 nukleotide adeninë që formojnë bishtin e ARN-së (bishti poli-A).
- Në mes të molekulës së ARN gjendet një segment pa aftësi koduese (intron) i cili këputet.
- Pjesët skajore që quhen ekzone(kanë aftësi koduese), bashkohen dhe formojnë përfundimisht ARN-i e maturuar (deri në 1000 nukleotide).
- Roli i kokës mG dhe bishtit poli-A është se ruajnë molekulën e ADN-së nga veprimi i enzimave që ndodhen në citoplazëm.Koka mG ndihmon ARN-i të kapet te ribozomet.
Translatimi dhe mbarimi.
ARN-t (ARN-ja e transportit).
- ARN-t ka funksion transportimin e aminoacideve në ribozome. ARN-t është molekulë acidi nukleik shumë e vogël me 75-90 nukleotide.
- Kanë formën e "gjethes së tërfilit" me katër palosje.Në këtë strukturë dallohen dy zona veçanërisht të rëndësishme.
- Krahu akseptor (skaji 3') ku fiksohet aminoacidi
- Antikodoni që përmban 3 baza të cilat çiftohen gjatë përkthimit(translacionit) me një kodon,në bazë të vetisë së përplotësimit.
Ribozomet
Ribozomet janë organele qelizore që përbëhen nga dy nënnjësi , nënnjësia e madhe dhe nënnjësia e vogël.Formohet nga ARN-r dhe proteinat.Dy nënnjësitë bashkohen për të kryer sintezën e një proteine.
FUNKSIONI:Kryejnë biosintezën e proteinave.
Ka dy qëndra : Qëndra A ''lexon'' tripletin dhe qendra P realizon lidhjen e dy aminoacideve të njëpasnjëshme. Translatimi
Translatimi është përkthimi i informacionit gjenetik nga gjuha e ARN-i në gjuhën e proteinave.Elementët qelizorë që marrin pjesë në translatim janë :
a)ribozomet ; b)ARN-i ; c)ARN-t.
ARN-t paraqet hallkën lidhëse fizike dhe informatike midis sekuencës të nukleotideve të ARN-i dhe sekuencës së aminoacideve në proteina.Në skajin 3' të ARN-t lidhet me lidhje kovalente një aminoacid specifik.Ndërkohë antikodoni njeh dhe lidhet me kodonin e ARN-i ,që kodon aminoacidin specifik.Në procesin e sintezës së proteinave dallohen tre faza : 1)fillimi , 2)sinteza , 3)mbarimi.
Fillimi i translatimit(përkthimi).
Ribozomi kapet te molekula e ARN-i.Njeh tripletin që mbart mesazhin e fillimit (AUG).Në ribozom vjen ARN-t që mbart aminoacidin specifik.Kjo ARN-t ka antikodon përplotësues per tripletin AUG.Qendra A ''lexon'' kodonin e ARN-i. Antikodoni i ARN-t në bazë të vetisë së përplotësimit çiftohet me kodonin e ARN-i që mbart mesazhin e fillimit(kodoni AUG).
Sinteza.
Procesi vazhdon me rrëshqitjen e ribozomeve përgjatë ARN-i duke lejuar që një triplet çdo herë të jetë i disponueshëm për t'u lidhur me ARN-t specifike. Kështu aminoacide të ndryshme afrohen me rradhë njëri pas tjetrit dhe sa herë që ribozomi zhvendoset formohet një lidhje peptidike (në qëndrën P) midis aminoacidit të fundit të zinxhirit dhe atij të sapo sjellë nga një ARN-t. Dora- dorës që ribozomi rrëshqet ndodh zgjatja e zinxhirit proteinik.
Mbarimi.
Ribozomi arrin në fund të fijes së ARN-i dhe ndesh një nga kodonet UAA ,UGA ose UAG ,të cilat mbartin mesazhin "STOP".Një protein lidhet dhe translatimi i vargut përfundon.Këto kodone që mund të ndodhen në "STOP" përmbajnë fillimin e tri dukurive:
1)Molekula e vargut polipeptidik lirohet.
2)ARN-t e parafundit lirohet.
3)Dy nënnjësitë e ribozomit ndahen.
