Genetics!!! It's all about the genetics!

1. VI. RIKOMBINIMI NË BAKTERET DHE NË
BAKTERIOFAGËT
1. Puna me mikroorganizmat: pjastrimi; formimi i kolonive;
prototrofet; auksotrofet; mutantet resistente

2. Midis qelizave bakteriale mund të shkëmbehet material
gjenetik nëpërmjet tre proçeseve kryesore:
-Transformimi ( Shdrrimi): qelizat marrëse të materialit
gjenetik që arrijnë të transformohen quhen transformantë
- Konjugimi: qelizat marrëse të materialit gjenetik që arrijnë
të ndryshohen quhen transkonjugantë
- Transduktimi: qelizat marrëse të materialit gjenetik që
arrijnë të ndryshohen quhen transduktantë

3. 1.- Transformimi bakterial

4. - Dukuria e
transformimit
përdoret për të
përcaktuar
lidhjen midis
gjeneve në
bazë të
bashkëtransfor
mimit.

5. Përckatimi i renditjes mbi bazën e shpeshtisë së
bashkëtransformimit

6. a) F mund te dyfishoje ADN e tij
b) Qelizat qe mbajne faktorin F prodhojne zgjatime (pilus) qe
lejojne kontaktin me qeliza te tipit F-
c) F+ mund te transmetojne nje kopje te faktorit F ne qeliza te tipit
F-
d) Qelizat F+ nuk mund te kontaktohen me qeliza te tjera F+
e) Rastesisht faktori F mund te lere citoplazmen dhe perfshihet ne
kromozomen bakteriale
Vetite dalluese te faktorit F:
Faktori “seksual” F
2. Konjugimi Bakterial

8. - Transferimi i faktorit F

9. Transferimi i markatoreve i ndihmuar nga faktori F
a
b
Rastesisht faktori F
perfshihet ne kromozom
duke formuar situaten Hfr.
Kur F bashke me
kromozomin transferohen
ata transmetojne te gjithe
gjenet ne qelizen pritese

10. Disa qeliza me
faktorin F te
perfshire mund
te transferojne
markatore ne
qelizat pritese

11. Zbulimi i transferimit te gjeneve Bakterialë

12. Domosdoshmeria e kontaktit fizik midis qelizave te linjave te
ndryshme bakteriale
• Pas pjastrimit ne mjedis
minimal te qelizave nga
te dy anet e tubit nuk u
gjet asnje koloni
prototrofe. Kjo deshmon
domosdoshmerine e
kontaktit fizik midis dy
linjave.

13. Zbulimi i faktorit te pjellorise F.
• Percaktimi i drejtimit te transferimit te gjeneve
a) Provat e Lederberg dhe Tatum treguan shmangie te
rendesishme nga perpjestimi 1 : 1 ne "kryqezimin’’ A x B gje
qe tregonte se gjenet ishin te lidhur.
b) Provat e William Heyes 1953:
Linja A: met- thr+ leu+ thi+ x Linja B: met+ thr- leu- thi-
Rikombinantet fitoheshin vetem ne rastin kur me
streptomicine trajtohej linja A dhe jo kur trajtohej
linja B. Kjo tregonte se rikombinimi ndodhte ne linjen B,
pra drejtimi i transferimit te materialit gjenetik behej
nga A ne B.

14. Percaktimi i renditjes se gjeneve me ane te konjugimit te nderprere
Harta e lidhjes se gjeneve te analizuar

15. Harta kromozomike rrethore e E.colit
Faktori F mund të përfshihet në vende të ndryshme në gjenomën
bakteriale:
Linjat Hfr Gjenet që transferohen
H origin thr pro lac pur gal his gly thi
1 origin thr thi gly his gal pur lac pro
2 origin pro thr thi gly his gal pur lac
3 origin pur lac pro thr thi gly his gal
- Kjo mënyrë e transmetimit të gjeneve nga Hfr në F-
mund të shpjegohet vetëm me faktin e gjendjes rrethore
të kromozomit të Hfr:

16. Forma rrethore e kromozomës bakteriale

17. Kromozoma bakteriale eshte rrethore
Te njejtet gjene mund te formojne linja te ndryshme Hfr te cilat
dallohen vetem nga vendosja e faktorit F.

18. • Mekanizmi i mundshem i perfshirjes se faktorit
F ne kromozomen bakteriale bartese te tij

19. Rikombinimi bakterial dhe hartezimi i kromozomit te
E.coli
• Rikombinimi midis gjeneve markatore pas
transferimit
• Gradienti i transferimit te gjeneve
sherben per percaktimin e renditjes
se gjeneve

20. Transmetimi i gjeneve markatore nga episomat
• Rasti i seksduksionit
ose transferimit te
gjeneve nga faktori F

21. GJENETIKA E BAKTERIOFAGEVE
• Infektimi i baktereve nga faget

22. Fagu i ngjitur me qelizen bakteriale Faget pasardhes brenda nje
qelize bakteriale

24. Kryqezimi i fageve
Tiparet ne studim:
h - : mund te infektoje dy linja te ndryshme te E.coli (1
dhe 2)
h+ : mund te infektoje vetem linjen 1
r- : lizis i shpejte pra formim i pllakave te medha
r+: lizis i ngadalte, pra formim i pllakave te vogla
• Nepermjet infektimit te dyfishte mund te analizohen
gjenotipet ne faget pasardhes:

25. Kryqezimi i
dyfishte ne
faget
Fenotipi Gjenotipi i mundshem
Qarte, e vogel h- r+
Turbullt, e madhe h+ r-
Turbullt, e vogel h+ r+
Qarte, e madhe h- r-

26. Lizogjenia
• Bakteret lizogjenike
• Situata profag
• Faget virulente: plotesojne ciklin litik, ata mund te
perfshihen ne kromozomen bakteriale ne formen e profagut
duke i siguruar qelizes bartese rezistencen ndaj nje infektimi
tjeter.
• Faget e temperuar: plotesojne ciklin lizogjenik. Faget e
temperuar mund te induktohen dhe te riaktivizohen

27. Cikle alternative te nje fagu ne qelizen bartese

28. Lidhja e fagut ne kromozomen bakteriale

29. 3.- TRANSDUKSIONI
• Transduksioni i pergjithshem

30. Transduksioni i specializuar

31. NATYRA E GJENIT
1. Si punojne gjenet
Cila eshte natyra e gjenit dhe si e kontrollojne gjenet
fenotipin?
Modeli yne per marredheniet midis gjenotipit dhe fenotipit:
 Tiparet karakteristike te nje organizmi percaktohen nga
fenotipi i qelizave qe jane perberesit e pjeseve te tij.
 Fenotipi i qelizave percaktohet nga tere reaksionet kimike
qelizore qe katalizohen nga enzimat.
 Funksioni i nje enzime percaktohet nga struktura e saj
trepermasore e cila varet nga renditja e aminoacideve
 Enzimat dhe proteinat strukturore ne qelize percaktohen nga
gjenotipi i qelizes
 Gjenet percaktojne renditjen e aminoacideve ne proteinat pra
ata percaktojne fenotipin

32. Hipoteza Nje gjen nje enzime
• Rruget biosintetike:
• Kemi 5 mutante te paafte te sintetizojne produktin G :
Mutantet Perberesit qe provohen
A B C D E G
1 - - - + - +
2 - + - + - +
3 - - - - - +
4 - + + + - +
5 + + + + - +

33. a) Cila eshte renditja e perberesve ne kete vije biosintetike? Si
mund ta zgjidhim kete problem?
Tabela e mesiperme na sugjeron renditjen: E - A – C – B – D - G
b) Ne cilen pike te vijes biosintetike eshte bllokuar secili nga
mutantet e mesiperm?
Tabela e mesiperme na sugjeron skemen e meposhtme:
Eksperimentet e Beadle dhe Tatum
Eksperimentet e Beadle dhe Tatum çuan ne perfundimin
se: gjenet kontrollojne reaksionet biokimike duke
kontrolluar prodhimin e enzimave

34. Skema e proves
se Beadle dhe
Tatum me
Neurospora
crassa

35. Mutacionet per argininen hartezonin ne tre vende te
ndryshme ne kromozome te veçanta; po i quajme ata tre
lokuse te ndryshme: arg-1, arg-2, arg-3 perkatesisht.
Rritja e tyre realizohej sipas tabeles se meposhtme:
Mutanti Shtesa
Ornitine Citruline Arginine
arg-1 + + +
arg-2 - + +
arg-3 - - +

36. Si rezultat i analizes mund te propozohet skema e meposhtme:
Si perfundim mund te themi:
• Reaksionet biokimike in vivo realizohen si nje seri
reaksionesh te veçanta dhe te njepasnjeshme.
• Çdo reaksion katalizohet ne menyre te veçante nga
nje enzime e vetme.
• Çdo enzime percaktohet nga nje gjen i veçante.

37. Gjenet dhe metabolizmi qelizor: semundjet gjenetike
Pasojat e
nderprerjes se
disa rrugeve
metabolike tek
njeriu

38. Dukuri gjenetike qe shpjegohen sipas struktures se enzimave
• Alelet e ndjeshme ndaj temperatures
• Perpjestimet gjenetike:
Shpjegimi i perpjestimit 9 : 7
• Dominanca dhe recesiviteti

39. Struktura e holle e gjenit
Sipas teorise rruazore gjeni gezon vetite e meposhtme:
• Eshte njesi themelore e struktures, e pandashme nga
kryqkembimi.
• Eshte njesi themelore e mutacionit, mund te ndryshoje
nga nje forme alelike ne nje forme tjeter.
• eshte njesi themelore e funksionit, pjese te gjenit, ne
se egzistojne, nuk mund te funksionojne.
Punimet e Saymor Benzerit me 1950 treguan se teoria e
rruazave nuk ishte korrekte duke demostruar
ndashmerine e metejshme te gjenit ne njesi me te vogla
si dhe duke futur koncepte te reja

40. Mutantet rII te fagut T4
Midis pllakave
te shkaktuara
nga format
normale te
fagut T4
dallojme
formen tipike
mutante
(brenda
katrorit)

41. Linja e fagut
T4
Linjat e E.colit
B K (λ)
rII E madhe, e
rregullt
Jo pllake
rII + E vogel, e
çrregullt
E vogel, e
çrregullt
Formimi i pllakave nga kombinime te ndryshme te
E.colit dhe linjave te fagut T4

42. Perzgjedhja e bakteriofageve ne kryqezime te ndryshme gjenetike

43. Per te njehsuar shpeshtine e rikombinimit numerohen
pllakat e formuara ne linjen E.coli K (rikombinantet
normale) si dhe pllakat e formuara ne linjen B ku rriten
edhe mutantet edhe normalet. Rikombinantet
shumezohen per 2, per aresye se nuk dallojme dot
mutantet e dyfishte.

44. Rikombinimi intragjenik
• Benzeri analizoi 8 lloje te ndryshme mutantesh rII duke i kryqezuar
midis tyre ne te gjitha kombinimet dhe duke ndertuar harten e
renditjes se tyre
• Rikombinimi ndodhte brenda te njejtit gjen rII. Ne kete menyre
kryqezimi midis nje mutanti a1 dhe nje tjetri a2 mund te simbolizohet:
• Pra gjeni eshte i ndashem ne
nen njesi me ane te
rikombinimit. Shpeshtia me e
vogel e rikombinimit midis nje
cifti mutantesh alele ishte
0,01%.

45.  Vendet mutacionale
Perdorimi i delecioneve ne hartezimin e vendeve
mutacionale
• Analizojme disa gjene qe renditen keshtu ne harten gjenetike
• Kur nje mutant D1 nuk jep rikombinante rII+ me mutantet qe kane
vendet mutacionale 1,2,3,4,5,6,7,8 ai ka nje delecion ne zonen 1 - 8
• Kur një mutant D2 nuk jep rikombinante rII+ me mutantet
5,6,7,8,89,10,11, 12 ai ka delecion ne zonen 5 - 12

46. Duke i mbivendosur dy delecionet e mesiperme mund te
percaktojme zonat e meposhtme te gjenit.
• Nje mutant i ri qe jep rikombinante rII+ kur kryqezohet
me D1 por jo me D2 duhet te kete nje mutacion ne zonen
III.
• Nje mutant i ri qe jep rikombinante rII+ me D2 por jo me
D1 duhet te kete nje mutacion ne zonen I.
• Nje mutant i ri qe nuk jep rikombinante rII+ as me D1 as
me D2 duket te kete nje mutacion ne zonen II.

47. Pas percaktimit te zones se nje mutacioni ai mund te hartezohet
ne lidhje me mutacionet e tjera duke formuar nje harte te
hollesishme

48. Analiza e vendeve mutacionale
Shperndarja e 1612
mutacioneve te rastesishme ne
lokusin rII , çdo ngjarje
mutacionale pasqyrohet me ane
te nje katrori te vogel

49. Struktura e holle e lokusit rII (permbledhje)

50. Perplotesimi
Perplotesimi ne eukariotet

51. Skema e perplotesimit ne mutantet e fagut T4

52. Skema qe shpjegon perplotesimin ne lokusin rII

53. Rikombinimi dhe Perplotesimi

54. Cistroni
Cistroni eshte nje vend gjenetik ne te cilin dy mutacione
ne pozicionin trans nuk mund te perplotesohen.

55. ADN-ja RIKOMBINANTE
Enzimat e restriksionit
Enzimat e restriksionit presin
ne vende me renditje te
veçanta duke prodhuar nje
popullate fragmentesh me
funde identike

56.  Si pritet ADN-ja në copa
- Enzimat e restriksionit, roli dhe përdorimi i tyre në
inxhinierinë gjenetike
- Palindromat dhe veprimi i enzimave të restriksionit

58. Tipi Aktiviteti i
enzimës
Kërkesë
për ATP
Vendi i
prerjes
I Prerje dhe
metilim Po
Rastësisht
larg nga
vendi i
njohjes
II Vetëm
prerje Jo
Brenda
vendit të
njohjes
III Prerje dhe
metilim Po
Rastësisht
pranë vendit
të njohjes
- Tipe të ndryshëm të enzimave të restriksionit

59. Prerja dhe ngjitja e copave të ADN nga enzimat e ndryshme

60. Prerje e ADN-së gjatësore të hapur
- Numri i vendeve të prerjes është i lidhur me numrin e copave
të prodhuara kur ADN-ja pritet nga një enzimë restriksioni

61. Prodhimi fundeve ngjitese

62. Vektoret
Vetite e vektoreve:
• nje molekule e vogel, e karakterizuar mire qe permban
nje origjine dyfishimi e cila lejon vetdyfishimin duke
perfshire dhe fragmentet e huaja qe ajo permban
• lejon te fitohet lehtesisht nje molekule hibride
Plazmidet
Fagu λ
Kozmidet (λ + plazmid)
Faget me nje varg ADN-je

63. Vektori
klonues
Madhësia e
ADN që
klonohet
Metoda e
shtimit
Futja në
qelizat
bakteriale
Plazmid Deri 15 kb Dyfishim i
plazmidit
Transformim
Fagu
lambda
Deri 23 kb Riprodhim i
fagut
Infektim me
anë të fagut
Kozmid Deri 44 kb Riprodhim i
plazmidit
Infektim me
anë të fagut
- Disa të dhëna mbi vektorët

64. Metodologjia e ADN-se rikombinante
Prodhimi i librarise gjenike dhe izolimi i klonit te desheruar

66. Zbulimi i gjeneve te klonuar (Southern blotting)

67. Teknika te tjera: cADN Northern blotting, Western
blotting,

68. Teknika Maxam-Gilbert e sekuencimit

70. Sekuencimi sipas metodës dideoksi të Sanger
- Pergatitja e ADN
stampë që do të
sekuencohet

71. - Reaksioni i zgjatjes së
vargut dhe analiza në xhel

72. Shumefishimi i gjeneve, teknika PCR (polymerase chain
reaction)

73. Zbatime te teknologjise se ADN-se rikombinante ne
eukariotet
• Vektoret e majase

74. Kafshet transgjenike: nje shembull i terapise gjenike tek minjte
Shprehja e gjenit per hormonin e
rritjes pas futjes me ane te plazmidit

75. Kerkimi per semundje te ndryshme
Amniocenteza

76. Ndryshimi i vendeve te restriksionit
Rasti i anemise
falciforme

77. Perdorimi i RFLP

78. ADN FINGERPRINTS
- Përdorimi i mikrosatelitëve
- Llojet ndryshme të RFLP-ve mund të analizohen me anë të
prerjes me enzima dhe vrojtimit të brezave elektroforetikë.
- Per çdo individ formohet një model i veçantë brezash

81. Rezultatet e
elektroforezës
pas prerjes

82. Gjenomika: shprehja e gjeneve dhe
mikroarray
- mjetet e rinj në dispozicion si: sekuenciatorët e
ADN, microarray të ADN ose chip janë në gjendje të
analizojnë shpejt dhe me saktësi mijëra gjene.
- çfarë është dhe si funksionon chip-i i ADN-së?

83. Skema e një çipi

84. Analiza e proçesit të ibridizimit identifikon gjenet që përgjigjen në
mënyrë të veçantë

85. Analiza e kompjukterizuar e renditjeve lejon identifikimin e gjeneve
që i përgjigjen një trajtimi me lëndë të ndryshyme

86. GJENET NË POPULLATA
 Popullata si një rezervuar gjenetik
 Llojet e ndryshme janë të ndarë në grupe ose popullata
(deme).
 Popullatat janë dinamike.
 Popullatat mund të përshkruhen në terma të
dëndësisë, shpërndarjes hapsinore, ritmeve të lindjeve
dhe vdekjeve si dhe nëpërmjet tipareve gjenetike

87.  Popullata, natyrisht ka më shumë informacion se
individi.
 Koncepti i fondit gjenetik: kompleti i informacionit
gjenetik që mban një popullatë e caktuar.
 Çdo popullatë mund të ndryshojë si rezultat i kushteve
që çojnë në ndryshimin e shpeshtive alelike.
 Si mund ta karakterizojmë një popullatë në terma
gjenetikë?

88. Raste të ndryshme të njehsimit të:
 Shpeshtive fenotipike
 Shpeshtive gjenotipike
 Shpeshtive alelike

89.  Ligji i Hardy – Weinberg-ut
 Është një model matematik që siguron mënyrat e
vlerësimit të shpeshtive alelike në popullatë dhe
përshkruan si kombinohen alelet për të formuar
gjenotipet.
 Ky model bazohet në këto kushte:
- Popullata me përmasa të mëdha
- Mungon seleksioni
- Kryqëzimet janë të rastit
- Mungojnë mutacionet
- Mungojnë migrimet

90.  Shembull:
Analizohet një gjen me dy alele: A dhe a (dominanca e plotë).
Shënojmë përkatësisht me p dhe q shpeshtitë e aleleve A dhe a.
Meqenëse kemi vetëm dy alele është i vërtetë rregulli:
p (A) + q (a) = 1
p (A)
Vezët
q (a)
Spermatozoidët
p (A) q (a)
AA
p2
Aa
pq
Aa
pq
Aa
q2

91. p2
tregon shpeshtinë e homozigotëve dominantë (AA)
2pq tregon shpeshtinë e heterozigotëve (Aa)
q2
tregon shpeshtinë e homozigotëve reçesivë (aa)
Në mënyrë të përmbledhur shpërndarjen e gjenotipeve
të ndryshëm mund të shkruajmë:
p2
+ 2pq + q2
= 1
AA Aa aa

92. Shembull numerik: duke u nisur nga shpeshtitë fillestare
p=0.6 dhe q= 0.4 në brezninë pasardhëse shpeshtitë gjenotipike
do të jenë:
p (A)= 0.6
Vezët
q (a)= 0.4
Spermatozoidët
p (A) = 0.6 q (a) = 0.4
AA
p2
= 0.36
Aa
pq = 0.24
Aa
pq = 0.24
Aa
q2
= 0.16

93. Shpeshtitë alelike në këtë brezni janë:
p(A) = p2
+ 1/2 (2pq) = 0.36 + 1/2 (0.48) = 0.6
q(a) = q2
+ 1/2 (2pq) = 0.16 + 1/2 (0.48) = 0.4
Sidoqoftë shpeshtitë gjenotipike edhe në këtë brezni
janë po ato të breznisë paraardhëse.

94.  Përdorimi i ligjit të Hardy –Weinberg-ut në
Gjenetikën Humane
 Alelet autosomike kodominante (sistemi MN)
 Alelet autosomike dominante dhe reçesive (fibroza
kistike: aa=1/2500)
 Tiparet e lidhur me seksin (daltonizmi: Xa
= 0.08)
 Alelet e shumfishta (sistemi AB0)