Birusak, Bakterioak eta Genetika: Gida eta Prozesuak

Birusak: Ezaugarriak, Egitura eta Ugalketa

Birusak izaki azelularrak dira, material genetikoa dute eta zelula bizidunen barruan ugaltzeko gai dira. Ez dute berezko metabolismorik.

Birusen Osaera eta Egitura

Osaera: Birusen material genetikoa DNA edo RNA da. Azido nukleikoak biribilak edo lerro-itxurakoak izan daitezke, baita kate bakarrekoak edo bikatekoak ere.

Egitura:

• Kapsidea: Proteina-egitura bat da eta birionaren material genetikoa inguratzen du.
• Protomeroak: Proteinazko egitura-azpiunitateak dira eta kapsidea osatzen dute.
• Kapsomeroak: Hainbat protomeroren bat-egiteak dira.

Birusen Morfologia

Kapsomeroak helize edo ikosaedro itxurako simetriaren arabera ordenatu daitezke, baina badaude bilkina duten birusak eta hainbat atal dituzten birus konplexuak ere. Hiru talde nagusitan sailka ditzakegu:

• Helikoidala: Proteinazko azpiunitateak helize-itxuran antolatuta ditu. Helizearen luzera azido nukleikoen mende dago, eta zabalera, aldiz, proteinen tamainaren eta banaketaren mende. Birus-partikularen barrualdea hutsik dago. Adibidez, tabakoaren mosaiko birusa.
• Ikosaedrikoa: Hogei alde triangular dituzte, baita globo-itxura ere. Antolaketa horri esker, egitura itxi bat eratu dezakete, azpiunitate edo kapsomero kopuru txikiena erabiliz. Adibidez, adenobirusak.
• Konplexuak: Hainbat atal dituzte. Azido nukleikoa proteinei lotuta egon daiteke eta mintz batek inguraturiko nukleoide bat eratu dezake; nukleoidea, aldi berean, zuntzak dituen kanpoko estalki batek estal dezake. Adibidez, poxbirusa (animalien birus handiena). Bakteriofago batzuk dira konplexuenak: helize-itxurako isatsa dute eta buruak ikosaedro baten antza du. Isatsaren amaieran, proteina-izaera duten zuntz batzuk daude eta horiei esker, behar den lekuan hel diezaiokete bakterioari. Esaterako, T4 bakteriofagoa.

Birusen Ugalketa-Zikloak

Birusek zelulak behar dituzte ugaritzeko: birusa zelula batean sartzen da eta haren makineria erabiltzen du birion berriak sortzeko. Birusek bi ugalketa-ziklo izan ditzakete:

Ziklo Litikoa

Ziklo litikoan birusak zelula infektatzen du, ugaldu egiten da eta ostalaria lisatzen du (hau da, hil egiten du). Bakteriofagoen eta animalia-birusen ugalketa-ziklo tipikoa da. Honako etapetan laburbildu daiteke:

• Biriona xurgatzea eta zelula ostalariaren errezeptore batzuei finkatzea.
• Birusaren azido nukleikoa zelulan sartzea eta zelularen DNA degradatzea.
• Birusen azido nukleikoa ugaritzea, zelula ostalariaren makineria erabiliz.
• Estalkiko proteinak transkribatzea eta sintetizatzea.
• Egitura-unitateak mihiztatzea eta azido nukleikoa kapsidetan paketatzea.
• Bakterioaren lisia eta birion helduak zelularen kanpora askatzea.

Ziklo Lisogenikoa

Zenbait birusek, inbaditzean, ez dute zelula zuzenean suntsitzen; horren ordez, birusaren DNA zelula ostalariaren DNAn integratzen da, haiekin bikoizteko eta hainbat belaunaldiz transmititzeko. Baldintza jakin batzuetan, birusaren DNA aktibatu egiten da, hau da, bere eramailea den kromosometik bereizten da eta ziklo litikoa hasten du. Bakterioen genoman integratutako birusaren genomari probirus edo profago esaten zaio.

Mutazioak: Aldaketa Genetikoak

Mutazioak material genetikoan gertatzen diren bat-bateko aldaketa iraunkorrak dira.

Ondorioak: Kasu askotan mutazioak ez dira antzematen, DNAren zati ez-funtzionala mutatu delako (introia) edo alelo berria errezesiboa izanik itzalean geratzen delako. Eboluzioari begira oso garrantzitsuak dira, alelo berriak sortzen direlako eta aniztasuna sortzen delako.

Mutazio Motak

• Genikoak: Gene bakarra aldatzen da eta, batzuetan, benetako mutaziotzat hartzen da.
• Kromosomikoak: DNA zati handiagoa aldatzen da; aldaketak kromosoma-mailan ematen dira.
• Genomikoak: Kromosoma-kopurua aldatzen da.
  • Poliploidia: Egoera diploidea (2n) handitzen da (3n, 4n...).
  • Haploidia: Kromosoma-multzo bat galtzen denean.
  • Aneuploidia: Kromosoma oso bat gehiago edo gutxiago edukitzean datza.
• Estrukturalak: Kromosoma baten sekuentzia genikoen kopurua edo ordena aldatzen da:
  • Delekzioa: Nukleotido-sekuentzia bat galtzen da.
  • Bikoizketa: Sekuentzia berbera errepikatzen da.
  • Txertaketa: Sekuentzia berri bat txertatzen da.
  • Translokazioa: Sekuentzia bat lekuz aldatzen da.
  • Inbertsioa: Sekuentzia alderantziz jartzen da.

Bakterioak eta Bioteknologia

Zer dira bakterioak eta nola ugaltzen dira?

Bakterioa hiru bizi-funtzioak betetzen dituen mikroorganismo prokariotikoa da, antolaketa-mailarik bakunena duena. Monera erreinukoak dira.

Ugalketa: Bakterioek ugaltzeko bi modu dituzte:

• Ugalketa sexuagabea: Erdebiketa bidez.
• Ugalketa parasexuala: Aniztasun genetikoa lortzeko. Hiru mota daude: 1. Transformazioa (kanpoko DNA hartzea), 2. Transdukzioa (fago baten bidez) eta 3. Konjugazioa (PILI baten bidezko transmisioa).

Bakterioen erabilgarritasuna

Egia al da bakterio guztiak kaltegarriak direla? Ez, bakterio gehienak ez dira patogenoak. Askok prozesu biologikoetan laguntzen dute, adibidez, Lactobacillus-ak digestioan.

Garapen bioteknologikoa: Bai, bakterio asko erabilgarriak dira. Antzinatik erabili dira Lactobacillus (esnekiak) eta Acetobacter (ozpina). Gainera, intsektizida biologikoak sortzeko (Bacillus thuringiensis) ere erabiltzen dira.

Prozesu Molekularrak: DNA eta RNA

DNA-ren Duplikazioa

1. DNA molekula irekitzen da: Helikasak H-zubiak apurtzen ditu (Ory-C puntuan).
2. SSB proteinak lotzen dira banandutako hariekin.
3. Primasak (RNA polimerasa) primer izeneko zati txikia sortzen du.
4. DNA polimerasak nukleotidoak jartzen ditu.
5. Hari gidarian prozesua jarraian ematen da; atzeratutako harian, aldiz, zatika (Okazaki zatiak) eta ligasak zati horiek elkartzen ditu.
6. Prozesua behin eta berriro errepikatzen da DNAren bi kopia sortu arte.

Transkripzioa

1. DNA molekula irekitzen da: Helikasak H-zubiak apurtzen ditu 5'TATAA3' katea agertzean.
2. RNA polimerasak erribonukleotidoak jarri eta RNA haria sortzen du.
3. 5'TTATTT3' sekuentzia topatzean, RNA polimerasa gelditu egiten da.
4. RNA askatu egiten da.
5. RNAm-aren heltze-prozesua: "cap"-a eta poli-A isatsa gehitu, eta introiak eliminatu.
6. RNAm nukleotik ateratzen da.

Itzulpena

1. RNAm eta erribosomaren atal txikia elkartzen dira.
2. 5'AUG3' sekuentzia irakurtzean, RNAt + Met sartzen da P tokian.
3. Erribosomak hurrengo kodoia irakurtzen du eta dagokion RNAt-a A tokian lotzen da.
4. RNAt-ak aminoazidoa (aa) askatu eta Met-rekin lotzen du; dena lekuz mugitzen da.
5. Lehenengo RNAt-a E tokian jartzen da eta bigarrena P tokian. Prozesua errepikatzen da.
6. Amaierako sekuentziak (UAA, UAG, UGA) agertu arte jarraitzen du.
7. Dena askatu eta polipeptidoa erabilgarri geratzen da.