Mapowanie i markery molekularne
|
|
- Zuzanna Chmiel
- 7 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie Mapowanie i markery molekularne mgr inż. Waldemar Skowron waldemar_skowron@sggw.pl MAPOWANIE polega na opracowaniu szczegółowych map chromosomów, które odzwierciedlają położenie znanych genów, jak również sekwencji DNA o nieznanej funkcji w genomie. MAPY schematyczne odwzorowanie genomu organizmu lub elementu genetycznego (np. plazmidu) przedstawiające wzajemne położenie poszczególnych genów i innych elementów genetycznych. Mapowanie genomu opiera się na dwóch metodach: mapowaniu genetycznym i mapowaniu fizycznym. MARKER to cecha odróżniająca jednego osobnika od drugiego, cecha fenotypowa, choroba dziedziczna, występowanie lub brak jakiegoś polipeptydu, różnicy w sekwencji DNA. 1
2 MAPY GENETYCZNE MAPY FIZYCZNE powstają w oparciu o analizę częstości rekombinacji między badanymi markerami; pokazują rozmieszczenie markerów na chromosomie oraz odległości genetyczne między nimi; jednostka: 1cM = 1% rekombinacji (1 crossing over na 100 mejoz) powstają poprzez bezpośrednią lokalizację, technikami biologii molekularnej, badanej sekwencji DNA w genomie; jednostka: pary zasad pz (ang. bp, kbp) MAPY GENETYCZNE MAPY FIZYCZNE 2
3 Mapa genetyczna - mapa lokalizacji genów na chromosomie, powstała poprzez badanie częstości zachodzenia zjawiska crossing over (rekombinacji) pomiędzy odpowiednimi genami na podstawie stosunku ilości rekombinantów do ilości osobników nie zrekombinowanych otrzymanych w krzyżówce testowej. Im częściej zachodzi crossing over między genami (im większa jest wartość tego stosunku), tym bardziej są one od siebie oddalone. Odległość tą wyraża się w jednostkach mapowych (j.m.) lub w centymorganach (cm). mapa genetyczna musi pokazywac pozycje poszczególnych genów w stosunku do okreslonych wyznaczników, czyli markerów Wskazują na względne położenie specyficznych markerów wzdłuż chromosomu informacja na temat struktury, funkcji i ewolucji genomu. Spokrewnione gatunki zazwyczaj mają podobną zawartość i lokalizację genów i markerów; Potencjalnym markerem jest jakakolwiek dziedziczna cecha fizyczna czy molekularna; Populacja mapująca : -ma podstawowe znaczenie dla powodzenia eksperymentu -formy rodzicielskie to homozygotyczne linie wsobne, niski stopień pokrewieństwa, co zwiększy poziom polimorfizmu w potomstwie Populację mapującą stanowią rozszczepiające się potomstwo 3
4 Mapowanie genetyczne opiera się na stosowaniu technik genetycznych do konstruowania map pokazujących pozycje genów i innych charakterystycznych rodzajów sekwencji w genomie. Techniki genetyczne obejmują krzyżowanie organizmów lub, w przypadku ludzi, badanie historii rodzin (rodowodów). Rodzice o różnych genotypach z polimorficznymi markerami Krzyżowanie wsteczne (backcross) Kultury pylników Rekombinowane linie wsobne F 5 -F 6 (RILs) 4
5 Potencjalny marker to jakakolwiek dziedziczna cecha fizyczna czy molekularna, różna między osobnikami, łatwo wykrywalna; Markerem może być sekwencja DNA w obrębie genu lub odcinka niekodującego nałożonego w pobliżu determinanta genetycznego danej cechy jeżeli jego dziedziczenie można prześledzić; Marker musi być polimorficzny, co znaczy, że muszą istnieć alternatywne formy (allele) pomiędzy osobnikami w badanej populacji; Markery genetyczne Mniej rekombinacji Więcej rekombinacji Im bliżej markery leżą obok siebie, mniejsze jest prawdopodobieństwo rozdzielenia alleli podczas rekombinacji = będą dziedziczyć się razem; Odległość między dwoma punktami nie jest mierzona w jednostkach fizycznych ale w centymorganach; 1cM = 1% rekombinacji Im dalej od siebie są markery 1 i 2 tym częstsze rekombinacje. 5
6 Po stworzeniu populacji, rodzice i pokolenia F 2 są testowane przy użyciu różnych markerów mogą to być np. RFLP, RAPD, AFLP i inne; Jeżeli ma allel A jako marker 1 i B jako marker 2; ma allel C i D odpowiednio jako marker 1 i 2; Jeżeli marker 1 i 2 są blisko siebie na tym samym chromosomie to u potomstwa w większości allele A,B (lub C,D) będą sprzężone bo rekombinacja będzie zachodziła bardzo rzadko Im dalej od siebie są markery 1 i 2 tym częstsze rekombinacje 6
7 Do raz stworzonej mapy dodajemy następne markery używając do analiz dokładnie tej samej populacji, znaczenie ma jej liczebność (!); Można stworzyć dokładną, wysyconą mapę; Jest to trudne: długi czas i wiele wysiłku; Takie mapy powstały dla wielu roślin (głównie użytkowych) np. ryż, kukurydza, soja; I dla rośliny modelowej Arabidopsis thaliana Mapowanie fizyczne wykorzystuje techniki biologii molekularnej do badania cząsteczek DNA bezpośrednio w celu skonstruowania map pokazujących pozycje różnych typów sekwencji z genami włącznie. Określenie kolejności specyficznych sekwencji markerów na chromosomach i ustalenie odległości między nimi w parach zasad. Rekonstrukcja genomu przez uporządkowanie mniejszych fragmentów DNA w specjalnych wektorach. 7
8 Mapa fizyczna mierzona jest w parach zasad (pz) i określa odległość między dwoma punktami; Dwa markery mogą być genetycznie bardzo blisko siebie, np. mały współczynnik rekombinacji między nimi, ale daleko fizycznie tysiące pz (zależy od gatunku); Dobrze jest wiedzieć, czy między markerami genetycznymi jest odległość 1kpz (1.000pz) czy 1Mpz ( pz); Gatunek kpz/cm rzodkiewnik 139 pomidor 510 kukurydza 2140 Najważniejsze trzy techniki: Mapowanie restrykcyjne, które ustala na cząsteczce DNA względne pozycje miejsc cięcia przez enzymy restrykcyjne. Hybrydyzacja fluorescencyjna in situ (FISH ang. fluorescent in situ hybridization), w której położenia markerów mapuje się przez hybryzyzację markera z nienaruszonym chromosomem. Mapowanie miejsc znaczonych sekwencyjnie (STS ang. sequence tagged site), w którym pozycje krótkich sekwencji mapuje się przez PCR i/lub analizę hybrydyzacyjną fragmentów genomu. 8
9 Najprostszym sposobem skonstruowania mapy restrykcyjnej jest porównanie wielkości fragmentów po trawieniu DNA dwoma różnymi enzymami restrykcyjnymi osobno i razem (np. EcoRI i BamHI) rozpoznającymi różne sekwencje. Po rozdzieleniu elektroforetycznym, z otrzymanych fragmentów układamy mapę odcinka. W rzeczywistości jest to zmapowanie tylko miejsc restrykcyjnych z dokładnością do kilkudziesięciu pz (bo taka jest dokładność elektroforezy). Układ takich miejsc jest zazwyczaj unikatowy, dlatego profil restrykcji jest znakiem rozpoznawczym danego odcinka genomu. Zatem mapowanie restrykcyjne jest to obraz cząsteczki DNA, na którym zaznaczone są miejsca rozpoznawane przez różne enzymy restrykcyjne z uwzględnieniem odległości między nimi wyrażonej w nukleotydach 9
10 Mapowanie restrykcyjne daje najlepsze wyniki dla stosunkowo krótkich odcinków DNA, poniżej 50 kb, bo wieksze odcinki się zlewają Gdy pozwolimy na pulsowanie pola elektrycznego, nawet tak długie odcinki jak 2Mb moga byc rozdzielone. Można w ten sposób rozdzielic wszystkie 16 chromosomów drosdsy (nie pocięte) lub odnaleźć YAC. Pozwala bezpośrednio uwidocznić pozycję markera na chromosomie albo na wydłużonej cząsteczce DNA. Markerem jest sekwencja DNA, którą uwidacznia się przez hybrydyzację z sondą fluorescencyjną. 10
11 Mapować można pod mikroskopem. Komórki z chromosomami w stadium metafazy suszymy na szkiełku mikroskopowym. Denaturujemy chemicznie, tak by struktura przestrzenna nie uległa zniszczeniu, ale żeby rozłączyć komplementarne nici chromosomu. Dodajemy sonde wyznakowana fluorescencyjnie, która odszukuje sekwencje komplementarna i podświetlamy pod mikroskopem dla zobaczenia barwnego sygnału. Na tym przykładzie widzimy chromosom metafazowy (para chromosomów homologicznych, każdy ma dwie chromatydy). Dodano tu na raz 18 różnych sond z różnymi kolorami (znakowaniem fluorescencyjnym). Widać, że na homologicznych odcinkach układ kolorów jest taki sam. Dla zwiększenia dokładności takiego mapowania stosuje się prostowanie i wyciąganie chromosomów metafazowych lub używa się chromosomów z innych stadiów podziału komórki (mniej skondensowanych). 11
12 Stworzenie szczegółowej mapy fizycznej dużego genomu wymaga procedur mapowania o dużej rozdzielczości i mało skomplikowanych technicznie. Żadna z dwóch rozważanych poprzednio technik nie spełnia tych wymagań. Mapowanie restrykcyjne jest szybkie, łatwe i dostarcza szczegółowych informacji, ale nie nadaje się do dużych genomów. FISH można stosować do dużych genomów, a jego zmodyfikowane wersje mogą dostarczyć danych o dużej rozdzielczości, ale FISH trudno jest przeprowadzić, a zbieranie danych jest powolne. Obecnie najwydajniejszą techniką mapowania fizycznego, odpowiedzialną za stworzenie najbardziej szczegółowych map dużych genomów, jest mapowanie STS. 12
13 Miejsce znaczone sekwencyjnie to po prostu krótka sekwencja DNA, przeważnie długości bp, łatwa do rozpoznania i pojawiająca się tylko raz w badanym genomie lub chromosomie. Aby zmapować zestaw STSów, potrzebna jest kolekcja zachodzących na siebie fragmentów pochodzących z pojedynczego chromosomu albo z całego genomu. Wyobraźmy sobie, że mamy komplet pociętych fragmentów dużego genomu (np. człowieka), które umieszczone są np. w kosmidach lub YAC. Jak je uporządkować? Byłoby to możliwe, gdybyśmy znali wiele sekwencji DNA (po zasad), z których każda występuje tylko raz w genomie, ale jest ich co najmniej dwie w jednym fragmencie. Potrzebnymi unikatowymi znacznikami mogą być choćby sondy wyprowadzone z cdna genów mających tylko jedna kopie w genomie. Jeśli taka sonda hybrydyzuje z dwoma różnymi fragmentami, to znaczy, że zachodzą one na siebie. Możemy uporządkować naszą bibliotekę, czyli ułożyć mapę STS, lub inaczej, zbudować kontig klonów. 13
14 Mapy na podstawie kontigów ułożenie nakładających się na siebie fragmentów DNA pokrywających cały genom, i na podstawie restrykcji ułożenie i odległość między miejscami cięcia enzymów oraz różnego typu markerów innych niż RFLP. Kontigi: -cięcie na mniejsze fragmenty i klonowanie; -Ułożenie fragmentów w ciągłą sekwencję bloku DNA; -Trudności przy długich fragmentach (nie wszystkie regiony chromosomu łatwo się klonują); -Duża ilość powtórzonego DNA = trudności z ułożeniem; -Zestaw zachodzących na siebie kontigów jest następnie łączony w większe fragmenty o długości 30tyś.-50 tyś. Zasad, które porządkuje się, wykorzystując fizyczne mapy chromosomowe. Restrykcja -Rzadko tnący enzym, ułożenie długich fragmentów; -Cięcie innym enzymem, ułożenie krótszych fragmentów; -Mapa pokazuje ułożenie i odległość między miejscami cięcia; -Mniej przerw niż przy kontigach ale rozdzielczość mała, nieprzydatna przy wyszukiwaniu konkretnych genów; Markery -Techniki wykorzystujące markery molekularne; -Najczęściej stosowane z metodą PCR; -Gęstość mapy zależy od zastosowanego markera; Niska rozdzielczość Mapowanie z wykorzystaniem restrykcji kolejność i odległości pomiędzy punktami trawienia enzymami DNA. 100s kbp Fluorescencyjna hybrydyzacja in situ (FISH) hybrydyzacja fluorescencyjnych sond do chromosomów. 100s kbp STS sequence mapping kolejność unikalnych w genomie markerów DNA (STS). 100 kbp Sequence map - całkowicie zsekwencjonowany chromosom. 1bp Wysoka rozdzielczość 14
15 Mapy fizyczne i genetyczne uzupełniają się, tworząc podstawę do otrzymania pełnej sekwencjo DNA genomu. 15
16 W związku z kompleksową budową genomów u większości organizmów, np pz u drożdży, pz u człowieka i pz u ziemniaka, ustalanie tożsamości genetycznej materiału biologicznego i określenie jego filogenezy opiera się na badaniu wybranych fragmentów DNA, przy użyciu markerów genetycznych. Marker to cecho odróżniająca jednego osobnika od drugiego, cecha fenotypowa, choroba dziedziczna, występowanie lub brak jakiegoś polipeptydu, różnice w sekwencji DNA. Ogólnie, wyróżnia się 2 grupy markerów: markery morfologiczne markery molekularne: - markery białkowe (izoenzymy, allozymy) - markery DNA Markery morfologiczne to cechy zewnętrzne, będące wynikiem ekspresji genów, takie jak kształt blaszki liściowej, zawartość barwników w plastydach, omszenie, czy karłowatość, były pierwszymi, wykorzystywanymi na szeroką skalę do analizy genetycznej, obecnie nada przydatne do identyfikacji odmian hodowlanych. Wady: w większości recesywne, niski polimorfizm, mutacje (ang.deletorious fenotype), problemy z epistazą (interakcja pomiędzy genami), plejotropią, incomplete penetrence, podlegają wpływom środowiska, fenotyp przejściowy, trudne do znalezienia sprzężeń, wynikające z dominacji trudności przy odróżnianiu homozygot id heterozygoty. 16
17 Izoenzymy (izozymy) - homologiczne enzymy w obrębie danego organizmu, które katalizują tę samą reakcję, ale różnią się nieznacznie strukturą, wartościami Km i Vmax oraz właściwościami regulacyjnymi. Izoenzymy ulegają ekspresji w różnych tkankach lub organellach w różnych stadiach rozwojowych. Są kodowane przez geny zajmujące różne loci, które zwykle powstają w wyniku duplikacji genu i dywergencji. Izoenzymy można często odróżnić od siebie na podstawie właściwości biochemicznych, takich jak ruchliwość elektroforetyczna. Stała Michaelisa (Km) jest to takie stężenie substratu, przy którym szybkość reakcji enzymatycznej jest równa połowie szybkości maksymalnej (Vmax) tej reakcji. wykazują na ogół kodominację, dziedziczą się jak proste jednostki mendlowskie, nie są modyfikowane przez środowisko zewnętrzne, to pierwsze markery molekularne, umożliwiające badanie struktury genetycznej populacji roślin, oszacowanie stopnia heterozygotyczności i polimorfizmu, jak również badanie stopnia podobieństwa genetycznego i potwierdzenie czystości genetycznej lub mieszańcowości, co uczyniło z nich pomocne narzędzie w hodowli. przede wszystkim analiza polimorfizmu izoenzymatycznego umożliwia wyjaśnienie dziedzicznego podłoża wielu enzymów i białek spełniających istotne funkcje w roślinie. Dzięki izoezymom poznano m.in. wielogenową rodzinę kodującą α-amylazę enzym odpowiedzialny za hydrolizę skrobi zapasowej podczas kiełkowania ziarna zbóż. Wady: nie sprawdziły się jako markery molekularne w projektach zmierzających do całościowej charakterystyki genomów roślinych, w tym do konstrukcji map genetycznych, w praktyce, liczba polimorfricznych układów enzymatycznych w określonym materiale badawczym jest niewielka, dodatkowym mankamentem jest konieczność dopracowywania, osobno dla każdego enzymu, metodyki rozdziału, barwienia lub ekstrakcji. 17
18 Marker genetyczny polimorficzna sekwencja DNA (specyficzna) z jednego miejsca na chromosomie, używana do mapowania genetycznego, może być związana z fenotypem. Marker molekularny klasa I (markery fenotypowe) geny kodujące cechy jakościowe organizmu np. antygeny erytrocytarne (układy grupowe krwi), antygenowe determinanty białek surowicy krwi (allotypy immunoglobulin), białka polimofriczne (osocza krwi, erytrocytów), antygeny leukocytarne oraz antygeny głównego układu zgodności tkankowej (Major Histocompatibility Complex - MHC); markery tej klasy indentyfikowane są metodami serologicznymi lub metodami elektroforetycznymi; klasa II (markery DNA) są to sekwencje DNA, niekoniecznie kodujące, np. RFLP, VNTRs, STRs, RAPD, SSCP, SNP; markery takie jako markery genetyczne muszą mieć przynajmniej dwie alleliczne formy; markery tego typu identyfikowane są przy użyciu technik analizy molekularnej (np. PCR lub metoda hybrydyzacji z sondą molekularną) wysoce polimorficzny (obecność licznych form allelicznych) wysoka częstotliwość występowania i równomierne rozłożenie w genomie, neutralny selekcyjnie (brak sprzężenia z genami plejotropowymi), wykazujący niezależność ekspresji pod wpływem czynników zewnętrznych, powinien być wykrywany prostą i szybką metodą zarówno u homo- jaki i heterozygoty (kodominacja), obecność we wszystkich osobnikach potomnych (ang. Complete penetrance), wykrywalny na wczesnych etapach rozwoju, losowo występujący w genomie, Nie inwazyjna metoda (przeżyciowa) a jego analiza zautomatyzowana. 18
19 Technika RFLP polega na trawieniu DNA enzymami restrykcyjnymi (nukleazą), a następnie poddaniu produktów trawienia rozdziałowi na żelu agarozowym. Trawienie restrykcyjne określonej cząsteczki DNA powinno dawać ten sam zbiór fragmentów. W przypadku genomowego DNA niektóre miejsca restrykcyjne są polimorficzne i występują jako dwa allele np. A ma sekwencję rozpoznawaną przez enzym a ma zmienioną sekwencję nie rozpoznaną przez enzym Późniejsza modyfikacja metody wprowadziła dodatkowo transfer rozdzielonych fragmentów DNA na membranę, a następnie hybrydyzację DNA ze specyficzną sondą znakowaną radioaktywnie (Southern 1975) lub fluorescencyjnie (Neuhaus-Url i Neuhaus 1993). 19
20 Jako sondy stosuje się zwykle DNA lub cdna o wielkości pz, zaś wizualizację polimorfizmu sygnałów hybrydyzacyjnych dokonuje się za pomocą autoradiografii. Źródłem zróżnicowania struktury DNA określanego metodą RFLP mogą być delecje, insercje, utrata miejsca restrykcyjnego w obrębie sekwencji rozpoznawanej przez sondę, bądź też pojawienie się nowego miejsca restrykcyjnego w obrębie sekwencji rozpoznawanej przez sondę lub poza sekwencją komplementarną dla sondy. ETAPY izolacja DNA trawienie DNA enzymem restrykcyjnym frakcjonowanie DNA (żel agarozowy) denaturacja DNA transfer DNA na membranę przygotowanie sondy: znakowanie denaturacja hybrydyzacja membrany z sondą i płukanie detekcja (np.autoradiografia); 20
21 ZALETY WADY Możliwość stwierdzenia homo- lub heterozygotyczności analizowanego osobnika na podstawie uzyskanego profilu genetycznego; Wysoka częstotliwość wykrywanego polimorfizmu; Umożliwia analizę specyficznych loci lub alleli; Uzyskane rezultaty cechuje wysoka wiarygodność; Wymaga dużej ilości DNA niezbędnego do trawienia restrykcyjnego; Wysokie koszty otrzymania sondy; Pracochłonność, czasochłonność; Zazwyczaj użycie izotopu. Metoda VNTR po raz pierwszy została zastosowana do tworzenia mapy genetycznej człowieka; Opiera się na analizie tandemowo powtarzających się motywów sekwencyjnych długości pz zwanych minisatelitarnym DNA. Z reguły występują przy końcach chromosomów telomerach; Liczba powtórzeń motywu minisatelitarnego waha się do 2 do 1000 razy i jest często zróżnicowana wśród genotypów tego samego gatunku, co powoduje jest licznymi zdarzeniami rekombinacyjnymi. 21
22 Polimorfizm minisatelitarnych loci wykrywany jest poprzez trawienie DNA enzymami restrykcyjnymi, które rozpoznają sekwencje flankujące minisatelitarne regiony. Dalsze etapy analizy przebiegają jak w przypadku markerów RFLP, z zastosowaniem sond homologicznych do minisatelitarnego DNA. W wyniku analizy uzyskuje się profile molekularne składające się z wielu produktów o wielkości od 4-20 kpz, zwane fingerprintami. 22
23 SSR opiera się na analizie sekwencji DNA, składających się z powtarzalnego motywu długości 1-5 nukleotydów. Liczba powtórzeń waha się w przedziale i może być zmienna w obrębie osobników tego samego gatunku. Dla genomu roślinnego najbardziej charakterystycznym powtórzeniem jest dwunukleotyd (AT)n oraz trójnukleotyd (TAT)n. Aby dokonać analizy sekwencji za pomocą systemu SSR stosuje się biblioteki genomowe, z których, przy użyciu sondy mikrosatelitarnej, selekcjonuje się klony zawierające komplementarne loci. Wyselekcjonowane klony poddaje się sekwencjonowaniu, by na ich bazie zaprojektować startery dla amplifikacji repetytywnego DNA. 23
24 Wyselekcjonowane klony poddaje się sekwencjonowaniu, by na ich bazie zaprojektować startery dla amplifikacji repetytywnego DNA. Przy projektowaniu starterów korzysta się również z baz danych sekwencyjnych znaczników ekspresji EST lub sekwencji spokrewnionych gatunków. Dokonuje się także wzbogacania istniejących bibliotek genomowych w sekwencje mikrosatelitarne dzięki selektywnej hybrydyzacji fragmentów DNA przy użyciu magnetycznych kulek pokrytych streptawidyną bądź też nylonowych membran. W zależności od liczby powtórzeń elementu podstawowego na żelu poliakryloamidowym uzyskuje się produkty o różnej długości. Zaletą systemu markerowego SSR jest wysoka częstotliwość identyfikacji polimorficznych sekwencji, wynikająca ze zmiennej liczby powtórzeń motywu nukleotydowego, a także możliwośc oceny homo- lub heterozygotyczności analizowanego osobnika na podstawie profilu genetycznego. SSR mikrosatelitarny polimorfizm krótkich tandemowych powtórzeń (ang. simple sequence repeats) ZALETY Łatwy do wykrycia przy użyciu PCR; Wysoki polimorfizm; Kodominujący. WADY Początkowa identyfikacja 24
25 RAPD to system markerowy bazujący na reakcji PCR z zastosowaniem startera o przypadkowej sekwencji i długości 9-11 pz (Williams i wsp. 1990). Każdy taki starter hybrydyzując do matrycy DNA, zapoczątkowuje amplifikacje w wielu rejonach genomu jednocześnie. Produkty amplifikacji rozdziela się na żelu agarozowym, a ich detekcja odbywa się z użyciem bromku etydyny lub srebra. Metoda ta jest szybsza, wydajniejsza i mniej pracochłonna niż RFLP. Potrzeba również znacznie mniejszych ilości DNA, ponieważ jest on powielany w kolejnych rundach amplifikacji. Stosując analizę RAPD należy być świadomym jej ograniczeń. Obecność produktów, które migrują w żelu na ten sam dystans i wydają się być identyczne dla różnych osobników, nie świadczy o ich homologii sekwencyjnej. Pojedyncze produkty składające się na wzór prążkowy, w rzeczywistości mogą składać się z kilku fragmentów wspólnie migrujących w żelu. 25
26 Foto: Tomasz Mróz ZALETY WADY Nie jest wymagana uprzednia znajomość sekwencji, startery o przypadkowej sekwencji; Jednoczesna analiza 3-10 miejsc w genomie (tyle samo produktów/1 starter); Łatwa w wykonaniu i stosowaniu niedroga; Możliwość automatyzacji; Szybsza, wydajniejsza i mniej pracochłonna niż RFLP. Pojedyncze produkty składające się na wzór prążkowy, w rzeczywistości mogą składać się z kilku fragmentów wspólnie migrujących w żelu; Niski polimorfizm alleliczny; Wyniki nie zawsze powtarzalne. 26
27 Użyteczność markerów RAPD może być zwiększona, gdy kontynuacją ich analizy jest system markerowy SCAR. Technika ta polega na sekwencjonowaniu końcowych odcinków produktu RAPD, na bazie których projektowane są startery długości pz stosowane do amplifikacji specyficznego locus. System markerowy SCAR identyfikuje różnice sekwencyjne, które dziedziczą się dominująco, jednakże dodatkowe poddanie produktów PCR trawieniu restrykcyjnemu i rozdziałowi na denaturującym żelu poliakryloamidowym może służyć określeniu homo- lub heterozygotyczności analizowanego osobnika. AFLP to technika polegająca na trawieniu matrycowego DNA enzymami restrykcyjnymi, a następnie poddaniu uzyskanych fragmentów dwóm rundom amplifikacji: niespecyficznej i specyficznej. Kombinacja dwóch enzymów restrykcyjnych umożliwia uzyskanie tzw. lepkich końców, które są niezbędne do połączenia produktów trawienia z oligonukleotydowymi odcinkami tzw. adaptorami. Po ligacji adaptorów prowadzona jest reakcja preamplifikacji z zastosowaniem starterów komplementarnych do adaptora i miejsca restrykcyjnego, posiadających na końcu 3 selektywny nukleotyd. Po reakcji amplifikacji niespecyficznej prowadzi się amplifikację specyficzną z użyciem starterów, które na końcu 3 posiadają 2-4 specyficzne nukleotydy. 27
28 Rozdział produktów PCR następuje na żelu poliakryloamidowym, a detekcja poprzez barwienie srebrem bądź autoradiograficznie. Metodę tą charakteryzuje wysoka rozdzielczość generowanych wzorów prążkowych oraz możliwość szybkiej detekcji polimorfizmu. System ten wymaga znajomości badanych sekwencji, możliwe jest jego zautomatyzowanie, a także konwersja w inne typy markerów. ZALETY Jednoczesna analiza średnio 100 miejsc w genomie = prążków; Potencjalnie wyższy polimorfizm niż przy RFLP czy nawet RAPD; Jak przy RAPD, tylko niewielka ilość DNA jest potrzebna i nie trzeba sondy i hybrydyzacji; Wyniki są bardziej wiarygodne i informatywne niż przy RAPD; Nie wymaga uprzedniej znajomości sekwencji. WADY Metoda pracochłonna; Technicznie skomplikowana; Stosunkowo droga; Wymaga izotopu; Prążki nadal liczone jako obecny/brak (dominujący/recesywny). 28
29 SSCP polega na detekcji polimorfizmu z zastosowaniem elektroforezy zdenaturowanego jednoniciowego DNA, krórego konformacja ulega zmianie pod wpływem punktowych substytucji, delecji lub insercji. Jej zastosowanie umożliwia idenyfikacje heterozygotyczności organizmów, a także określenie różnic strukturalnych DNA obejmujących kilka par zasad, wpływających na zmianę ruchliwości produktu w żelu poliakryoamidowycm. Metoda ta głównie stosowana w detekcji chorób genetycznych człowieka, została zaadoptowana do analizy polimorfizmu i detekcji mutacji w obrębie genomów roślin hodowlanych. ZALETY Występuje z dużą częstością; Umożliwia identyfikacje heterozygot; W naturze kodominujący; WADY Często populacyjnie specyficzny; Konieczność znajomości sekwencji. 29
30 SNP umożliwia wykrycie polimorfizmu pojedynczego nukleotydu w obrębie badanej sekwencji. Polega na amplifikacji określonego fragmentu genomu w reakcji PCR i sekwencjonowaniu uzyskanego produktu. Następnie dokonuje się porównania obrazów elektroforetycznych produktów amplifikacji, co pozwala na stwierdzenie, czy mutacja w danym obszarze genomu miała miejsce. Zaleta tej techniki jest wysoka wydajność identyfikacji polimorfizmu w obrębie badanej sekwencji, wada jest wysoki koszt analizy. 30
31 ZALETY Wysoka wydajność identyfikacji polimorfizmu. WADY Wysoki koszt analizy. (JOANNA SZTUBA-SOLIŃSKA, 2005) 31
32 (JOANNA SZTUBA-SOLIŃSKA, 2005) 32
33 badania filogenetyczne: określanie pokrewieństwa między gatunkami, formami uprawnymi i dzikimi, porządkowanie systematyki i weryfikacja poglądów na ewolucję gatunków; konstruowanie map genetycznych gatunków: identyfikacja bardzo dużej liczby markerów zarówno cech jakościowych jak i ilościowych, zagęszczenie map z markerami morfologicznymi i izoenzymatycznymi; określanie czystości odmianowej nasion: np. nasiona mieszańców heterozyjnych tworzone z wykorzystaniem samoniezgodności; czy powstały w wyniku przekrzyżowania czy samozapylenia linii matecznej; określanie czystości odmianowej gatunków rozmnażanych wegetatywnie; identyfikacja odmian przy ochronie praw autorskich; identyfikacja linii hodowlanych, rodów ułatwiająca dobór komponentów odmian, ograniczenie liczby linii testowanych pod względem ich wartości kombinacyjnej, sterowanie kolekcjonowaniem materiałów w celu uniknięcia dublowania i podnoszenia kosztów utrzymywania kolekcji; przewidywanie trudności przy krzyżowaniu oddalonym na podstawie wykrytego dystansu genetycznego, identyfikacja produktów somatycznej hybrydyzacji (heterokariontów); identyfikacja ras patogenów grzybów, szczepów bakterii oraz gatunków i patotypów różnych szkodników. 33
34 Eliminacja maskującego różnice genetyczne wpływu środowiska. Ułatwienie pracochłonnej selekcji cech ilościowych (biometrycznych). Umożliwienie selekcji w stadium siewki cech ujawniających się w późniejszych fazach rozwoju roślin, eliminacja niepożądanych pojedynków, obniżenie kosztów programów hodowlanych. Możliwość skutecznej selekcji roślin rosnących w warunkach nietypowych np. fitotron, w szklarni w okresie zimowym. Uniezależnienie się w hodowli odpornościowej od pracochłonnych, zawodnych i kosztownych testów. Podstawowe zastosowania markerów molekularnych w badaniach genetycznych i programach hodowlanych Tworzenie i wysycanie map genetycznych różnych gatunków roślin. Praktyczne wykorzystanie markerów genetycznych wymaga znajomości ich dystrybucji w genomie, a więc ich kolejności ułożenia na chromosomach wraz ze względnymi odległościami dzielącymi poszczególne loci markerów, co zapewniają wysoce kompletne i równomiernie nasycone markerami mapy genetyczne. Markery molekularne są wykorzystywane jako bardzo dogodne narzędzie do sporządzania samoistnych map genetycznych i wysycania zintegrowanych map genetycznych (zawierających loci klasyczne morfologiczne oraz loci markerów izoenzymatycznych i loci markerów DNA). Opracowanie map genetycznych odbywa się w oparciu i zapoczątkowaną przez T. Morgana (1920) analizę sprzężeń. Sprzężenia to utrwalone kombinacje alleli w chromosomach, które odzwierciedlają gamety rodzicielskie. Sprzężenia mają zwykle charakter częściowy i z określoną, stałą dla danej pary loci częstością wytwarzane są gamety o innych jak u form rodzicielskich układzie alleli na chromosomach rekombinacja genetyczna będąca wynikiem crossing over między chromatydami chromosomów homologicznych. Częstość co między dwoma punktami chromosomów homologicznych jest proporcjonalna do odległości dzielącej te punkty 1% crossing over = 1 cm. 34
35 Mapy takie powstają na podstawie analizy populacji segregującej uzyskanych w wyniku przekrzyżowania form polimorficznych pod względem mapowanych cech (fragmenty DNA prążki na żelu) strategie z wykorzystaniem: (1) pokolenie F2 ewentualnie F3 uzyskane w wyniku samozapylenia F1, (2) pokolenie Bc1 powstałe z przekrzyżowania F1 z jedną z form rodzicielskich, (3) zrekombinowane linie wsobne RILs (ang. recombinant inbred lines) powstałe w wyniku kilkukrotnego samozapylenia poszczególnych osobników pokolenia F2, (4) linii podwojonych haploidów (DH) uzyskanych w wyniku kultur mikrospor pokolenia F1. Informatywność mapy genetycznej jest zależna od stopnia i równomierności jej wysycenia przez loci markerów genetycznych. Możliwość generowania ogromnej ilości markerów molekularnych zrodziła konieczność automatyzacji procesu mapowania. Obliczanie częstości rekombinacji, odległości mapowych, określanie grup sprzężeń i ułożenia loci są wykonywane przy użyciu specjalnych pakietów oprogramowania komputerowego (MapMaker, Linkage 1, GMendel). Wykorzystanie map: (1) loci genów ważnych dla hodowcy zostały otoczone łatwymi do identyfikacji markerami molekularnymi DNA, co stwarza możliwość selekcji z wykorzystaniem małego fragmentu rośliny bez jej niszczenia i w dowolnej fazie rozwojowej, (2) pominięcie często bardzo pracochłonnych biologicznych testów odpornościowych oraz możliwość prowadzenia jednoczesnej selekcji na kilka patogenów, (3) monitorowanie QTL i przenoszonych w procesie wielokrotnego krzyżowania wstecznego pożądanych cech donora w stadium siewki, (4) monitorowanie fragmentów genomu donora, które mogą zawierać geny determinujące niepożądane cechy dawcy, (5) uzależnienie się w selekcji od warunków środowiska, co wpływa na zwiększenie skuteczności hodowli. Liczne markery molekularne DNA generowane różnymi technikami zawierają zintegrowane mapy większości ważnych gospodarczo gatunków roślin. Badania homologii pomiędzy bardziej i mniej spokrewnionymi gatunkami roślin. Określanie stopnia pokrewieństwa i dystansu genetycznego badanych obiektów. Ustalanie filogenezy i taksonomii badanych obiektów. Monitorowanie rearanżacji genomowych, które zaszły w toku ewolucji porównywanych taksonów. 35
36 Opracowano dendrogramy pokrewieństwa dla wielu rodzajów roślin z uwzględnieniem zarówno ważnych gospodarczo gatunki uprawne, jak i gatunki dzikie, co pozwala na zoptymalizowanie wykorzystania w hodowli istniejących zasobów genowych np. przy wyborze do krzyżowania najwłaściwszych donorów pożądanych cech. Identyfikacja genetyczna odmian, linii, rodów hodowlanych. Efektywne zarządzanie zasobami genowymi w bankach genów, kolekcjach państwowych i roboczych oraz w warunkach in situ. Identyfikacja genetyczna odmian, linii, rodów czy szczególnie cennych osobników poprzez stworzenie typowych, charakterystycznych tylko dla nich wzór profili amplifikacyjny. Otwiera to duże możliwości w ochronie wartości intelektualnej w pracach hodowlanych. Ocena czystości nasion odmian, mieszańców heterozyjnych i ich komponentów. Ocena genetyczna haploidów (H) i podwojonych haploidów (DH) detekcja zmienności somaklonalnej. Dobór komponentów mieszańców heterozyjnych. Identyfikacja i charakterystyka patogenów. Markery molekularne nie są jednakowe. Żaden nie jest idealny. W zależności od celu, jedne są lepsze od innych. Jednakże, są one o wiele korzystniejsze przy mapowaniu od markerów morfologicznych i znajdują szerokie zastosowanie zarówno w hodowli jak i filogenetyce. 36
37 37
Transformacja pośrednia składa się z trzech etapów:
Transformacja pośrednia składa się z trzech etapów: 1. Otrzymanie pożądanego odcinka DNA z materiału genetycznego dawcy 2. Wprowadzenie obcego DNA do wektora 3. Wprowadzenie wektora, niosącego w sobie
Bardziej szczegółowoMetody badania polimorfizmu/mutacji DNA. Aleksandra Sałagacka Pracownia Diagnostyki Molekularnej i Farmakogenomiki Uniwersytet Medyczny w Łodzi
Metody badania polimorfizmu/mutacji DNA Aleksandra Sałagacka Pracownia Diagnostyki Molekularnej i Farmakogenomiki Uniwersytet Medyczny w Łodzi Mutacja Mutacja (łac. mutatio zmiana) - zmiana materialnego
Bardziej szczegółowomikrosatelitarne, minisatelitarne i polimorfizm liczby kopii
Zawartość 139371 1. Wstęp zarys historii genetyki, czyli od genetyki klasycznej do genomiki 2. Chromosomy i podziały jądra komórkowego 2.1. Budowa chromosomu 2.2. Barwienie prążkowe chromosomów 2.3. Mitoza
Bardziej szczegółowoMapowanie fizyczne genomów -konstrukcja map wyskalowanych w jednostkach fizycznych -najdokładniejszą mapą fizyczną genomu, o największej
Mapowanie fizyczne genomów -konstrukcja map wyskalowanych w jednostkach fizycznych -najdokładniejszą mapą fizyczną genomu, o największej rozdzielczości jest sekwencja nukleotydowa -mapowanie fizyczne genomu
Bardziej szczegółowoBUDOWA I FUNKCJA GENOMU LUDZKIEGO
BUDOWA I FUNKCJA GENOMU LUDZKIEGO Magdalena Mayer Katedra i Zakład Genetyki Medycznej UM w Poznaniu 1. Projekt poznania genomu człowieka: Cele programu: - skonstruowanie szczegółowych map fizycznych i
Bardziej szczegółowoMetody analizy genomu
Metody analizy genomu 1. Mapowanie restrykcyjne. 2. Sondy do rozpoznawania DNA 3. FISH 4. Odczytanie sekwencji DNA 5. Interpretacja sekwencji DNA genomu 6. Transkryptom 7. Proteom 1. Mapy restrykcyjne
Bardziej szczegółowoMapowanie genów cz owieka. podstawy
Mapowanie genów czowieka podstawy Sprzężenie Geny leżące na różnych chromosomach spełniają II prawo Mendla Dla 2 genów: 4 równoliczne klasy gamet W. S Klug, M.R Cummings Concepts of Genetics 8 th edition,
Bardziej szczegółowoKonspekt do zajęć z przedmiotu Genetyka dla kierunku Położnictwo dr Anna Skorczyk-Werner Katedra i Zakład Genetyki Medycznej
Seminarium 1 część 1 Konspekt do zajęć z przedmiotu Genetyka dla kierunku Położnictwo dr Anna Skorczyk-Werner Katedra i Zakład Genetyki Medycznej Genom człowieka Genomem nazywamy całkowitą ilość DNA jaka
Bardziej szczegółowoGENOMIKA. MAPOWANIE GENOMÓW MAPY GENOMICZNE
GENOMIKA. MAPOWANIE GENOMÓW MAPY GENOMICZNE Bioinformatyka, wykład 3 (21.X.2008) krzysztof_pawlowski@sggw.waw.pl tydzień temu Gen??? Biologiczne bazy danych historia Biologiczne bazy danych najważniejsze
Bardziej szczegółowoAnaliza sprzężeń u człowieka. Podstawy
Analiza sprzężeń u człowieka Podstawy Geny i chromosomy Allele genów zlokalizowanych na różnych chromosomach segregują niezależnie (II prawo Mendla) Dla 2 genów: 4 równoliczne klasy gamet W. S Klug, M.R
Bardziej szczegółowoAnaliza sprzężeń u człowieka. Podstawy
Analiza sprzężeń u człowieka Podstawy Badanie relacji genotyp-fenotyp u człowieka Analiza sprzężeń - poszukiwanie rejonów chromosomu położonych blisko genu determinującego daną cechę Analiza asocjacji
Bardziej szczegółowoAnaliza sprzężeń u człowieka. Podstawy
Analiza sprzężeń u człowieka Podstawy Geny i chromosomy Allele genów zlokalizowanych na różnych chromosomach segregują niezależnie (II prawo Mendla) Dla 2 genów: 4 równoliczne klasy gamet W. S Klug, M.R
Bardziej szczegółowoPlan wykładów z genetyki ogólnej
Plan wykładów z genetyki ogólnej 01 Metody genetyki klasycznej 02 Metody analizy DNA 03 Metody analizy genomu 04 Genomy prokariontów 05 Genomy eukariontów 06 Zmienność genomów w populacjach 07 Genomy a
Bardziej szczegółowoKlonowanie molekularne Kurs doskonalący. Zakład Geriatrii i Gerontologii CMKP
Klonowanie molekularne Kurs doskonalący Zakład Geriatrii i Gerontologii CMKP Etapy klonowania molekularnego 1. Wybór wektora i organizmu gospodarza Po co klonuję (do namnożenia DNA [czy ma być metylowane
Bardziej szczegółowoHybrydyzacja kwasów nukleinowych
Hybrydyzacja kwasów nukleinowych Jaka jest lokalizacja genu na chromosomie? Jakie jest jego sąsiedztwo? Hybrydyzacja - powstawanie stabilnych struktur dwuniciowych z cząsteczek jednoniciowych o komplementarnych
Bardziej szczegółowoTematyka zajęć z biologii
Tematyka zajęć z biologii klasy: I Lp. Temat zajęć Zakres treści 1 Zapoznanie z przedmiotowym systemem oceniania, wymaganiami edukacyjnymi i podstawą programową Podstawowe zagadnienia materiału nauczania
Bardziej szczegółowoZadanie 2.4. Cel badań:
Zadanie 2.4 Poszerzanie puli genetycznej buraka cukrowego przez doskonalenie procesu gynogenezy oraz podnoszenie odporności na wirus nekrotycznego żółknięcia nerwów i tolerancji na suszę Cel badań: Celem
Bardziej szczegółowoGENETYCZNE PODSTAWY ZMIENNOŚCI ORGANIZMÓW ZASADY DZIEDZICZENIA CECH PODSTAWY GENETYKI POPULACYJNEJ
GENETYCZNE PODSTAWY ZMIENNOŚCI ORGANIZMÓW ZASADY DZIEDZICZENIA CECH PODSTAWY GENETYKI POPULACYJNEJ ZMIENNOŚĆ - występowanie dziedzicznych i niedziedzicznych różnic między osobnikami należącymi do tej samej
Bardziej szczegółowowykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki
Genetyka ogólna wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki Uniwersytet Warszawski Wydział Biologii andw@ibb.waw.pl http://arete.ibb.waw.pl/private/genetyka/ gamety matczyne Genetyka
Bardziej szczegółowoWprowadzenie do genetyki sądowej. Materiały biologiczne. Materiały biologiczne: prawidłowe zabezpieczanie śladów
Wprowadzenie do genetyki sądowej 2013 Pracownia Genetyki Sądowej Katedra i Zakład Medycyny Sądowej Materiały biologiczne Inne: włosy z cebulkami, paznokcie możliwa degradacja - tkanki utrwalone w formalinie/parafinie,
Bardziej szczegółowoMarkery klasy II -Polimorfizm fragmentów DNA (na ogół niekodujących): - RFLP - VNTR - RAPD
Marker genetyczny- polimorficzna cecha jakościowa organizmu, którą charakteryzuje proste dziedziczenie (mendlowskie) oraz którą można dokładnie identyfikować metodami analitycznymi. Markery klasy I - Antygeny
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 12. Diagnostyka molekularna. Poszukiwanie SNPs Odczytywanie danych z sekwencjonowania. Prof. dr hab. Roman Zieliński
Ćwiczenie 12 Diagnostyka molekularna. Poszukiwanie SNPs Odczytywanie danych z sekwencjonowania Prof. dr hab. Roman Zieliński 1. Diagnostyka molekularna 1.1. Pytania i zagadnienia 1.1.1. Jak definiujemy
Bardziej szczegółowoAnaliza sprzężeń u człowieka. Podstawy
Analiza sprzężeń u człowieka Podstawy Badanie relacji genotyp-fenotyp u człowieka Analiza sprzężeń - poszukiwanie rejonów chromosomu położonych blisko genu determinującego daną cechę Analiza asocjacji
Bardziej szczegółowoOznaczenie polimorfizmu genetycznego cytochromu CYP2D6: wykrywanie liczby kopii genu
Ćwiczenie 4 Oznaczenie polimorfizmu genetycznego cytochromu CYP2D6: wykrywanie liczby kopii genu Wstęp CYP2D6 kodowany przez gen występujący w co najmniej w 78 allelicznych formach związanych ze zmniejszoną
Bardziej szczegółowoMożliwości współczesnej inżynierii genetycznej w obszarze biotechnologii
Możliwości współczesnej inżynierii genetycznej w obszarze biotechnologii 1. Technologia rekombinowanego DNA jest podstawą uzyskiwania genetycznie zmodyfikowanych organizmów 2. Medycyna i ochrona zdrowia
Bardziej szczegółowoZARZĄDZANIE POPULACJAMI ZWIERZĄT
ZARZĄDZANIE POPULACJAMI ZWIERZĄT Ćwiczenia 1 mgr Magda Kaczmarek-Okrój magda_kaczmarek_okroj@sggw.pl 1 ZAGADNIENIA struktura genetyczna populacji obliczanie frekwencji genotypów obliczanie frekwencji alleli
Bardziej szczegółowoZastosowanie nowych technologii genotypowania w nowoczesnej hodowli i bankach genów
Zastosowanie nowych technologii genotypowania w nowoczesnej hodowli i bankach genów Jerzy H. Czembor, Bogusław Łapiński, Aleksandra Pietrusińska, Urszula Piechota Krajowe Centrum Roślinnych Zasobów Genowych
Bardziej szczegółowoProgram ćwiczeń z przedmiotu BIOLOGIA MOLEKULARNA I GENETYKA, część I dla kierunku Lekarskiego, rok I 2015/2016. Ćwiczenie nr 1 (06-07.10.
Program ćwiczeń z przedmiotu BIOLOGIA MOLEKULARNA I GENETYKA, część I dla kierunku Lekarskiego, rok I 2015/2016 Ćwiczenie nr 1 (06-07.10.2015) Temat: Wprowadzenie 1. Omówienie regulaminu zajęć Temat: Wprowadzenie
Bardziej szczegółowoHybrydyzacja kwasów nukleinowych
Hybrydyzacja kwasów nukleinowych Jaka jest lokalizacja tego genu na chromosomie? Jakie jest jego sąsiedztwo? Hybrydyzacja - powstawanie stabilnych struktur dwuniciowych z cząsteczek jednoniciowych o komplementarnych
Bardziej szczegółowoPODSTAWY GENETYKI. Prowadzący wykład: prof. dr hab. Jarosław Burczyk
PODSTAWY GENETYKI Prawa Mendla (jako punkt wyjścia) Epistaza (interakcje między genami) Sprzężenia genetyczne i mapowanie genów Sprzężenie z płcią Analiza rodowodów Prowadzący wykład: prof. dr hab. Jarosław
Bardziej szczegółowoSekwencjonowanie nowej generacji i rozwój programów selekcyjnych w akwakulturze ryb łososiowatych
Sekwencjonowanie nowej generacji i rozwój programów selekcyjnych w akwakulturze ryb łososiowatych Konrad Ocalewicz Zakład Biologii i Ekologii Morza, Instytut Oceanografii, Wydział Oceanografii i Geografii,
Bardziej szczegółowo2. Rozdział materiału genetycznego w czasie podziałów komórkowych - mitozy i mejozy
Program ćwiczeń z przedmiotu BIOLOGIA MOLEKULARNA I GENETYKA, część I (GENETYKA) dla kierunku Lekarskiego, rok I 2017/2018 Ćwiczenie nr 1 (09-10.10.2017) Temat: Wprowadzenie 1. Omówienie regulaminu zajęć
Bardziej szczegółowoPamiętając o komplementarności zasad azotowych, dopisz sekwencję nukleotydów brakującej nici DNA. A C C G T G C C A A T C G A...
1. Zadanie (0 2 p. ) Porównaj mitozę i mejozę, wpisując do tabeli podane określenia oraz cyfry. ta sama co w komórce macierzystej, o połowę mniejsza niż w komórce macierzystej, gamety, komórki budujące
Bardziej szczegółowoMitochondrialna Ewa;
Mitochondrialna Ewa; jej sprzymierzeńcy i wrogowie Lien Dybczyńska Zakład genetyki, Uniwersytet Warszawski 01.05.2004 Milion lat temu Ale co dalej??? I wtedy wkracza biologia molekularna Analiza różnic
Bardziej szczegółowoInżynieria Genetyczna ćw. 3
Materiały do ćwiczeń z przedmiotu Genetyka z inżynierią genetyczną D - blok Inżynieria Genetyczna ćw. 3 Instytut Genetyki i Biotechnologii, Wydział Biologii, Uniwersytet Warszawski, rok akad. 2018/2019
Bardziej szczegółowoAnaliza genetyczna w niepowodzeniach ciąży i badaniach prenatalnych
Analiza genetyczna w niepowodzeniach ciąży i badaniach prenatalnych Dr n. med. Joanna Walczak- Sztulpa Katedra i Zakład Genetyki Medycznej Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu Diagnostyka
Bardziej szczegółowoImię i nazwisko...kl...
Gimnazjum nr 4 im. Ojca Świętego Jana Pawła II we Wrocławiu SPRAWDZIAN GENETYKA GR. A Imię i nazwisko...kl.... 1. Nauka o regułach i mechanizmach dziedziczenia to: (0-1pkt) a) cytologia b) biochemia c)
Bardziej szczegółowoBLISKIE SPOTKANIA Z BIOLOGIĄ
BLISKIE SPOTKANIA Z BIOLOGIĄ Instytutu Biologii Eksperymentalnej Instytut Biologii Środowiska Katedra Biologii Ewolucyjnej UNIWERSYTET KAZIMIERZA WIELKIEGO Wykłady Środy, 15.45, Aula Biblioteki UKW Czas
Bardziej szczegółowoGENETYKA POPULACJI. Ćwiczenia 1 Biologia I MGR /
GENETYKA POPULACJI Ćwiczenia 1 Biologia I MGR 1 ZAGADNIENIA struktura genetyczna populacji obliczanie frekwencji genotypów obliczanie frekwencji alleli przewidywanie struktury następnego pokolenia przy
Bardziej szczegółowoZmienność. środa, 23 listopada 11
Zmienność http://ggoralski.com Zmienność Zmienność - rodzaje Zmienność obserwuje się zarówno między poszczególnymi osobnikami jak i między populacjami. Różnice te mogą mieć jednak różne podłoże. Mogą one
Bardziej szczegółowoMARKERY MIKROSATELITARNE
MARKERY MIKROSATELITARNE Badania laboratoryjne prowadzone w Katedrze Genetyki i Ogólnej Hodowli Zwierząt SGGW w ramach monitoringu genetycznego wykorzystują analizę genetyczną markerów mikrosatelitarnych.
Bardziej szczegółowoMarkery molekularne Autor tekstu: Michał Łuczak. Przegląd najbardziej popularnych technik
Markery molekularne Autor tekstu: Michał Łuczak Przegląd najbardziej popularnych technik W ciągu ostatniego ćwierćwiecza nastąpił olbrzymi postęp w zrozumieniu wielu procesów zachodzących we wszystkich
Bardziej szczegółowoMetody odczytu kolejności nukleotydów - sekwencjonowania DNA
Metody odczytu kolejności nukleotydów - sekwencjonowania DNA 1. Metoda chemicznej degradacji DNA (metoda Maxama i Gilberta 1977) 2. Metoda terminacji syntezy łańcucha DNA - klasyczna metoda Sangera (Sanger
Bardziej szczegółowoWybrane techniki badania białek -proteomika funkcjonalna
Wybrane techniki badania białek -proteomika funkcjonalna Proteomika: umożliwia badanie zestawu wszystkich (lub prawie wszystkich) białek komórkowych Zalety analizy proteomu np. w porównaniu z analizą trankryptomu:
Bardziej szczegółowoPORÓWNYWANIE POPULACJI POD WZGLĘDEM STRUKTURY
PORÓWNYWANIE POPULACJI POD WZGLĘDEM STRUKTURY obliczanie dystansu dzielącego grupy (subpopulacje) wyrażonego za pomocą indeksu F Wrighta (fixation index) w modelu jednego locus 1 Ćwiczenia III Mgr Kaczmarek-Okrój
Bardziej szczegółowoAlgorytm genetyczny (genetic algorithm)-
Optymalizacja W praktyce inżynierskiej często zachodzi potrzeba znalezienia parametrów, dla których system/urządzenie będzie działać w sposób optymalny. Klasyczne podejście do optymalizacji: sformułowanie
Bardziej szczegółowoZadanie 2.4. Dr inż. Anna Litwiniec Dr inż. Barbara Skibowska Dr inż. Sandra Cichorz
Zadanie 2.4 Poszerzanie puli genetycznej buraka cukrowego przez doskonalenie procesu gynogenezy oraz podnoszenie odporności na wirus nekrotycznego żółknięcia nerwów i tolerancji na suszę Dr inż. Anna Litwiniec
Bardziej szczegółowowykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki
Genetyka ogólna wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki Uniwersytet Warszawski Wydział Biologii andw@ibb.waw.pl http://arete.ibb.waw.pl/private/genetyka/ Program wykładu 1. Jakie
Bardziej szczegółowoSelekcja, dobór hodowlany. ESPZiWP
Selekcja, dobór hodowlany ESPZiWP Celem pracy hodowlanej jest genetyczne doskonalenie zwierząt w wyznaczonym kierunku. Trudno jest doskonalić zwierzęta już urodzone, ale można doskonalić populację w ten
Bardziej szczegółowoSkładniki jądrowego genomu człowieka
Składniki jądrowego genomu człowieka Genom człowieka 3 000 Mpz (3x10 9, 100 cm) Geny i sekwencje związane z genami (900 Mpz, 30% g. jądrowego) DNA pozagenowy (2100 Mpz, 70%) DNA kodujący (90 Mpz ~ ok.
Bardziej szczegółowoBiologia molekularna z genetyką
Biologia molekularna z genetyką P. Golik i M. Koper Konwersatorium 2: Analiza genetyczna eukariontów Drosophilla melanogaster Makrokierunek: Bioinformatyka i Biologia Systemów; 2016 Opracowano na podstawie
Bardziej szczegółowoplezjomorfie: podobieństwa dziedziczone po dalszych przodkach (c. atawistyczna)
Podobieństwa pomiędzy organizmami - cechy homologiczne: podobieństwa wynikające z dziedziczenia - apomorfie: podobieństwa dziedziczone po najbliższym przodku lub pojawiająca się de novo (c. ewolucyjnie
Bardziej szczegółowoMikrosatelitarne sekwencje DNA
Mikrosatelitarne sekwencje DNA Małgorzata Pałucka Wykorzystanie sekwencji mikrosatelitarnych w jądrowym DNA drzew leśnych do udowodnienia pochodzenia materiału dowodowego w postępowaniu sądowym 27.09.2012
Bardziej szczegółowoOznaczenie polimorfizmu genetycznego cytochromu CYP2D6: wykrywanie liczby kopii genu
Ćwiczenie 4 Oznaczenie polimorfizmu genetycznego cytochromu CYP2D6: wykrywanie liczby kopii genu Wstęp CYP2D6 kodowany przez gen występujący w co najmniej w 78 allelicznych formach związanych ze zmniejszoną
Bardziej szczegółowoPodstawy genetyki. Genetyka klasyczna, narzędzia badawcze genetyki
Podstawy genetyki Genetyka klasyczna, narzędzia badawcze genetyki Podręczniki } Podstawy biologii molekularnej L.A. Allison } Genomy TA Brown, wyd. 3 } Genetyka molekularna P Węgleński (red.), wyd. 2 2
Bardziej szczegółowoGenetyka, materiały dla studentów Pielęgniarstwa
Markery genetyczne: definicja Marker genetyczny jest to cecha, która może być wykorzystana do identyfikacji osobników lub gatunków. Cechy markerów genetycznych Monogeniczny: warunkowany przez jeden gen
Bardziej szczegółowoGRADIENT TEMPERATUR TOUCH DOWN PCR. Standardowy PCR RAPD- PCR. RealTime- PCR. Nested- PCR. Digital- PCR.
Standardowy PCR RAPD- PCR Nested- PCR Multipleks- PCR Allelospecyficzny PCR Touchdown- PCR RealTime- PCR Digital- PCR In situ (slide)- PCR Metylacyjno specyficzny- PCR Assembly- PCR Inverse- PCR GRADIENT
Bardziej szczegółowoPODSTAWY BIOINFORMATYKI 11 BAZA DANYCH HAPMAP
PODSTAWY BIOINFORMATYKI 11 BAZA DANYCH HAPMAP WSTĘP 1. SNP 2. haplotyp 3. równowaga sprzężeń 4. zawartość bazy HapMap 5. przykłady zastosowań Copyright 2013, Joanna Szyda HAPMAP BAZA DANYCH HAPMAP - haplotypy
Bardziej szczegółowoSpis treści Część I. Genetyczne podstawy hodowli roślin 1. Molekularne podstawy dziedziczenia cech Dariusz Crzebelus, Adeta Adamus, Maria Klein
Spis treści Część I. Genetyczne podstawy hodowli roślin 1. Molekularne podstawy dziedziczenia cech... 15 Dariusz Crzebelus, Adeta Adamus, Maria Klein 1.1. Budowa DNA i przepływ informacji genetycznej...
Bardziej szczegółowoGlimmer umożliwia znalezienie regionów kodujących
Narzędzia ułatwiające identyfikację właściwych genów GLIMMER TaxPlot Narzędzia ułatwiające amplifikację tych genów techniki PCR Primer3, Primer3plus PrimerBLAST Reverse Complement Narzędzia ułatwiające
Bardziej szczegółowoWSTĘP. Copyright 2011, Joanna Szyda
BIOINFORMATYKA 1. Wykład wstępny 2. Struktury danych w badaniach bioinformatycznych 3. Bazy danych: projektowanie i struktura 4. Bazy danych: projektowanie i struktura 5. Równowaga Hardyego-Weinberga,
Bardziej szczegółowoMetody: PCR, MLPA, Sekwencjonowanie, PCR-RLFP, PCR-Multiplex, PCR-ASO
Diagnostyka molekularna Dr n.biol. Anna Wawrocka Strategia diagnostyki genetycznej: Aberracje chromosomowe: Metody:Analiza kariotypu, FISH, acgh, MLPA, QF-PCR Gen(y) znany Metody: PCR, MLPA, Sekwencjonowanie,
Bardziej szczegółowoPodstawy genetyki. ESPZiWP 2010
Podstawy genetyki ESPZiWP 2010 Genetyka - nauka o dziedziczności i zmienności organizmów, wyjaśniająca prawa rządzące podobieństwami i różnicami pomiędzy osobnikami spokrewnionymi przez wspólnego przodka
Bardziej szczegółowoBiologiczne podstawy ewolucji. Informacja genetyczna. Co to jest ewolucja.
Biologiczne podstawy ewolucji. Informacja genetyczna. Co to jest ewolucja. Historia } Selekcja w hodowli zwierząt, co najmniej 10 000 lat temu } Sztuczne zapłodnienie (np. drzewa daktylowe) 1000 lat temu
Bardziej szczegółowoGENETYKA. Genetyka. Dziedziczność przekazywanie cech rodziców potomstwu Zmienność występowanie różnic pomiędzy różnymi osobnikami tego samego gatunku
GENETYKA Genetyka Nauka o dziedziczności i zmienności organizmów, wyjaśniająca prawa rządzące podobieństwami i różnicami pomiędzy osobnikami spokrewnionymi przez wspólnego przodka Dziedziczność przekazywanie
Bardziej szczegółowoAnna Litwiniec 1, Beata Choińska 1, Aleksander Łukanowski 2, Żaneta Świtalska 1, Maria Gośka 1
Anna Litwiniec 1, Beata Choińska 1, Aleksander Łukanowski 2, Żaneta Świtalska 1, Maria Gośka 1 1 Zakład Genetyki i Hodowli Roślin Korzeniowych, Pracownia Biotechnologii, Instytut Hodowli i Aklimatyzacji
Bardziej szczegółowoDopasowanie sekwencji (sequence alignment)
Co to jest alignment? Dopasowanie sekwencji (sequence alignment) Alignment jest sposobem dopasowania struktur pierwszorzędowych DNA, RNA lub białek do zidentyfikowanych regionów w celu określenia podobieństwa;
Bardziej szczegółowoĆwiczenia 1 Wirtualne Klonowanie Prowadzący: mgr inż. Joanna Tymeck-Mulik i mgr Lidia Gaffke. Część teoretyczna:
Uniwersytet Gdański, Wydział Biologii Katedra Biologii Molekularnej Przedmiot: Biologia Molekularna z Biotechnologią Biologia II rok ===============================================================================================
Bardziej szczegółowo2. Enzymy pozwalające na manipulację DNA a. Polimerazy DNA b. Nukleazy c. Ligazy
Metody analizy DNA 1. Budowa DNA. 2. Enzymy pozwalające na manipulację DNA a. Polimerazy DNA b. Nukleazy c. Ligazy 3. Klonowanie in vivo a. w bakteriach, wektory plazmidowe b. w fagach, kosmidy c. w drożdżach,
Bardziej szczegółowoHodowla roślin genetyka stosowana
Hodowla roślin genetyka stosowana Hodowla roślin jest świadomą działalnością człowieka zmierzającą do wytworzenia nowych, ulepszonych odmian oraz zachowania istniejących odmian na nie zmienionym poziomie.
Bardziej szczegółowoPowodzenie reakcji PCR wymaga właściwego doboru szeregu parametrów:
Powodzenie reakcji PCR wymaga właściwego doboru szeregu parametrów: dobór warunków samej reakcji PCR (temperatury, czas trwania cykli, ilości cykli itp.) dobór odpowiednich starterów do reakcji amplifikacji
Bardziej szczegółowoMożliwości współczesnej inżynierii genetycznej w obszarze biotechnologii
Możliwości współczesnej inżynierii genetycznej w obszarze biotechnologii 1. Transgeneza - genetycznie zmodyfikowane oraganizmy 2. Medycyna i ochrona zdrowia 3. Genomika poznawanie genomów Przełom XX i
Bardziej szczegółowowykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki
Genetyka ogólna wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki Uniwersytet Warszawski Wydział Biologii andw@ibb.waw.pl http://arete.ibb.waw.pl/private/genetyka/ Metody genetyki molekularnej
Bardziej szczegółowoInżynieria genetyczna- 6 ECTS. Inżynieria genetyczna. Podstawowe pojęcia Część II Klonowanie ekspresyjne Od genu do białka
Inżynieria genetyczna- 6 ECTS Część I Badanie ekspresji genów Podstawy klonowania i różnicowania transformantów Kolokwium (14pkt) Część II Klonowanie ekspresyjne Od genu do białka Kolokwium (26pkt) EGZAMIN
Bardziej szczegółowoBiologia medyczna, materiały dla studentów
Jaka tam ewolucja. Zanim trafię na jednego myślącego, muszę stoczyć bitwę zdziewięcioma orangutanami Carlos Ruis Zafon Wierzbownica drobnokwiatowa Fitosterole, garbniki, flawonoidy Właściwości przeciwzapalne,
Bardziej szczegółowoPrzeglądanie bibliotek
Przeglądanie bibliotek Czyli jak złapać (i sklonować) ciekawy gen? Klonowanie genów w oparciu o identyczność lub podobieństwo ich sekwencji do znanego już DNA Sonda homologiczna (komplementarna w 100%)
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 3. Amplifikacja genu ccr5 Homo sapiens wykrywanie delecji Δ32pz warunkującej oporność na wirusa HIV
Ćwiczenie 3. Amplifikacja genu ccr5 Homo sapiens wykrywanie delecji Δ32pz warunkującej oporność na wirusa HIV Cel ćwiczenia Określenie podatności na zakażenie wirusem HIV poprzez detekcję homo lub heterozygotyczności
Bardziej szczegółowoSpis treści. 1 Budowa genomu jądrowego (M.J. Olszewska, J. Małuszyńska) 13. Przedmowa 10
Spis treści Przedmowa 10 1 Budowa genomu jądrowego (M.J. Olszewska, J. Małuszyńska) 13 1.1. Organizacja DNA jądrowego 13 1.1.1. Rodzaje sekwencji powtarzalnych i ich lokalizacja 14 1.1.1.1. Sekwencje rozproszone
Bardziej szczegółowoPorównywanie i dopasowywanie sekwencji
Porównywanie i dopasowywanie sekwencji Związek bioinformatyki z ewolucją Wraz ze wzrostem dostępności sekwencji DNA i białek pojawiła się nowa możliwość śledzenia ewolucji na poziomie molekularnym Ewolucja
Bardziej szczegółowoJaki koń jest nie każdy widzi - genomika populacji polskich ras koni
Jaki koń jest nie każdy widzi - genomika populacji polskich ras koni Gurgul A., Jasielczuk I., Semik-Gurgul E., Pawlina-Tyszko K., Szmatoła T., Bugno-Poniewierska M. Instytut Zootechniki PIB Zakład Biologii
Bardziej szczegółowoDziedziczenie poligenowe
Dziedziczenie poligenowe Dziedziczenie cech ilościowych Dziedziczenie wieloczynnikowe Na wartość cechy wpływa Komponenta genetyczna - wspólne oddziaływanie wielu (najczęściej jest to liczba nieznana) genów,
Bardziej szczegółowoEwolucjonizm NEODARWINIZM. Dr Jacek Francikowski Uniwersyteckie Towarzystwo Naukowe Uniwersytet Śląski w Katowicach
Ewolucjonizm NEODARWINIZM Dr Jacek Francikowski Uniwersyteckie Towarzystwo Naukowe Uniwersytet Śląski w Katowicach Główne paradygmaty biologii Wspólne początki życia Komórka jako podstawowo jednostka funkcjonalna
Bardziej szczegółowoGenetyka w nowej podstawie programowej
Genetyka w nowej podstawie programowej Dział Genetyka - III etap edukacyjny Rzetelna realizacja tego działu w gimnazjum jest kluczowa ze względu na to, że biotechnologia i inżynieria genetyczna jest omawiana
Bardziej szczegółowoOpis wykonanych badań naukowych oraz uzyskanych wyników
Opis wykonanych badań naukowych oraz uzyskanych wyników 1. Analiza danych (krok 2 = uwzględnienie epistazy w modelu): detekcja QTL przy wykorzystaniu modeli dwuwymiarowych z uwzględnieniem różnych modeli
Bardziej szczegółowoBiotechnologia i inżynieria genetyczna
Wersja A Test podsumowujący rozdział II i inżynieria genetyczna..................................... Imię i nazwisko.............................. Data Klasa oniższy test składa się z 16 zadań. rzy każdym
Bardziej szczegółowoWymagania edukacyjne
Rok szkolny 2018/2019 Wymagania edukacyjne Przedmiot Klasa Nauczyciel uczący Poziom biologia 1t Edyta Nowak podstawowy Ocena dopuszczająca Ocenę dopuszczającą otrzymuje uczeń, który: przyswoił treści konieczne,
Bardziej szczegółowoProteomika: umożliwia badanie zestawu wszystkich lub prawie wszystkich białek komórkowych
Proteomika: umożliwia badanie zestawu wszystkich lub prawie wszystkich białek komórkowych Zalety w porównaniu z analizą trankryptomu: analiza transkryptomu komórki identyfikacja mrna nie musi jeszcze oznaczać
Bardziej szczegółowoAnalizy DNA in silico - czyli czego można szukać i co można znaleźć w sekwencjach nukleotydowych???
Analizy DNA in silico - czyli czego można szukać i co można znaleźć w sekwencjach nukleotydowych??? Alfabet kwasów nukleinowych jest stosunkowo ubogi!!! Dla sekwencji DNA (RNA) stosuje się zasadniczo*
Bardziej szczegółowoDziedziczenie cech sprzężonych, crossing-over i mapy chromosomów
Dziedziczenie cech sprzężonych, crossing-over i mapy chromosomów Zadanie 1. Komórka zawiera 3 pary chromosomów, mieszczących 5 par genów. Pary genów A, a i B, b sprzężone są w układzie cis. Pary C, c i
Bardziej szczegółowoAnalizy wielkoskalowe w badaniach chromatyny
Analizy wielkoskalowe w badaniach chromatyny Analizy wielkoskalowe wykorzystujące mikromacierze DNA Genotypowanie: zróżnicowane wewnątrz genów RNA Komórka eukariotyczna Ekspresja genów: Które geny? Poziom
Bardziej szczegółowoDane mikromacierzowe. Mateusz Markowicz Marta Stańska
Dane mikromacierzowe Mateusz Markowicz Marta Stańska Mikromacierz Mikromacierz DNA (ang. DNA microarray) to szklana lub plastikowa płytka (o maksymalnych wymiarach 2,5 cm x 7,5 cm) z naniesionymi w regularnych
Bardziej szczegółowoKLONOWANIE DNA REKOMBINACJA DNA WEKTORY
KLONOWANIE DNA Klonowanie DNA jest techniką powielania fragmentów DNA DNA można powielać w komórkach (replikacja in vivo) W probówce (PCR) Do przeniesienia fragmentu DNA do komórek gospodarza potrzebny
Bardziej szczegółowo21. Poszukiwanie markerów molekularnych genów przywracania płodności pyłku u żyta ( Secale cereale
Lp. w zał. do Rozporządzenia MRiRW: 21. Tytuł zadania: Poszukiwanie markerów molekularnych genów przywracania płodności pyłku u żyta (Secale cereale L.) z CMS-Pampa. Kierownik zadania: dr hab. P. Bednarek
Bardziej szczegółowoa) Zapisz genotyp tego mężczyzny... oraz zaznacz poniżej (A, B, C lub D), jaki procent gamet tego mężczyzny będzie miało genotyp ax b.
W tomie 2 zbioru zadań z biologii z powodu nieprawidłowego wprowadzenia komendy przenoszenia spójników i przyimków do następnej linii wystąpiła zamiana samotnych dużych liter (A, I, W, U) na małe litery.
Bardziej szczegółowoa) lokalizacja DNA i RNA w komórkach stożka wzrostu korzenia Allium cepa prep. mikr. rys.
Program ćwiczeń z przedmiotu GENETYKA dla kierunku Dietetyka studia stacjonarne licencjat, rok I 2015/2016 Ćwiczenie nr 1 (23.02.2016r.) 1. Omówienie regulaminu zajęć. 2. Budowa mikroskopu i zasady techniki
Bardziej szczegółowoWprowadzenie do genetyki medycznej i sądowej
Genetyka medyczno-sądowa Wprowadzenie do genetyki medycznej i sądowej Kierownik Pracowni Genetyki Medycznej i Sądowej Ustalanie tożsamości zwłok Identyfikacja sprawców przestępstw Identyfikacja śladów
Bardziej szczegółowoPodstawowe techniki barwienia chromosomów
Prążek C Chromatyna nie kondensuje równomiernie! Euchromatyna-najmniej kondensująca (fragmenty helisy DNA bogate w guaninę i cytozynę) Heterochromatyna fakultatywna Jasne prążki G Ciemne prążki G Heterochromatyna
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 3 Oznaczenie polimorfizmu genetycznego cytochromu CYP2D6 metodą PCR w czasie rzeczywistym (rtpcr) przy użyciu sond typu TaqMan
Ćwiczenie 3 Oznaczenie polimorfizmu genetycznego cytochromu CYP2D6 metodą PCR w czasie rzeczywistym (rtpcr) przy użyciu sond typu TaqMan Klasyczna metoda PCR jest metodą jakościową, nie ilościową co np.
Bardziej szczegółowoPodstawy biologii. Informacja genetyczna. Co to jest ewolucja.
Podstawy biologii Informacja genetyczna. Co to jest ewolucja. Historia } Selekcja w hodowli zwierząt, co najmniej 10 000 lat temu } Sztuczne zapłodnienie (np. drzewa daktylowe) 1000 lat temu } Podobne
Bardziej szczegółowoTeoria ewolucji. Podstawowe pojęcia. Wspólne pochodzenie.
Teoria ewolucji Podstawowe pojęcia. Wspólne pochodzenie. Informacje Kontakt: Paweł Golik Instytut Genetyki i Biotechnologii, Pawińskiego 5A pgolik@igib.uw.edu.pl Informacje, materiały: http://www.igib.uw.edu.pl/
Bardziej szczegółowo