2. Enzymy pozwalające na manipulację DNA a. Polimerazy DNA b. Nukleazy c. Ligazy

Podobne dokumenty
KLONOWANIE DNA REKOMBINACJA DNA WEKTORY

Najważniejsze z nich to: enzymy restrykcyjne wektory DNA inne enzymy np. ligazy, fosfatazy, polimerazy, nukleazy

Najważniejsze z nich to: enzymy restrykcyjne wektory DNA inne enzymy np. ligazy, fosfatazy, polimerazy, nukleazy

Klonowanie molekularne Kurs doskonalący. Zakład Geriatrii i Gerontologii CMKP

Metody analizy genomu

Hybrydyzacja kwasów nukleinowych

POLIMERAZY DNA- PROCARYOTA

Biologia Molekularna z Biotechnologią ===============================================================================================

POLIMERAZY DNA- PROCARYOTA

REPLIKACJA, NAPRAWA i REKOMBINACJA DNA

Hybrydyzacja kwasów nukleinowych

Ćwiczenia 1 Wirtualne Klonowanie Prowadzący: mgr inż. Joanna Tymeck-Mulik i mgr Lidia Gaffke. Część teoretyczna:

KLONOWANIE DNA REKOMBINACJA DNA WEKTORY

Jaka jest lokalizacja genu na chromosomie? Jakie jest jego sąsiedztwo?

Podstawy inżynierii genetycznej

Prokariota i Eukariota

Metody odczytu kolejności nukleotydów - sekwencjonowania DNA

Transformacja pośrednia składa się z trzech etapów:

Inżynieria Genetyczna ćw. 3

PODSTAWY BIOTECHNOLOGII Piotr Solarczyk

Wektory DNA - klonowanie molekularne

Najważniejsze z nich to: enzymy restrykcyjne wektory DNA inne enzymy np. ligazy, fosfatazy, polimerazy, kinazy, nukleazy

PCR - ang. polymerase chain reaction

Biotechnologia i inżynieria genetyczna

Ćwiczenia 1 Wirtualne Klonowanie. Prowadzący: mgr Anna Pawlik i mgr Maciej Dylewski. Część teoretyczna:

Ligazy. Zastosowanie ligazy w inżynierii genetycznej:

Znaczenie genetyki. Opracował A. Podgórski

Biologia Molekularna Podstawy

Mikrosatelitarne sekwencje DNA

Zakład Biologii Molekularnej Materiały do ćwiczeń z przedmiotu: BIOLOGIA MOLEKULARNA

Mapowanie fizyczne genomów -konstrukcja map wyskalowanych w jednostkach fizycznych -najdokładniejszą mapą fizyczną genomu, o największej

WEKTORY WAHADŁOWE ENZYMY W KLONOWANIU POLIMERAZY

Inżynieria genetyczna

PCR łańcuchowa reakcja polimerazy

Biologia medyczna, materiały dla studentów

PCR - ang. polymerase chain reaction

Genetyczne modyfikowanie organizmów Kierunek OCHRONA ŚRODOWISKA, II rok semestr letni 2015/16

Klonowanie i transgeneza. dr n.med. Katarzyna Wicher

Techniki molekularne w mikrobiologii SYLABUS A. Informacje ogólne

Wektory DNA - klonowanie molekularne

Wektory DNA - klonowanie molekularne

Replikacja DNA. Materiały dydaktyczne współfinansowane ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

PCR - ang. polymerase chain reaction

TECHNIKI ANALIZY RNA TECHNIKI ANALIZY RNA TECHNIKI ANALIZY RNA

Glimmer umożliwia znalezienie regionów kodujących

Wektory DNA - klonowanie molekularne

Inżynieria Genetyczna ćw. 1

Informacje dotyczące pracy kontrolnej

Markery klasy II -Polimorfizm fragmentów DNA (na ogół niekodujących): - RFLP - VNTR - RAPD

Dr. habil. Anna Salek International Bio-Consulting 1 Germany

Wektory DNA - klonowanie molekularne

DNA - niezwykła cząsteczka. Tuesday, 21 May 2013

Przeglądanie bibliotek

Ćwiczenie 5 Klonowanie DNA w wektorach plazmidowych

Wektory DNA - klonowanie molekularne

Definicje. Białka rekombinowane (ang. recombinant proteins, r-proteins) Ukierunkowana mutageneza (ang. site-directed/site-specific mutagenesis)

Mieszanina trójfosforanów deoksyrybonukleotydów (dntp: datp, dgtp, dctp, dttp) Bufor reakcyjny zapewniający odpowiednie warunki reakcji

4. DNA podporządkowany człowiekowi manipulacje DNA

SYLABUS. Wydział Biologiczno-Rolniczy. Katedra Biochemii i Biologii Komórki

Inżynieria genetyczna- 6 ECTS. Inżynieria genetyczna. Podstawowe pojęcia Część II Klonowanie ekspresyjne Od genu do białka

SCENARIUSZ LEKCJI BIOLOGII Z WYKORZYSTANIEM FILMU PCR sposób na DNA.

dr hab. Beata Krawczyk Katedra Mikrobiologii PG

ETYCZNE ASPEKTY INŻYNIERII GENETYCZNEJ

SCENARIUSZ LEKCJI. TEMAT LEKCJI: Podstawowe techniki inżynierii genetycznej. Streszczenie

Prowadzący: dr Lidia Boss znacznik fluorescencyjny (np. SYBR Green II)

Ćwiczenia 2-4 KLONOWANIE DNA

Zakład Biologii Molekularnej Materiały do ćwiczeń z przedmiotu: BIOLOGIA MOLEKULARNA

Rok akademicki: 2014/2015 Kod: EIB BN-s Punkty ECTS: 3. Kierunek: Inżynieria Biomedyczna Specjalność: Bionanotechnologie

października 2013: Elementarz biologii molekularnej. Wykład nr 2 BIOINFORMATYKA rok II

DNA musi współdziałać z białkami!

Wykład 14 Biosynteza białek

Ćwiczenie 3 PCR i trawienie DNA enzymami restrykcyjnymi

Metody inżynierii genetycznej SYLABUS A. Informacje ogólne

PCR - ang. polymerase chain reaction

Wprowadzenie. DNA i białka. W uproszczeniu: program działania żywego organizmu zapisany jest w nici DNA i wykonuje się na maszynie białkowej.

SYLABUS. Wydział Biologiczno-Rolniczy. Katedra Biochemii i Biologii Komórki

W sprawie problemów współczesne] bioetyki

Konstrukcja wektora plazmidowego DNA do klonowania genów i/lub wektora plazmidowego do sekrecji w bakteriach mlekowych

Kwasy Nukleinowe. Rys. 1 Struktura typowego dinukleotydu

Genetyka, materiały dla studentów Pielęgniarstwa

Biotechnologia jest dyscypliną nauk technicznych, która wykorzystuje procesy biologiczne na skalę przemysłową. Inaczej są to wszelkie działania na

Bloki licencjackie i studia magisterskie na Kierunkach: Biotechnologia, specjalność Biotechnologia roślinna oraz Genetyka

1. Na podanej sekwencji przeprowadź proces replikacji, oraz do obu nici proces transkrypcji i translacji, podaj zapis antykodonów.

Polimeraza Taq (1U/ l) 1-2 U 1 polimeraza Taq jako ostatni składniki mieszaniny końcowa objętość

Biologia molekularna genu - replikacja

O trawieniu restrykcyjnym

PCR. Aleksandra Sałagacka

WARUNKI ZALICZENIA PRZEDMIOTU- 5 ECTS

Biologia molekularna genu. Replikacja i stabilność genomu

Nośnikiem informacji genetycznej są bardzo długie cząsteczki DNA, w których jest ona zakodowana w liniowej sekwencji nukleotydów A, T, G i C

Proteomika: umożliwia badanie zestawu wszystkich lub prawie wszystkich białek komórkowych

S YL AB US MODUŁ U ( PRZEDMIOTU) I nforma c j e ogólne

Wprowadzenie do biologii molekularnej.

Powodzenie reakcji PCR wymaga właściwego doboru szeregu parametrów:

WPROWADZENIE DO GENETYKI MOLEKULARNEJ

Metody badania polimorfizmu/mutacji DNA. Aleksandra Sałagacka Pracownia Diagnostyki Molekularnej i Farmakogenomiki Uniwersytet Medyczny w Łodzi

JĄDRO KOMÓRKOWE I ORGANIZACJA CHROMATYNY

Wykład: 2 JĄDRO KOMÓRKOWE I ORGANIZACJA CHROMATYNY. Jądro komórkowe. Prof. hab. n. med. Małgorzata Milkiewicz Zakład Biologii Medycznej.

WPROWADZENIE DO GENETYKI MOLEKULARNEJ

Transkrypt:

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, YAC d. transformacja organizmów wyższych 4. Klonowanie in vitro PCR

1. Budowa DNA Francuski uczony R. Chargaff wykrył w latach 1940-tych uderzającą prawidłowość w kompozycji DNA, już wtedy uznawanego za potencjalny nośnik informacji genetycznej Czyszczenie DNA Dodatek kwasów kwasów rozbija rozbija wiązania wiązania fosforanów fosforanów Rozdział zasad i zliczenie ich stosunków ilościowych

1. Budowa DNA Opierając się na odkryciach Chargaffa i badaniach dyfrakcji promieni rentgenowskich Watson i Crick zaproponowali strukturę DNA w 1953.

1. Budowa DNA

1. Budowa DNA Nić DNA to kręgosłup złożony z cukrów przeplatanych fosforanami Z cukrów wystają zasady łączące się w w pary wiązaniami wodorowymi Nici są przeciwbieżne: jedna od 5 do 3 druga od 3 do 5 C i G są mocniej związane niż A i T

1. Budowa DNA Znana nam podwójna helisa to tak zwane B-DNA, Możliwe są też formy A i Z. Białka mające się przyczepić do DNA odnajdują formę B, co potwierdza, że ta forma dominuje in vivo.

2. Enzymy pozwalające na manipulację DNA Organizmy muszą ciąć i sklejać DNA. Dokonują tego przy pomocy wyspecjalizowanych enzymów. Polimerazy DNA (zależne od DNA lub RNA) Nukleazy to enzymy tnące DNA w środku (endonukleazy) lub z końców (egzonukleazy) Ligazy łączą końce DNA

2a. Polimerazy DNA Polimerazy DNA wymagają obecności jednoniciowego DNA i krótkiego odcinka drugiej nici nazywanego starterem (ang. primer) Konieczność istnienia startera wykorzystywana jest do zaczęcia polimeryzacji DNA od określonego (sekwencją) miejsca

2a. Polimerazy DNA Polimerazy DNA zależne od matrycy RNA nazywane są też odwrotnymi transkryptazami Wykorzystuje się je np. do uzyskania DNA z mrna in vitro. Pomocne jest to, że mrna ma doczepione po transkrypcj ogonki poliadenylowe

2b. Nukleazy : enzymy restrykcyjne Skąd się wzięły tak niezwykłe enzymy... służą bakteriom do niszczenia DNA wirusów bakteryjnych.

2b. Jak sprawdzić czy enzymy restrykcyjne zadziałały? Należy pocięte DNA poddać elektroforezie, czyli rozdzielić w żelu agarozowym poddanym działaniu pola elektrycznego.

2b. Jak sprawdzić czy wycięliśmy właściwy odcinek? znacznik wielkości DNA i próbki Technika bibułowa - blotting elektroforeza bibuła Southern hybridization (blotting) blot przeniesienie na filtr sondy odszukują sekwencje komplementarne błona fotograficzna

2c. Ligazy DNA W komórce dochodzi do pęknięcia nici i wtedy ligazy odtwarzają wiązanie fosforanu z cukrem W probówce wykorzystuje się je do połączenia dwóch dowolnych nici w jedną

2c. Ligazy DNA Łatwiej jest złączyć lepkie końce DNA bo wiązania wodorowe przytrzymują nici DNA, które chcemy zligować Dlatego niekiedy warto najpierw doczepić (ligować) krótkie odcinki łącznikowe zawierające sekwencje palindromowe (linkers), a potem je przyciąć

3. Klonowanie DNA in vivo In vivo czyli przy pomocy organizmów wykorzystując ich funkcje replikacji DNA (bakterii, fagów, drożdży, etc.) In vitro czyli używając samych oczyszczonych enzymów i nukleotydów (PCR)

3a. Klonowanie DNA w bakteriach badany DNA wektor plazmidowy transformacja namnożenie plazmidów wewnątrz komórek i namnożenie komórek

3a. Klonowanie DNA w bakteriach d) Celem może być nie tylko namnożenie samego DNA, ale też uzyskanie produktu namnożonego genu (np. ludzkiej insuliny... której dwa peptydy są syntetyzowane w bakterii, a potem są modyfikowane in vitro)

3a. Plazmidy - wektory klonowania dla niewielkich odcinków DNA

3a. Niektóre wektory to wahadłowce (shuttle vectors) ponieważ mogą replikować się i być wykrywane w tak różnych organizmach jak np. bakterie i drożdże. Zapewnia to odpowiedni dobór genów markerów oraz osobnych genów umożliwiających replikację w poszczególnych organizmach ampr marker bakteryjny ten odcinek zapewnia replikację w drożdżach ten odcinek zapewnia replikację w bakteriach URA3 - ten gen zapewnia utrzymanie się w drożdżach

3b. Klonowanie większych odcinków DNA wektory fagowe Fag jako wektor - w główce faga mieści się 50 kb - ale 15 kb można wyciąć restrykcyjnie i wstawić 15kb obcego DNA

3b. Kosmidy (udoskonalone wektory fagowo-plazmidowe) - mają tylko te odcinki DNA faga, które są rozpoznawane przy pakowaniu do główki (miejsca cos, stąd nazwa); delecji ulega aż 45 kb DNA faga, tyle obcego DNA może być pobrane - mają też miejsca replikacji i markery plazmidowe, i dlatego fag-kosmid zarażający komórkę może się w niej mnożyć jako plazmid cos - fragmenty faga odpowiedzialne za pakowanie do kapsydów namnożenie cos w plazmidach cięcie DNA na odcinki 35kb plazmid zlinearyzowany cięcie restrykcyjne i pakowanie do kapsydów biblioteka (fagi lub klony bakteryjne)

3c. Klonowanie wielkich odcinków DNA w drożdżach, YAC Istnieją specjalne plazmidy zawierające centromery i telomery chromosomów drożdowych, a także markery troficzne (URA3) i sekwencje inicjacji replikacji (ori). Można do nich wstawić bardzo duże odcinki DNA (insert DNA, np. ludzki), nawet 1000 kb, i otrzymać YAC (yeast artificial chromosome). Zachowują się one w czasie mitozy jak normalne chromosomy drożdży, które są podobnej wielkości

3d. Transformacja organizmów wyższych U roślin odkryto, że czynnikiem powodującym rakowate narośla na łodydze był czynnik T, który znaleziono jako zintegrowany z plazmidem bakterii Agrobacterium, albo jako wbudowany w chromosom rośliny. Element T to rodzaj samorozprzestrzeniającego się pasożyta genetycznego. U roślin jako wektory stosuje się także niektóre wirusy zdolne do namnażania się i rozchodzenia po całej roślinie. U zwierząt stosuje się np. mikroiniekcje DNA do jądra komórkowego, unieszkodliwione retrowirusy, lub wstrzeliwanie DNA.

4. PCR polymerase chain reaction (namnożenie DNA in vitro) a) Substratami do reakcji sekwencjonowania są: -dwuniciowy DNA, -dwa startery (ok.. 20 aa) - mieszanina 4 nukleotydów - polimeraza DNA nie ulegająca degeneracji w wysokiej temperaturze (np.. Taq) b) Reakcja jest cykliczna: - denaturacja (rozdzielenie nici DNA) 95ºC - przyłączenie starterów 45ºC - synteza nici komplementarnej 72ºC