Hybrydyzacja kwasów nukleinowych

Podobne dokumenty
Hybrydyzacja kwasów nukleinowych

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

Inżynieria Genetyczna ćw. 3

POLIMERAZY DNA- PROCARYOTA

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, kinazy, nukleazy

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

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

Metody odczytu kolejności nukleotydów - sekwencjonowania DNA

POLIMERAZY DNA- PROCARYOTA

Biologia Molekularna Podstawy

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

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

Proteomika: umożliwia badanie zestawu wszystkich lub prawie wszystkich białek komórkowych

Transformacja pośrednia składa się z trzech etapów:

Ligazy. Zastosowanie ligazy w inżynierii genetycznej:

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

Hybrydyzacja kwasów nukleinowych metodą Southerna

Powodzenie reakcji PCR wymaga właściwego doboru szeregu parametrów:

DNA i RNA ENZYMY MODYFIKUJĄCE KOŃCE CZĄSTECZEK. DNA i RNA. DNA i RNA

KLONOWANIE DNA REKOMBINACJA DNA WEKTORY

GENOMIKA FUNKCJONALNA. Jak działają geny i genomy? Poziom I: Analizy transkryptomu

Klonowanie molekularne Kurs doskonalący. Zakład Geriatrii i Gerontologii CMKP

Zakład Biologii Molekularnej Materiały do ćwiczeń z przedmiotu: BIOLOGIA MOLEKULARNA

PCR - ang. polymerase chain reaction

TECHNIKI ANALIZY RNA TECHNIKI ANALIZY RNA TECHNIKI ANALIZY RNA

Biologia medyczna, materiały dla studentów

Metody badania ekspresji genów

TECHNIKI WYKORZYSTYWANE W DIAGNOSTYCE MOLEKULARNEJ CHORÓB JEDNOGENOWYCH TECHNIQUES USED IN MOLECULAR DIAGNOSTICS OF MONOGENIC DISORDERS

Wybrane techniki badania białek -proteomika funkcjonalna

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

Przeglądanie bibliotek

Ćwiczenie 5 Klonowanie DNA w wektorach plazmidowych

KLONOWANIE DNA REKOMBINACJA DNA WEKTORY

dr hab. Beata Krawczyk Katedra Mikrobiologii PG

Zakład Biologii Molekularnej Materiały do ćwiczeń z przedmiotu: BIOLOGIA MOLEKULARNA

Techniki molekularne w mikrobiologii SYLABUS A. Informacje ogólne

Metody analizy genomu

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

WEKTORY WAHADŁOWE ENZYMY W KLONOWANIU POLIMERAZY

Wybrane techniki badania białek -proteomika funkcjonalna

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

GENOMIKA FUNKCJONALNA. Jak działają geny i genomy? Poziom I: Analizy transkryptomu

Katedra Mikrobiologii PG Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

SCENARIUSZ LEKCJI BIOLOGII Z WYKORZYSTANIEM FILMU PCR sposób na DNA.

PCR łańcuchowa reakcja polimerazy

GENOMIKA FUNKCJONALNA. Jak działają geny i genomy? Poziom I: Analizy transkryptomu

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

PCR - ang. polymerase chain reaction

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

PCR - ang. polymerase chain reaction

Dane mikromacierzowe. Mateusz Markowicz Marta Stańska

Techniki znakowania cząsteczek biologicznych - opis przedmiotu

GRADIENT TEMPERATUR TOUCH DOWN PCR. Standardowy PCR RAPD- PCR. RealTime- PCR. Nested- PCR. Digital- PCR.

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

EKSTRAHOWANIE KWASÓW NUKLEINOWYCH JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI? JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI?

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

O trawieniu restrykcyjnym

Metody: PCR, MLPA, Sekwencjonowanie, PCR-RLFP, PCR-Multiplex, PCR-ASO

PCR - ang. polymerase chain reaction

Wstęp. Jak programować w DNA? Idea oraz przykład. Problem FSAT charakterystyka i rozwiązanie za pomocą DNA. Jak w ogólności rozwiązywać problemy

Nanotechnologie w diagnostyce

PCR. Aleksandra Sałagacka

Substancje stosowane do osadzania enzymu na stałym podłożu Biotyna (witamina H, witamina B 7 ) Tworzenie aktywnej powierzchni biosensorów

7. Metody molekularne jako źródło informacji botanicznej i lichenologicznej

JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI? JAK ZMIERZYĆ ILOŚĆ KWASÓW NUKLEINOWYCH PO IZOLACJI?

WYBRANE RODZAJE REAKCJI PCR. RAPD PCR Nested PCR Multipleks PCR Allelo-specyficzny PCR Real Time PCR

METODY MOLEKULARNE STOSOWANE W TAKSONOMII

Ćwiczenie 3 Oznaczenie polimorfizmu genetycznego cytochromu CYP2D6 metodą PCR w czasie rzeczywistym (rtpcr) przy użyciu sond typu TaqMan

Analizy wielkoskalowe w badaniach chromatyny

PROJEKT WSPÓŁFINANSOWANY PRZEZ UNIĘ EUROPEJSKĄ Z EUROPEJSKIEGO FUNDUSZU ROZWOJU REGIONALNEGO 1 z 7

Elektroforeza kwasów nukleinowych

Prokariota i Eukariota

Podstawy inżynierii genetycznej

Spis treści. 1 Budowa genomu jądrowego (M.J. Olszewska, J. Małuszyńska) 13. Przedmowa 10

SPECYFIKACJA TECHNICZNA AGAROZ

Wykład 14 Biosynteza białek

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

Stowarzyszenie na Rzecz Dzieci z Zaburzeniami Genetycznymi Badania molekularne

Farmakogenetyka Biotechnologia Medyczna I o

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

Przykładowe zadania. przygotowujące do egzaminu maturalnego

Ćwiczenie 7 Klonowanie DNA w wektorach plazmidowych

Mikrosatelitarne sekwencje DNA

Zawartość. Wstęp 1. Historia wirusologii. 2. Klasyfikacja wirusów

WPROWADZENIE DO GENETYKI MOLEKULARNEJ

Elektroforeza kwasów nukleinowych

DNA musi współdziałać z białkami!

Techniki biologii molekularnej Kod przedmiotu

REPLIKACJA, NAPRAWA i REKOMBINACJA DNA

1. Barwienie przeglądowe ogólna struktura mózgu i płatów wzrokowych Drosophila

Analizy DNA in silico - czyli czego można szukać i co można znaleźć w sekwencjach nukleotydowych???

Analiza genetyczna w niepowodzeniach ciąży i badaniach prenatalnych

Glimmer umożliwia znalezienie regionów kodujących

TaqNovaHS. Polimeraza DNA RP902A, RP905A, RP910A, RP925A RP902, RP905, RP910, RP925

2. Przedmiot zamówienia: Odczynniki chemiczne do izolacji DNA i reakcji PCR, wymienione w Tabeli 1. Nazwa odczynnika Specyfikacja Ilość*

WPROWADZENIE DO GENETYKI MOLEKULARNEJ

DNA - niezwykła cząsteczka. Tuesday, 21 May 2013

Genetyka, materiały dla studentów Pielęgniarstwa

Inżynieria genetyczna

Transkrypt:

Hybrydyzacja kwasów nukleinowych

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

Hybrydyzacja - powstawanie stabilnych struktur dwuniciowych z cząsteczek jednoniciowych o komplementarnych sekwencjach nukleotydów Hybrydyzacja zachodzi już przy komplementarnych odcinkach długości kilkunastu (17) nt W hybrydyzacji kwasów nukleinowych mogą powstawać struktury hybrydowe różnego typu: DNA:DNA RNA:RNA DNA:RNA

Jak za pomocą takiego zjawiska jakim jest hybrydyzacja kwasów nukleinowych pokazać np. lokalizację (położenie) genu w chromosomie?

Żeby wykorzystać hybrydyzację (jako narzędzie badawcze) należy spełnić przynajmniej dwa warunki: 1. Dysponować tzw. sondą molekularną czyli znanym, odpowiednio przygotowanym fragmentem DNA (lub RNA) 2. Umieścić docelowy kwas nukleinowy (np. chromosomalne DNA, w którym szukamy odcinka komplementarnego do sondy molekularnej) na specjalnym stałym nośniku - filtrze (membranie) (prawie zawsze konieczne.)

Sonda molekularna Sonda molekularna musi być wyznakowana czyli wyposażona w znacznik (radioaktywny lub nieradioaktywny), który umożliwi jej uwidocznienie a zarazem zlokalizowanie docelowej (czyli zhybrydyzowanej z nią) sekwencji

Sondy można znakować : radioaktywnie - do sondy włączany jest nukleotyd znakowany radioaktywnym izotopem 32 P, 35 S. Detekcja opiera się na autoradiografii przy zastosowaniu filmów wrażliwych na promieniowanie. znacznikami nieradioaktywnymi Związkami fluorescencyjnymi - emisja światła o określonej długości fali, wykorzystywane są związki tj. Rodamina, kumaryna czy fluoresceina. Detekcja odbywa się odpowiednich przyrządów optycznych np. kamer lub mikroskopów fluorescencyjnych. immunochemicznie, cytochemicznie - do sondy włączany jest nukleotyd sprzężony z haptenem (biotyną, digoksygeniną). Detekcja odbywa się przy pomocy przeciwciał specyficznych dla danego haptenu. Przeciwciała są sprzężone z umożliwiającymi ich uwidocznienie cząsteczkami: alkaliczną fosfatazą, peroksydazą. Sondy molekularne wyznakowane radioaktywnie mają największą czułość

Sposoby znakowania sond molekularnych Znakowanie cząsteczek DNA na całej długości reakcja przesunięcia pęknięć w DNA (ang. nick translation) W reakcji wykorzystuje się aktywność DNA polimerazy I E. coli, która dodaje nukleotydy do wolnego końca 3' OH utworzonego wcześniej w dwuniciowym DNA przez działanie DNazy I. W tym samym czasie, polimeraza I egzonukleolitycznie usuwa nukleotydy od końca 5' pęknięcia. Równoczesna eliminacja nukleotydów z końca 5' i dodatek nukleotydów do końca 3' powoduje przesuwanie się przerwy wzdłuż DNA, w kierunku 5' - 3'. Jeśli jeden z nukleotydów obecnych w reakcji zostanie zastąpiony nukleotydem radioaktywnym lub znakowanym nieizotopowo, to w wyniku reakcji uzyskuje się DNA wyznakowany z wysoką specyficzną aktywnością reakcja przypadkowego startu replikacji (ang. random priming) Reakcję wykorzystuje się do znakowania sond molekularnych. W pierwszym etapie denaturuje się dwuniciowe DNA i hybrydyzuje do 6-12 nukleotydowych oligonukleotydów, spełniających funkcję przypadkowych starterów syntezy DNA. Po związaniu starterów z jednoniciową matrycą, synteza DNA rozpoczynana się od końców 3 starterów z udziałem fragmentu Klenowa DNA polimerazy I.

Sondy molekularne możemy uzyskać przez wyznakowanie końców cząsteczek kwasów nukleinowych 5 przez przeniesienie grupy fosforanowej z wyznakowanego radioizotopem ATP na zdefosforylowany (fosfatazą alkaliczną) koniec 5 cząsteczki RNA lub DNA za pomocą kinazy polinukleotydowej PNK (z bakteriofaga T4). 3 przez wypełnienie cofniętego końca 3 na matrycy wystającego końca 5 po strawieniu enzymem restrykcyjnym używamy wyznakowanego nukleotydu oraz fragmentu Klenowa polimerazy DNA I

Przygotowanie docelowego DNA (ang. target DNA), w którym za pomocą sondy molekularnej będziemy szukać komplementarnych odcinków Najczęściej wygląda to tak: 1. Izolacja genomowego DNA z komórki 2. Podział na mniejsze fragmenty (zazwyczaj przez trawienie enzymami restrykcyjnymi) 3. Rozdział fragmentów DNA w żelu agarozowym 4. Transfer DNA rozdzielonego w żelu na specjalną membranę (stały nośnik)

1975 Edwin Southern Southern blotting Proces przenoszenia DNA z żelu na membranę to blotting Transfer na membranęblotting

SOUTHERN blotting- transfer kapilarny

zdenaturowany kwas nukleinowy sonda molekularna musi być zdenaturowana!

W którym z wielu fragmentów restrykcyjnych dużej cząsteczki DNA znajduje się sklonowany przez nas gen? sklonowany przez nas gen

Zalety hybrydyzacji Southerna: sonda molekularna nie musi być w 100% identyczna do poszukiwanej sekwencji żeby mogła ja wykryć Manipulujący pewnymi parametrami samego procesu hybrydyzacji możemy uzyskiwać hybrydyzację cząsteczek, których podobieństwo sekwencji nie przekracza 50%. W przypadku hybrydyzacji Southerna nie jest w tym przypadku wymagana ekspresja docelowego odcinka DNA w komórkach gospodarza. Wady: czasochłonna i pracochłonna

Odmiany hybrydyzacji kwasów nukleinowych w zależności od rodzaju materiału genetycznego na nośniku i użytej sondy molekularnej: 1. DNA:DNA Hybrydyzacja Southerna (od nazwiska Edwina Southerna) 2. RNA-DNA (lub RNA-RNA- rzadko) typu northern (zupełnie inne zastosowanie niż hybrydyzacja Southerna!!!)

Warunki hybrydyzacji muszą być odpowiednio dobrane Tworzenie hybryd pomiędzy ssdna jest odwracalne i w roztworze zależy przede wszystkim od: Stężenia kwasów nukleinowych Siły jonowej roztworu w którym przeprowadzamy hybrydyzację - (niższe stężenie soli - niższa stabilność) optymalna przy stężeniu 1.5 M NaCl Temperatury i stężenia substancji destabilizujących helisę np. formamidu Czasu trwania hybrydyzacji

Operując tymi parametrami możemy uzyskiwać hybrydyzację cząsteczek, których identyczność sekwencji nie przekracza 50%.

Do czego jeszcze możemy wykorzystać różne odmiany hybrydyzacji kwasów nukleinowych????

Hybrydyzacja fluorescencyjna in situ FISH- stosowna np. w cytogenetyce, pozwala bezpośrednio uwidocznić pozycję markera (czyli znanego odcinka DNA, np. genu) w większej cząsteczce DNA np. chromosomie po hybrydyzacji z sondą fluorescencyjną

Techniki hybrydyzacyjne można stosować także jako metody screeningu przeszukiwania dużej ilości rekombinantów/klonów w celu znalezienia właściwego, zawierającego poszukiwany odcinek DNA do potwierdzenia obecności zrekombinowanych fragmentów DNA w komórkach gospodarza

Hybrydyzacja kolonijna wykonujemy np. po transformacji komórek bakteryjnych bankiem plazmidowym. Po wysianiu na płytki replikuje się kolonie na filtr. Wykonuje się szereg czynności, które mają na celu przytwierdzenie bakterii, ich lizę i denaturację in situ a następnie poddaje się hybrydyzacji i autoradiografii. Dzięki zachowaniu szalki wzorcowej jesteśmy w stanie określić dokładnie kolonię, w której znajduje się hybrydyzujący fragment.

Hybrydyzacja łysinkowa - po transformacji komórek bakteryjnych populacją fagów i wysianiu ich na płytki, łysinki replikuje się na filtr. Przytwierdza się przeniesione fagi do filtru, hybrydyzuje z sondą i poddaje autoradiografii. Także w tym przypadku dzięki szalce wzorcowej jesteśmy w stanie zidentyfikować łysinki, których pozycje odpowiadają zaczernieniom na kliszy.