O trawieniu restrykcyjnym

Podobne dokumenty
KLONOWANIE DNA REKOMBINACJA DNA WEKTORY

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

Elektroforeza kwasów nukleinowych

Ćwiczenie 5 Klonowanie DNA w wektorach plazmidowych

Elektroforeza kwasów nukleinowych

Elektroforeza kwasów nukleinowych

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

Elektroforeza kwasów nukleinowych

Elektroforeza kwasów nukleinowych

Hybrydyzacja kwasów nukleinowych

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

KLONOWANIE DNA REKOMBINACJA DNA WEKTORY

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

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

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

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

Ćwiczenie 7 Klonowanie DNA w wektorach plazmidowych

Hybrydyzacja kwasów nukleinowych

Klonowanie molekularne Kurs doskonalący. Zakład Geriatrii i Gerontologii CMKP

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

Ćwiczenia 2-4 KLONOWANIE DNA

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

Inne podejścia do klonowania

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

SPECYFIKACJA TECHNICZNA AGAROZ

Metody badania ekspresji genów

Ligazy. Zastosowanie ligazy w inżynierii genetycznej:

WEKTORY WAHADŁOWE ENZYMY W KLONOWANIU POLIMERAZY

Zakład Biologii Molekularnej Materiały do ćwiczeń z przedmiotu: BIOLOGIA MOLEKULARNA

Transformacja pośrednia składa się z trzech etapów:

Inżynieria Genetyczna ćw. 3

ENZYMY RESTRYKCYJNE ENZYMY RESTRYKCYJNE CZYM RÓŻNIĄ SIĘ POSZCZEGÓLNE ENZYMY? nazewnictwo: EcoRV

POLIMERAZY DNA- PROCARYOTA

TaqNova-RED. Polimeraza DNA RP20R, RP100R

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

Zakład Biologii Molekularnej Wydział Farmaceutyczny, WUM ul. Banacha 1, Warszawa. Zakład Biologii Molekularnej

Ćwiczenia 2-4 KLONOWANIE DNA

ĆWICZENIE 1 i 2 Modyfikacja geu wołowej beta-laktoglobuliny przy użyciu metody Overlap Extension PCR (wydłużania nakładających się odcinków)

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

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

Program ćwiczeń z inżynierii genetycznej KP-III rok Biologii

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

ENZYMY RESTRYKCYJNE ENZYMY RESTRYKCYJNE CZYM RÓŻNIĄ SIĘ POSZCZEGÓLNE ENZYMY? nazewnictwo: EcoRV

Farmakogenetyka Biotechnologia Medyczna I o

Ćwiczenie 3 PCR i trawienie DNA enzymami restrykcyjnymi

Metody odczytu kolejności nukleotydów - sekwencjonowania DNA

Na tej pracowni wyjątkowo odpowiedzi na zadania należy udzielić na osobnym arkuszu odpowiedzi.

POLIMERAZY DNA- PROCARYOTA

Endonukleazy restrykcyjne molekularne nożyczki

Inżynieria Genetyczna ćw. 1

Inżynieria genetyczna

Zakład Biologii Molekularnej Materiały do ćwiczeń z przedmiotu: BIOLOGIA MOLEKULARNA

Wybrane techniki badania białek -proteomika funkcjonalna

Powodzenie reakcji PCR wymaga właściwego doboru szeregu parametrów:

Ćwiczenie 1 Plazmidy bakteryjne izolacja plazmidowego DNA

Proteomika: umożliwia badanie zestawu wszystkich lub prawie wszystkich białek komórkowych

Zestawy do izolacji DNA i RNA

47 Olimpiada Biologiczna

Biologia medyczna, materiały dla studentów

Przeglądanie bibliotek

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

Ćwiczenia 2-4 KLONOWANIE DNA

PCR - ang. polymerase chain reaction

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

ENZYMY RESTRYKCYJNE CZYM RÓŻNIĄ SIĘ POSZCZEGÓLNE ENZYMY? ENZYMY RESTRYKCYJNE- TYP I. nazewnictwo: EcoRV

Biologia Molekularna Podstawy

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

Ćwiczenie 1 Plazmidy bakteryjne izolacja plazmidowego DNA

Zakład Biologii Molekularnej Materiały do ćwiczeń z przedmiotu: BIOLOGIA MOLEKULARNA

Endonukleazy restrykcyjne molekularne nożyczki

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

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

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

- oznaczenia naukowo-badawcze. - jedna z podstawowych technik. - oznaczenia laboratoryjnodiagnostyczne. Elektroforeza. badawczych.

Metody analizy genomu

Genetyka, materiały dla studentów Pielęgniarstwa

Techniki molekularne w mikrobiologii SYLABUS A. Informacje ogólne

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

TECHNIKI ANALIZY RNA TECHNIKI ANALIZY RNA TECHNIKI ANALIZY RNA

Klonowanie i transgeneza. dr n.med. Katarzyna Wicher

DHPLC. Denaturing high performance liquid chromatography. Wiktoria Stańczyk Zofia Kołeczko

Ćwiczenie 3. Amplifikacja genu ccr5 Homo sapiens wykrywanie delecji Δ32pz warunkującej oporność na wirusa HIV

GeneMATRIX Agarose-Out DNA Purification Kit

dr hab. Beata Krawczyk Katedra Mikrobiologii PG Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

GeneMATRIX Basic DNA Purification Kit

Zestaw do izolacji DNA z żeli agarozowych. Nr kat. EM08 Wersja zestawu:

(12) O PIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

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

PCR - ang. polymerase chain reaction

Prokariota i Eukariota

Wybrane techniki badania białek -proteomika funkcjonalna

dostawa odczynników chemicznych oraz akcesoriów laboratoryjnych

PCR - ang. polymerase chain reaction

W związku z wydzieleniem pakietów i dodaniem nowych zmianie ulegają zapisy SIWZ.

Wprowadzanie zrekombinowanego DNA do komórek bakterii. Sposoby wprowadzania DNA do innych (niż bakterie) typów komórek

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

Zakład Biologii Molekularnej, Wydział Farmaceutyczny, WUM.

Zestaw do izolacji DNA z żeli agarozowych. Nr kat. EM08 Wersja zestawu:

PCR. Aleksandra Sałagacka

Transkrypt:

O trawieniu restrykcyjnym Enzymy II klasy, Mg 2+, dsdna z rozpoznawaną sekwencją, tępe, lepkie (kohezyjne) końce, warunki reakcji bufor o różnym stężeniu NaCl i określonym ph BSA -stabilizator 37 o C /lub inna/ aktywność starowa przerwanie trawienia nie koniecznie 15 65 o C EDTA ph 8,0 do stęż. 10mM ekstrakcja fenolem CO DAJE NAM TRAWIENIE RESTRYKCYJNE? Fragmenty DNA na żelu w postaci prążków o identycznej sekwencji, ( precyzyjna obróbka DNA, powtarzalność fragmentacji cząsteczki) mapy restrykcyjne = obraz cząsteczki z zaznaczonymi miejscami rozpoznawanymi przez różne RE, z uwzględnieniem odległości między nimi, podstawy do mapowania genetycznego (RFLP) identyfikacja mutacji, diagnostyka, rekombinowanie i klonowanie genów.

4 6 4096pz 4 8 65536pz 4 4 256pz Długość miejsca restrykcyjnego determinuje długość fragmentów restrykcyjnych Większość miejsc restrykcyjnych to sekwencje palindromowe metylacja dam grupa metylowa jest przyłączona do adeniny w sekwencji GATC zapisujemy G m ATC. metylacja dcm grupa metylowa jest przyłączona do cytozyny w sekwenji CC(AT)GG zapisujemy C m C(A/T)GG.

Jednostka aktywności enzymatycznej enzymu restrykcyjnego 1 UNIT taka ilość enzymu, która - trawi całkowicie 1 g dzikiego faga - w optymalnych warunkach - w ciągu 1 godziny

DEFINICJE I ZASADY Elektroforeza = ruch jonów i makromolekuł obdarzonych ładunkiem elektrycznym poprzez medium w wyniku przyłożonego napięcia Makromolekuły rozdzielane są ze względu na 1 wielkość 2 strukturę 3 rozkład ładunku Dla liniowej cząsteczki szybkość migracji jest odwrotnie proporcjonalna do log 10 z masy cząsteczkowej

Elektroforeza DNA na sitach molekularnych czyli żelach agarozowych (50-20000pz)/poliakrylamidowych (5-500pz) pozwala: rozdzielić fragmenty DNA zidentyfikować fragmenty DNA oczyścić fragmenty DNA inna technika? DNA na żelu jest barwione za pomocą EtBr (>10ng dwuniciowego DNA, 1973) lub SYBR Gold (>20pg dwuniciowego DNA) i wizualizacja pod UV (albo światło niebieskie) Prążki mogą być wycięte z żelu i wykorzystane Agaroza polimer galaktozy (~800 cząsteczek) po zestaleniu tworzą się kanaliki 50-200nm Akrylamid neurotoksyna Rozdzielanie bardzo dużych fragmentów DNA - PFGE Pulsed Field Gel Electrophoresis (Schwarz i Cantor, 1984)

Czynniki wpływające na szybkość migracji DNA w żelu (szybkość migracji jest odwrotnie proporcjonalna do log 10 z liczby par zasad fragmentu DNA) Wielkość cząsteczki konformacja DNA koncentracja agarozy/akrylamidu wartość przyłożonego napięcia skład nukleotydowy i temperatura obecność barwników interkalacyjnych skład buforu do elektroforezy (siła jonowa)

Bufory do elektroforezy DNA TAE- Tris-acetate, EDTA 1x 40 mm Tris-acetate 1 mm EDTA ph 8,0 TBE- Tris-borate, EDTA 1x 89 mm Tris-borate 2 mm EDTA ph 8,0 0.5x 45 mm Tris-borate 1 mm EDTA ph 8,0 TPE- Tris phosphate, EDTA 1x 90 mm Tris-phosphate 2 mm EDTA ph 8,0

Typy agarozy Standardowe high melting np. SeaKam LE, T G = 35-38 C Low melting/gelling - np. SeaPlaque, NuSieveGTG, T G = 25-35 C np. do ekperymentów gdzie trzeba oczyścić długi fragment DNA z żelu O wysokiej rozdzielczości np. MetaPhor zastępują żele akrylamidowe Do blottingu Agarozy do specjalnych aplikacji są drogie

zwiększają gęstość próbki nadają próbce kolor migrują w stronę anody(+) z określoną szybkością: -bromophenol blue w 0.5xTBE jak dsdna 300pz -xylene cyanol - w 0.5xTBE jak dsdna 4kb

Łączenie DNA - Ligacja Ligaza DNA - tworzy wiązania fosfodiestrowe pomiędzy nukleotydami w łańcuchu DNA - substrat: dwuniciowe DNA lub hybrydy DNA:RNA, RNA:RNA - łączy pęknięcia w pojedynczych łańcuchach dwuniciowego DNA - może łączyć 2 fragmenty dsdna o tępych końcach (niska wydajność)

Łączenie DNA - Ligacja Aktywność ligazy Najczęściej wyrażana w jednostkach Weissa: 1 U = taka ilość enzymu która katalizuje przekształcenie 1 nmola 32 P-pirofosforanu w [γ,β- 32 P]ATP ciągu 20min. w 37 C 0.015 jednostki Weissa ligazy liguje 50% fragmentów HindIII z 5ug bakteriofaga λ w ciągu 30min. w 16 C Optymalna temperatura ligacji: -16 C przez noc najwyższa efektywność - temp. pokojowa 30min - 2 hr do szybkiego klonowania - 4 C przez noc 24godz

Funkcje i zastosowanie: in vivo: udział w replikacji, rekombinacji i reperacji DNA in vitro: tworzenie nowych układów DNA i łączenie ich z wektorami podczas syntezy drugiej nici cdna (replacement synthesis) amplifikacja DNA znajdującego się na zewnątrz znanej sekwencji DNA inverse PCR detekcja mutacji punktowych w DNA za pomocą ligase chain reaction (ligase amplification reaction) Typy ligaz: zależne od ATP - T4 DNA ligase (podstawowa ligaza) zależne od NAD + - E.coli DNA ligase (replacement synthesis, nie liguje RNA, łączy tępe końce tylko w obecności PEGu lub Ficollu)

Ligacja fragmentów obcego DNA do wektorów plazmidowych Końce fragm. obcego DNA Tępe Lepkie różne, uzyskiwane przy pomocy różnych enz. restr. Lepkie identyczne, uzyskiwane przy pomocy tych samych enz. restr. Wymagania w klonowaniu Duże stężenie DNA i ligazy Otrzymanie maksymalnej wydajności ligacji wymaga oczyszczenia wektora po cięciu dwoma enzymami Liniowe DNA wektora trzeba traktować fosfatazą Uwagi tło klonów nierokombinantów może być wysokie możliwa eliminacja miejsc restrykcyjnych przy połączeniu wektora i obcego DNA możliwe tandemowe inserty tło klonów nierekombinantów niskie, miejsca restrykcyjne są zwykle zachowane możliwe tandemowe inserty obce DNA jest klonowane tylko w jednej orientacji miejsca restrykcyjne są zwykle zachowane możliwe tandemowe inserty obcy DNA może być wklonowany w każdej orientacji

Alkaliczna fosfataza AP 3 typy alkalicznej fosfatazy: BAP bacterial AP najbardziej aktywna najtrudniejsza do inaktywacji CIP calf intestinal AP inaktywacja prot.k lub 65C 1godz z 5mM EDTA SAP shrimp AP wrażliwa na temp. łatwa inaktywacja 65C przez 15 Katalizuje reakcję usunięcia grupy fosforanowej końca 5 DNA, RNA, rntps, dntps Alkaliczna fosfataza - zastosowanie Usuwanie grupy fosforanowej z końca 5 DNA lub RNA przed znakowaniem końców 32 P za pomocą kinazy polinukleotydowej T4 Usuwanie grupy fosforanowej z końca 5 DNA by nie dochodziło do autoligacji (samozamykania się) DNA np. plazmidu

Identyfikacja zrekombinowanych plazmidów α komplementacja / blue-white screening 2 nieaktywne fragmenty β-galaktozydazy łączą się tworząc aktywny enzym fragment genu kodujący pierwsze 146aa w plazmidach + miejsce klonowania bakteria na chromosomie 2 fragment genu enzym rozkłada X-gal kolonie są niebieskie Jeżeli dojdzie do wbudowania się insertu N terminalny fragment białka nie jest zdolny do komplementacji - nie ma aktywnej β-galaktozydazy kolonie są białe

Identyfikacja zrekombinowanych plazmidów E.coli ccdb (control of cell death) białko CcdB blokuje gyrazę DNA (topoizomerazę II) która uczestniczy w naprawie DNA gdy komórka produkuje CcdB gyraza jest blokowana, komórka nie jest w stanie naprawić DNA i umiera - umieszczenie tego genu w MCS (miejscu do klonowania) powoduje że gdy insert się nie wbuduje dochodzi do wytworzenia białka CcdB i komórka posiadająca plazmid bez insertu umiera - obecność insertu w obszarze MCS powoduje przerwanie genu CcdB, gyraza nie jest blokowana, komórka normalnie rośnie

Przygotowanie i transformacja kompetentnych komórek E.coli Kompetencja do transformacji - stan komórki polegający na zdolności do absorbcji obcego DNA Metoda chemiczna (Heat shock) - metoda transformacji komórek bakteryjnych polegająca traktowaniu bakterii zimnym CaCl2 (na lodzie) i szybkim podgrzaniu do 42C Elektroporacja - metoda transformacji komórek bakteryjnych polegająca na odwracalnej destabilizacji błony komórkowej z wytworzeniem w niej porów, zachodzącej pod wpływem pola elektrycznego o wysokim napięciu.

TRANSFORMACJA - METODY Heat - shock komórki kompetentne - 0,1M CaCl 2 Elektroporacja komórki kompetentne w 10% glicerolu aparat do elektroporacji np. BIO-RAD + kuwety mieszanina ligacyjna + komórki kompetentne/ 20 0 o C mieszanina ligacyjne + kom. kompetentne /1 0 o C 1,5 42 o C =heat shock 5 lód (przerwanie reakcji) puls elektryczny ~5ms/ 1,5-1,8kV + 1 ml LB/ 60 37 o C + 1 ml SOC / 60 37 o C

Jaka jest i od czego zależy wydajność transformacji? 10 5-10 10 transformowanych komórek na 1ug DNA plazmidowego szczepu bakterii (kompetencji= przygotowanie komórek) fazy wzrostu pobranych komórek ilości i wielkości DNA użytego do transformacji długości pulsu elektrycznego (heat shock u) jakości pożywki na jaką wysiewa się transformanty temperatury szybkości i sprawności wykonania