Jajko czy kura? czyli gdzie dwóch się bije, tam trzeci korzysta Jacek Śmietański IIMK UJ 21.10.2015 Jajko czy kura
Pytanie tytułowe Co było na początku? Jajko czy kura? Rother M., 2012
Pytanie tytułowe Co było na początku? DNA czy Białko? Rother M., 2012
Odpowiedź Odpowiedź: RNA Rother M., 2012
RNA: 1890-1950 RNA różni się od DNA Izolacja kwasów nukleinowych z różnych organizmów. Odkryto, że budulce cząsteczki RNA: ATP i GTP są podstawowymi źródłami energii (czyli życia) w komórce. http://www.mfpl.ac.at/rna-biology/rna-history/
RNA: 1951-1965 RNA produkuje białka Zidentyfikowano trzy rodzaje RNA biorące udział w tłumaczeniu informacji z DNA na białko: informacyjne (matrycowe) RNA (mrna) przenośnik informacji genetycznej transferowe RNA (trna) fizyczny łącznik między RNA a białkiem rybosomalne RNA (rrna) obecne w rybosomach, fabrykach białek. Odkryto kod genetyczny: trzy nukleotydy kodują jeden aminokwas. Wyizolowano polimerazę RNA, enzym syntetyzujący RNA. RNA jest nośnikiem informacji genetycznej w wirusach. http://www.mfpl.ac.at/rna-biology/rna-history/
RNA: 1966-1975 Pierwsze niekodujące RNA Analiza trna: zsekwencjonowanie (pierwsza zsekwencjonowana duża cząsteczka RNA) przewidzenie struktury drugorzędowej (4-listna koniczynka) rozwiązanie struktury 3D (krystalografia rentgenowska; kształt-l). Izolacja mrna; odkryto niekodowane nukleotydy (cap, polya, CCA) Opis odwrotnej transkryptazy (enzym przepisujący RNA na DNA); osłabienie centralnego dogmatu: DNA > RNA > białko. http://www.mfpl.ac.at/rna-biology/rna-history/
RNA: 1976-1980 Splicing RNA introny rozdzielają fragmenty genu i są usuwane z pierwotnego transkryptu Małe kompleksy RNA-białko są kluczowe w procesie splicingu. Porównanie sekwencji rybosomalnych RNA u wielu gatunków. http://www.mfpl.ac.at/rna-biology/rna-history/
RNA: 1981-1985 RNA jako enzym (RNase P) Spliceosom duży kompleks białko-rna odpowiedzialny za splicing. Alternatywny splicing różne białka z jednego genu. Katalityczna rola RNA ważną przesłanką dla hipotezy świata RNA. http://www.mfpl.ac.at/rna-biology/rna-history/
Splicing https://www.dnalc.org/resources/3d/rna-splicing.html
RNA: 1986-2000 Modyfikacje RNA Doświadczenia in vitro funkcjonalne RNA może ewoluować Utrzymywanie końcówek chromosomów szablony RNA w telomerazie. Rybosomy największe enzymy RNA katalizują powstawanie wiązania peptydowego. http://www.mfpl.ac.at/rna-biology/rna-history/
RNA: 2001-... Regulatorowe RNA Małe cząsteczki RNA reguluję ekspresję przez potranskrypcyjne wyciszanie genów. Xist: pierwsze duże niekodujące RNA (lncrna) regulujące ekspresję genów. Epigeneza kontrolowana przez niekodujące RNA. Większa częśćgenomu jest transkrybowana. Ryboprzełączniki: regulacja ekspresji genu pod wpływem obecnych w komórce metabolitów. Mobilne DNA wykorzystuje pośrednictwo RNA. http://www.mfpl.ac.at/rna-biology/rna-history/
Centralny dogmat tradycyjnie
...nie uwzględnia niekodujących RNA
Centralny dogmat nowa wersja
RNA: struktury drugorzędowe i trzeciorzędowe
RNA: motywy Przykład: częste motywy strukturalne. (RNA HUB)
RNA: modyfikacje potranskrypcyjne Przykład dla adeniny. (Modomics)
Projekt: przewidywanie oddziaływań idea. To construct a predictor of base pairs in RNA structures that are imperfect and in a simplified representation. It may be useful for validation and optimization of predicted 3D models.
Model zredukowany Pyrimidines: N1, C2 and C4 Purines: N9, C2, C6
Model rozmyty Each atom is moved in random direction for random distance up to 1Å.
RNA base pairs: edges and orientations Leontis, 2002
12 interaction types (Leontis classification) cww cws cwh css csh chh tww tws twh tss tsh thh
FR3D database http://rna.bgsu.edu/nrlist/lists/20140808/
Pairing information
1J6S - FR3D and McAnnotate output FR3D: McAnnotate:
1J6S - structures Assymetric unit: Biological assemble:
Multi-models structure Example: 28SP
Statystyki Dane dla elementów ciągu uczącego (ok.. 150 struktur). Kreska (-) oznacza, że taka para nie powinna występować w przyrodzie.
Porównanie różnych klasyfikatorów Waleń, 2014
Polskie Towarzystwo Bioinformatyczne Członkostwo: - składka studencka: 40 zł/rok (opłaca się, jeżeli planujemy uczestniczyć w przynajmniej jednej konferencji PTBI) Konferencje: - BIT Toruń, 16-18.VI.2016 - Sympozjum PTBI, Białystok, 28-30.IX.2016 Konkursy: - na najlepszą pracę magisterską - na najlepszą pracę doktorską
RNA-Puzzles Przewidywanie struktur 3D dla cząsteczek rozwiązanych eksperymentalnie, ale jeszcze nie opublikowanych. Np.: Jaka jest struktura poniższej cząsteczki? 5'-GGCUUAUCAAGAGAGGUGGAGGGACUGGCCCGAUGAAACCCG GCAACCACUAGUCUAGCGUCAGCUUCGGCUGACGCUAGGCUA GUGGUGCCAAUUCCUGCAGCGGAAACGUUGAAAGAUGAGCCA-3'
RNA-Puzzles Rozwiązanie
RNA-Puzzles wyniki
Wyzwania bioinformatyki RNA Wydobywanie nietrywialnych informacji z dużych zbiorów danych. - Big data - Data mining - Machine learning ----------------------------------------------------------------- Przewidywanie 2D - Przewidywanie 3D - Identyfikacja kontaktów wewnątrz cząsteczki - Modyfikacje RNA - Miejsca wiązania jonów metali - Oddziaływania RNA-białko - Inne oddziaływania międzycząsteczkowe - Przewidywanie ncrna - Przewidywanie celów dla mirna - Identyfikacja i porównywanie sieci powiązań - Analiza transkryptomów -...
Zapraszam do współpracy - realizacja projektów w ramach koła - prace licencjackie - prace magisterskie http://jaceksmietanski.net jacek.smietanski@ii.uj.edu.pl pokój 2163, konsultacje czw. 10-12