Budowa kwasów nukleinowych

Podobne dokumenty
Skrypt Bioinformatyka DRAFT Strona 67

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

SCENARIUSZ LEKCJI BIOLOGII Z WYKORZYSTANIEM FILMU Transkrypcja RNA

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

Geny i działania na nich

WARUNKI ZALICZENIA PRZEDMIOTU- 5 ECTS

Wykład 14 Biosynteza białek

WYKŁAD: Klasyczny przepływ informacji ( Dogmat) Klasyczny przepływ informacji. Ekspresja genów realizacja informacji zawartej w genach

DNA superhelikalny eukariota DNA kolisty bakterie plazmidy mitochondria DNA liniowy wirusy otrzymywany in vitro

Statystyczna analiza danych

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

Wyszukiwanie podobnych sekwencji w bazach danych. Wyszukiwanie w sekwencji nukleotydów czy aminokwasów? Czułość i selektywność

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

Ćwiczenie 5/6. Informacja genetyczna i geny u różnych grup organizmów. Porównywanie sekwencji nukleotydowych w bazie NCBI z wykorzystaniem BLAST.

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

Przewidywanie genów i budowa białek

Numer pytania Numer pytania

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

DNA musi współdziałać z białkami!

TATA box. Enhancery. CGCG ekson intron ekson intron ekson CZĘŚĆ KODUJĄCA GENU TERMINATOR. Elementy regulatorowe

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

Wykład 12 Kwasy nukleinowe: budowa, synteza i ich rola w syntezie białek

6. Z pięciowęglowego cukru prostego, zasady azotowej i reszty kwasu fosforowego, jest zbudowany A. nukleotyd. B. aminokwas. C. enzym. D. wielocukier.

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

Scenariusz lekcji biologii dla klasy 8 SP, 1 liceum poziom podstawowy. Temat: DNA nośnik informacji dziedzicznej. Przepływ informacji genetycznej.

Metody analizy genomu

Scenariusz lekcji przyrody/biologii (2 jednostki lekcyjne)

BUDOWA I FUNKCJA GENOMU LUDZKIEGO

Bioinformatyka. Rodzaje Mutacji

Podstawy biologiczne - komórki. Podstawy biologiczne - cząsteczki. Model komórki eukariotycznej. Wprowadzenie do Informatyki Biomedycznej

Możliwości współczesnej inżynierii genetycznej w obszarze biotechnologii

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

wykład dla studentów II roku biotechnologii Andrzej Wierzbicki

WPROWADZENIE DO GENETYKI MOLEKULARNEJ

Dominika Stelmach Gr. 10B2

Zarówno u organizmów eukariotycznych, jak i prokariotycznych proces replikacji ma charakter semikonserwatywny.

Klucz punktowania do zadań Konkursu z Biologii. B. Zakreślenie obszaru odpowiadającemu jednemu nukleotydowi

WSTĘP DO BIOINFORMATYKI Konspekt wykładu - wiosna 2018/19

BIOINFORMATYKA. edycja 2016 / wykład 11 RNA. dr Jacek Śmietański

DNA - niezwykła cząsteczka. Tuesday, 21 May 2013

Czy żywność GMO jest bezpieczna?

Co to jest transkryptom? A. Świercz ANALIZA DANYCH WYSOKOPRZEPUSTOWYCH 2

Bioinformatyka Laboratorium, 30h. Michał Bereta

Konspekt do zajęć z przedmiotu Genetyka dla kierunku Położnictwo dr Anna Skorczyk-Werner Katedra i Zakład Genetyki Medycznej

Biologia Molekularna Podstawy

WPROWADZENIE DO GENETYKI MOLEKULARNEJ

Informacje dotyczące pracy kontrolnej

Pamiętając o komplementarności zasad azotowych, dopisz sekwencję nukleotydów brakującej nici DNA. A C C G T G C C A A T C G A...

Generator testów bioinformatyka wer / Strona: 1

Bioinformatyka Laboratorium, 30h. Michał Bereta

Bioinformatyczne bazy danych - część 2. -przeszukiwanie baz danych -pobieranie danych

Spis treści. Przedmowa... XI. Wprowadzenie i biologiczne bazy danych. 1 Wprowadzenie Wprowadzenie do biologicznych baz danych...

Nowoczesne systemy ekspresji genów

Generator testów Biochemia wer / Strona: 1

Transkrypcja i obróbka RNA. Materiały dydaktyczne współfinansowane ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.

Jak działają geny. Podstawy biologii molekularnej genu

Mikrosatelitarne sekwencje DNA

Bioinformatyka. Michał Bereta

Klonowanie molekularne Kurs doskonalący. Zakład Geriatrii i Gerontologii CMKP

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

Wykład 1. Od atomów do komórek

Bioinformatyka. Bazy danych. Wykład 3. E. Banachowicz. Wykład monograficzny Bioinformatyka. Wykład 3, Zakład Biofizyki Molekularnej IF UAM

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

TRANSKRYPCJA - I etap ekspresji genów

Przedmiotowe zasady oceniania:

Budowa i rola DNA. 1. Cele lekcji. a) Wiadomości. b) Umiejętności. 2. Metoda i forma pracy. 3. Środki dydaktyczne. Metadane scenariusza

GENETYKA. Budowa i rola kwasów nukleinowych Geny i genomy Replikacja DNA NM G

Porównywanie i dopasowywanie sekwencji

MUTACJE GENOWE- SUBSTYTUCJE MUTACJE GENOWE- INSERCJE I DELECJE PRZYCZYNY POWSTAWANIA MUTACJI

Olimpiada Biologiczna

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

Możliwości współczesnej inżynierii genetycznej w obszarze biotechnologii

BIOLOGICZNE BAZY DANYCH (1) GENOMY I ICH ADNOTACJE

Bioinformatyka Laboratorium, 30h. Michał Bereta

GENOM I JEGO STRUKTURA

BIOLOGICZNE BAZY DANYCH (2) GENOMY I ICH ADNOTACJE. Podstawy Bioinformatyki wykład 4

Regulacja Ekspresji Genów

Wykład Bioinformatyka. Wykład 9. E. Banachowicz. Zakład Biofizyki Molekularnej IF UAM

Nukleozydy, Nukleotydy i Kwasy Nukleinowe

Translacja i proteom komórki

Podstawy genetyki molekularnej

Bioinformatyka. Michał Bereta

Kombinatoryczna analiza widm 2D-NOESY w spektroskopii Magnetycznego Rezonansu Jądrowego cząsteczek RNA. Marta Szachniuk

JĄDRO KOMÓRKOWE I ORGANIZACJA CHROMATYNY

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

Zaoczne Liceum Ogólnokształcące Pegaz

Struktura DNA i chromatyny. Materiały dydaktyczne współfinansowane ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.

Chemiczne składniki komórek

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

Laboratoria.net Innowacje Nauka Technologie

Kwasy Nukleinowe. Rys. 1 Struktura typowego dinukleotydu

Algorytmika dla bioinformatyki

Podstawy biologii. Informacja genetyczna. Co to jest ewolucja.

PODSTAWY BIOINFORMATYKI 6 BAZA DANYCH NCBI - II

Badanie doboru naturalnego na poziomie molekularnym

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

MARKERY MIKROSATELITARNE

CORAZ BLIŻEJ ISTOTY ŻYCIA WERSJA A. imię i nazwisko :. klasa :.. ilość punktów :.

Oznaczanie RNA w materiale roślinnym

Transkrypt:

Bioinformatyka (wykład monograficzny) wykład 2. E. Banachowicz Zakład Biofizyki Molekularnej IF UAM http://www.amu.edu.pl/~ewas Budowa kwasów nukleinowych Kwasy nukleinowe (DA i RA) zbudowane są z nukleotydów ukleotyd: zasada cukier reszta kwasu fosforowego Wykład 2, 2006 1

Budowa kwasów nukleinowych zasada Purynowa: A adenina G guanina Pirymidynowa: C U T cytozyna uracyl tymina Budowa kwasów nukleinowych Kwasy nukleinowe (DA i RA) zbudowane są z nukleotydów cukier cukier ryboza deoxyryboza Wykład 2, 2006 2

Budowa kwasów nukleinowych ukleozyd: zasada wiązanie β-glikozydowe cukier Budowa kwasów nukleinowych łańcuch polinukleotydowy: Wykład 2, 2006 3

Pary zasad Budowa kwasów nukleinowych Wiązanie wodorowe pk a = 3.8 pk a =9.5 H H O CH 3 H C-1 Wiązanie wodorowe C-1 A=T O O H H pk a =9.4 H pk a =4.5 H O C-1 C-1 H G C Budowa kwasów nukleinowych B-DA A-DA Z-DA Wykład 2, 2006 4

ZŁOŻOOŚĆ I POZORA IEJASOŚĆ PROCESÓW KOMÓRKOWYCH CZŁOWIEK... 10 13 KOMÓREK! każda ma identyczny skład DA o długości około 3,2x10 9 pz... identyczny skład, ale zróżnicowane typy komórek i funkcje tkanek... z 3,2x10 9 pz tylko 2% koduje białka! [Paulina Błażejewska] GEOM... cała informacja genetyczna organizmu - eukariota: chromosomy w jądrze komórkowym i mitochondria/chloroplasty - prokariota: chromosom bakteryjny (genofor) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/about/primer/genetics_genome.html [Paulina Błażejewska] Wykład 2, 2006 5

GEOM... wielkość genomu nie koreluje się ze złożonością organizmu - wśród bezkręgowców i kręgowców można znaleźć większe genomy od ludzkiego - jeden z gatunków ameby ma aż 100x więcej DA niż człowiek - na ogół genomy prokariotyczne są mniejsze od eukariotycznych - genom prokariotyczny ma wielkość poniżej 5Mpz (np. Escherichia coli 4,64 Mpz) - eukariotyczny genom jądrowy od 10Mpz do ponad 100.000Mpz (np. Drosophila melanogaster 140Mpz) [Paulina Błażejewska] Centralny dogmat Biologii Molekularnej informacja genetyczna przechowywana jest w sekwencji zasad polimeru DA trójki (tryplety) zasad DA kodują 20 naturalnych aminokwasów sekwencja aminokwasów w białku determinuje jego strukturę sekwencja i struktura determinują funkcję Wykład 2, 2006 6

Przepływ informacji genetycznej Wykład 2, 2006 7

Przepływ informacji genetycznej -transkrypcja mra DA matrycowy DA kodujący Szukanie sekwencji kodującej Metody ab ab initio initio Metody oparte na na homologii Podejście połączone promotor 5 -UTR ekson początkowy intron ekson wewnętrzny TATA-box ATG GT AC GT intron ekson wewnętrzny intron ekson końcowy 3 -UTR AC GT AC TAG Poli-A miejsca splicingu kodon stop Wykład 2, 2006 8

Ab initio Szukanie charakterystycznych elementów strukturalnych, sygnałów: TATA-box (5 -TATAAA-3 ), CAAT-box (5 -GGGCAATCT-3 ), Wyspy CpG Kodon ATG i kodony STOP (TAG,TGA) Poli-A Regiony niekodujące UTR Statystyka użycia kodonów (w obszarach niekodujących występują równe proporcje tripletów), pary [G-C] przeważają w obszarach kodujących lista i opis: http://www.hgmp.mrc.ac.uk/genomeweb/nuc-geneid.html PP - eural etwork Promoter Prediction (Reese, 2001), (inne programy: GRAIL, SPLICE ) HMMgene (Krogh, 1994) używa tzw. ukrytych modeli Markowa (Hidden Markov Models HMM). (inne programy:gesca, TWISCA, Genie ) Metody oparte na homologii bazy ekspresjonowanych fragmentów eksonów - EST (Expressed Sequence Tags, Adams, 1991). Obecne w nich krótkie fragmenty CDS zawierające często np. miejsca splicingu, porównywane są z nieznanym genem. Wykład 2, 2006 9

Podejście połączone GrailEXP Kombinacja metod ab initio i opartych na homologii. Składa się z 3 modułów: Perceval pierwotny moduł GRAIL (sieci neuronowe), odszukuje w sekwencji charakterystyczne sygnały i na ich podstawie określa położenie eksonów. Galahad Identyfikuje w odpowiedniej bazie genomowej eksony jako miejsca pokrywające się z bazą końcówek eksonów (tzw. EST-ów). a taką matrycę nakłada nieznany gen i przez homologię rozpoznaje w nim eksony Gawain Składa wyniki dwóch pierwszych modułów w jedną całość. Gdy występują między nimi niezgodności, optymalizuje wynik, bądź podaje wyniki alternatywne (w szczególności: inną wersję splicingu). Buduje model genu i podaje sekwencję kodującą Gen CFTR Sekwencja DA dostępna w GenBank w CBI, 64 383 103 pary zasad DA >gi 180330 gb AH002646.1 SEG_HUMCFTRG Human cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) gene CTAGAAACCGTATGCTATATAATTATGTACTATAAAGTAATAATGTATACAGTGTAATGGATCATGGGCC ATGTGCTTTTCAAACTAATTGTACATAAAACAAGCATCTATTGAAAATATCTGACAAACTCATCTTTTAT TTTTGATGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTGTTTTTTTAACAGGGATTTGGGG AGCAGGCAAGGTAGTTCTTTTGTTCTTCACTATTAAGAACTTAATTTGGTGTCCATGTCTCTTTTTTTTT CTAGTTTGTAGTGCTGGAAGGTATTTTTGGAGAAATTCTTACATGAGCATTAGGAGAATGTATGGGTGTA GTGTCTTGTATAATAGAAATTGTTCCACTGATAATTTACTCTAGTTTTTTATTTCCTCATATTATTTTCA GTGGCTTTTTCTTCCACATCTTTATATTTTGCACCACATTCAACACTGTATCTTGCACATGGCGAGCATT CAATAACTTTATTGAATAAACAAAT... Wykład 2, 2006 10

Sequence: >gene_grailexp PID=12820 (22846 bp) -------------------------------------------------------------------------------- GAWAI Gene Predictions (1 predicted, 1 with database similarity) Genes with Database Similarity (1 predicted, 0 with alternative splices) Gene 1, Variant 1 Strand: + Bounds: 697-22846 Exons: 27 Start Codon: Yes Stop Codon: Yes Top-Scoring Reference: HT2294 (6159 bp) (98% id, 829-22846) >human HT2294 tigr_egad cystic fibrosis transmembrane conductance regu lator, 3' Reference Path: M28668 (6129 bp) (98%, 697-21889) HT2294 (6159 bp) (98%, 829-22846) Matrycowy RA: 6129 par zasad, Po Po odszukaniu sekwencji kodującej (CDS): 4443 par zasad Znaleziona sekwencja odpowiada sekwencji M_000492 zdeponowanej w CBI Sekwencja gotowa do translacji Wykład 2, 2006 11

Kod genetyczny Otwarte ramki odczytu (ORF) otwarte ramki odczytu ORF (Open Reading Frame). wszystkie możliwe sekwencje DA rozpoczynające się kodonem ATG (kodon inicjujący translację) i kończące TAG, TAA lub TGA (kodony stop ) w tej samej fazie odczytu. Wykład 2, 2006 12

Otwarte ramki odczytu (ORF) 1 mra 2 3 Wykład 2, 2006 13

Wykład 2, 2006 14