postupy kterými se mění primární účelem fenotypové změny

Rozměr: px
Začít zobrazení ze stránky:

Download "postupy kterými se mění primární účelem fenotypové změny"

Transkript

1 MUTAGENEZE in vitro postupy kterými se mění primární struktura DNA, především ř za účelem fenotypové změny Mutace gen transkripce translace mutace normalní protein normální fenotyp mutovaný gen abnormální protein částečně funkční nefunkční žádný změněný fenotyp 1

2 BODOVÉ Typy mutací DELECE INZERCE INVERZE TRANSLOKACE Mutace na genové úrovni MUTACE BEZ PROJEVU 5 ATG GGA GCT CTA TTA ACC TAA 3 met gly ala leu leu thr stop MUTACE SE ZTRÁTOU SMYSLU 5 ATG GGA GCT CTA TTA ACC TAA 3 met gly ala leu leu thr stop 5 ATG GGA GCT CTA TTG ACC TAA 3 met gly ala leu leu thr stop 5 ATG GGA GCT CTA TGA ACC TAA 3 met gly ala leu stop ZMĚNA JEDNÉ AMINOKYSELINY 5 ATG GGA GCT CTA TTA ACC TAA 3 met gly ala leu leu thr stop MUTACE S POSUNEM ORF 5 ATG GGA GCT CTA TTA ACC TAA 3 met gly ala leu leu thr stop 5 ATG GGA GCT CTA TTT ACC TAA 3 met gly ala leu phe thr stop 5 ATG GGG AGC TCT ATT AAC CTA A 3 met gly ser ser ile asn leu 2

3 Mutace na úrovni organismu Letální mutace organismus umírá v důsledku změněného nebo chybějícího produktu genu. Může být letální na základě okolních podmínek Mutace způsobí pouze částečnou změnu funkce genu (např. snížení aktivity) Mutace genu jehož funkce není pro buňku esenciální nebo může být nahrazená genem podobným (genová rodina) Skrytá mutace (bez efektu) PSEUDOGENY 1) Procesované (nebo retrotransposované) pseudogeny vznikly reverzní transkripcí z RNA a zabudováním do genomu 2) Neprocesované (nebo duplikované) pseudogeny vznikly duplikací a následnýma spontánníma mutacema 3) Jedinečné pseudogeny jedinečné, důležité v evoluci. např. gulonolakton oxidasa pro biosyntézu vitamínu C 3

4 REVERZE Proces kdy mutant získá zpět wild-typový fenotyp, dvě cesty: 1. zpětná mutace (přesná, málo častá) 2. supresorová mutace (mutace na jiném místě genu, která potlačuje (supresuje) původní mutaci. Mutant se nazývá REVERTANT. Je častá u mutací s posunem ORF. Amesův Test test měří mutagenicitu různých látek jako zvýšenou frekvenci spontánní POUŽITÍ: testování nových látek na mutagenitu, potravinářská aditiva, pesticidy, id kosmetika atd. reverze mutanta his- to his+ Test chemikálie + bakterie minimální medium bez histidinu 48 hrs histidin-vyžadující mutant (his-) Salmonella typhimurium Backgroundová spontánní REVERZE Chemicky indukovaná REVERZE 4

5 PG2 TRANSPOZOMY mobilní elementy DNA které se pohybují v rámci genomu, s četnosti 10-7 až 10-2 přenosu na generaci. tento přenos je TRANSPOZICE pokud se tento transpozom dostane do genu chová se jako inzertní mutace, s tím že tuto mutaci nelze vrátit zpět reverzí. gen rezistence k antibiotiku IS Element IS Element transpozice je řídký jev, můžeme však do transpozomu vložit gen pro rezistenci k antibiotiku, využívá se při mutaci zprostředkované transpozomem Transpozomy jsou důvodem proč spousta kmenů bakterií v nemocnicích je rezistantní vůči širokému spektru antibiotik. Většina resistence je buď na plasmidech nebo transpozomech, které se mohou mezi jednotlivými kmeny vyměňovat, což je posíleno selekčním tlakem prostředí (spousta antibiotik v nemocnici). Staphylococcus aureus SPONTÁNNÍ MUTACE mutace je náhodný proces obecně dochází ke spontánní mutaci s pravděpodobnosti 10-6 až 10-9 na gen za jednu generaci každý gen mutuje s jinou pravděpodobností (pozice v genomu) mutace ovlivňující fenotyp je ještě daleko řidší pravděpodobnost reverze je daleko nižší než přímé mutace EVOLUCE letitý spor zda je variabilita mezi organismy způsobena ADAPTACI NA PROSTŘEDÍ nebo SPONTÁNNÍMI MUTACEMI a až zpětnou adaptaci působení fága FLUKTUAČNÍ TEST spontánní mutace vznikají chybou v replikaci DNA, 3-5 exonukleasová (PROOF- READING) aktivita DNA polymeras (ne u PCR!)

6 Snímek 9 PG2 zlatý stafylokok jedine ucinne antibiotikum je vancomycin galuszka; 04/03/2008

7 GENETICKÉ MAPOVÁNÍ často používaná metoda pro zjišťování funkce neznámých genů náhodná mutageneze semen Arabidopsis způsobující fenotypovou změnu mutagen ethylmethan sulfonát (EMS), záření rentgenové nebo gamma semen se pěstuje a pozoruje fenotyp - M1 generace, mutace je heterozygotní. M1 generace se samozkříží a semena se seberou. M2 semena se vysejí a mutanti s požadovaným fenotypem identifikují (ti co produkují pouze potomstvo s fenotypem jsou homozygotní na mutaci). GENETICKÉ MAPOVÁNÍ I cm II 99.1 cm III cm IV 92.0 cm V cm nga 63 nga 126 nga 225 nga 8 nga 151 G4711 DET1 GAPB nga 280 GPA1 nga 168 NIT1 CH42 PRHA nga 139 DFR mutace a její pozice? nga 111 I-V cm mapa Arabidopsisových molekulárních markerů 6

8 GENETICKÉ MAPOVÁNÍ mutaci mapujeme pomocí molekulárních markerů u Arabidopsis thaliana ekotyp Columbia další rozšířený ekotyp Arabidopsis thaliana je Landsberg erecta pomocí ídna markerů ů můžeme rozlišit mezi těmito dvěmi ě ekotypy existuje na sekvenčních polymorfismů mezi ekotypy Landsberg erecta a Columbia a jejich pozice na chromozomech je přesně známa. tyto rozdíly se detekují především pomocí PCR variabilita v rámci inzertů a delecí způsobující rozdílnou délku amplifikovaných fragmentů, nebo vznikem nového restrikčního místa. příklad polymorfismu mezi Landsberg erecta a Columbia vznik nového restrikčního místa DraI v PCR produktu markeru crossing over a rekombinace během meiozy při tvorbě gamet u heterozygotů (výměna části chromozomů) x Strain 1 Columbia mut (-/-) Strain 2 Landsberg mut (+/+) F1 rostliny mut (-/+) x markery ve vazbě BACK CROSSING mut { mut (-/-) mut (+/-) F2 semena 7

9 GENETICKÉ MAPOVÁNÍ homozygotní selektovaný mutant ekotypu Columbia homozygotní nemutovaný ekotypu Landsberg erecta heterozygot tzv. BACKCROSSING (zpětné křížení s mutantem) semena v F2 generaci poskytující mutantní fenotyp musí být homozygoti vzniklí crossing overem četný genotyp marker A není ve vazbě s mutaci vzácný genotyp marker B je ve slabé vazbě s mutaci velmi vzácný genotyp marker C je ve vazbě s mutaci četnost genotypu po crossing overu analýza zpětně zkřížených mutantů frekvence rekombinace (RF) mezi mutovaným lokusem a různými markery RF [%] = # chromozomů Landsberg / # celkový počet chromozomů x 100 čím nižší procento, tím silnější vazba marker I ve vazbě 5 mutantů 1/10x100 = 10% marker II bez vazby na mutaci 6 mutantů 5/12x100 = 58% většinou se analyzuje až 1000 zpětně zkřížených mutantů, ten s nejméně četným genotypem na testovaný marker pro druhý ekotyp má tento marker nejblíže mutaci určení dvou nejbližších markeru a následná sekvenace chromosomu mezi a nalezení hledané mutace resp. genu nesoucího tuto mutaci 8

10 PG1 pg9 GENETICKÉ MAPOVÁNÍ člověk shromážděno největší dostupné množství příslušníků rodin ve kterých se nachází znak (nemoc), kterou chceme mapovat určit gen, který nemoc způsobuje. ů Odebrány vzorky krve, izolována DNA a provedeno PCR na zhruba 200 genových markerů - polymorfismů (pokrývající celý genom cm od sebe) nalezen nejbližší marker tzn. jedna forma (alela) se nejčastěji vyskytuje u nemocného a u jeho zdravých sourozenců se nejčastěji vyskytuje druhá forma (marker ve vazbě k mapovanému genu nejmenší pravděpodobnost crossing overu) 2 kolo provedeno PCR na další nejbližší markery v nejbližším okolí markeru nalezeného v prvním kole testování. nakonec nalezeny dva nejbližší markery a DNA mezi nimi sekvencována u nemocného jedince a porovnána se zdravým. PG1 GENETICKÉ MAPOVÁNÍ člověk - příklad Geny ve vazbě 2/13 transkripční faktor LMX1B 9

11 Snímek 17 PG1 pg9 1cM je vzdálenost dvou genů mezi kterými dochází k 1% rekombinaci na generaci u člověka je to zhruba kb galuszka; 05/03/2006 markery ve vzdalenosti 1cM maji behem jedne generace 1% sanci ze se od sebe oddeli pomoci crossing overu galuszka; 28/02/2010 Snímek 18 PG1 lide co maji NPS maji v rodine stejnou krevni skupinu to se zjistilo, pak se tedy testovaly markery v okoli genu pro krevni skupinu az se nasly dva nejblizsi Petr Galuszka; 20/02/2007

12 GENETICKÉ MAPOVÁNÍ myš Inbrední linie myší homozygotní téměř ve všech lokusech, vzniká křížením sourozenců minimálně po 20 generací Kongenní myš vzniklá zpětným křížením potomstva dvou inbredních linií, z niž jedna nesla znak, který chceme alokovat, minimálně přes deset generací a selekcí na sledovaný znak Velikost diferenciálního segmentu v průběhu kongenizace Alokace lokusů pomocí rozdílnosti mikrosatelitních markerů u jednotlivých inbredních myších linií Průměrná vzdálenost u myší 6.7 cm 10

13 MUTACE CÍLENÁ studuje efekt změny v genetickém materiálu - modifikace promotorové sekvence za účelem studia účinnosti transkripce - studium významu jednotlivých AK v proteinu zlepšování kvality např. expresního systému KOZAKOVÁ SEKVENCE je důležitá pro efektivitu translace (umožňuje pevnou vazbu malé ribozomální podjednotky na mrna) u eukaryot start codon Kozak seq. U A A A C A A U G G C U 60% 100% 70% AtCKX1 G U A G A A A U G G G A AtCKX2 A A A C A A A U G G C U HvCKX2 A G A G C C A U G A G G nebo proteinu, který exprimujeme změna jedné nebo i více aminokyselin může zlepšit kvalitu či aktivitu léčiva (enzymu) A) mutace místně cílená (site-directed mutagenesis) gen, či sekvenci kterou budeme chtít mutovat, je třeba naklonovat do vhodného vektoru navržení dvou komplementárních primerů, v místě kde chceme mutovat, nesoucí tuto mutaci Stratagene M G A L L W L původní sekvence 5 ATG GGA GCT CTA TTA ACC TTA 3 forward primer 3 TAC CCT CGA GAT AAT TCG AAT 5 reverse primer 5 ATG GGA GCT CTA TTA AGC TTA 3 M G A L L S L PCR s těmito primery na templátový plasmid a s Pfu p y p ý p polymerasou vytváří se nové cirkulární DNA nesoucí mutaci, jsou k sobě komplementární a drží u sebe, mají přerušení v místě konce primerů (tzv. nick) ošetření restrikční endonukleasou DpnI (štěpí pouze methylovanou DNA, templátový plasmid) transformace do bakterie a namnožení mutovaného plasmidu 11

14 TRANSFORMACE baktérii a kvasinek přímý genetický přenos informace (DNA) z okolí do organismu buňka schopná přijmout DNA (plasmid) se nazývá KOMPETENTNÍ přirozeně kompetentní jsou některé kmeny Bacillus subtilis, Hemorheae influenze atd. všechny ostatní se mohou transformovat po uvedení do kompetentního stavu dvěma ě způsoby: A) ELEKTROPORACE B) CHEMICKÁ METODA buňky se pořádně promyjí dih 2 O smíchají s plasmidovou DNA rozpuštěnou také v dih 2 O a vloží do elektroporátoru buňky se ošetří roztokem rubidné a vápenaté soli, které způsobují větší permeabilitu membrány DNA se smísí s těmito buňkami a provede se tzv. HEAT SHOCK (45 sec. 42 C) EFEKTIVITA NÁROČNOST využití mutageneze při studiu regulačních sekvencí genů vytvoření konstruktu studovaného promotoru a reportérového genu promotor reportérový gen vytvoření mutantů pro skenování promotorové aktivity DNA transformace každého konstruktu do buněk lýze buněk a měření aktivity reportérového genu 12

15 využití mutageneze při studiu regulačních sekvencí genů konstrukt aktivita reportérového genu reportérové geny: ß-galaktosidasa (kolorimetricky) CAT (chloramfenicolacetyl transferasa) (kolorimetricky) luciferasa (luminiscenčně) C) mutace kazetová 13

16 C) mutace kazetová C) mutace kazetová dvojitá 14

17 PG7 D) mutace supresorovou trna mutace se ztrátou smyslu (mutace na stop kodon) muže být potlačená tzv. supresorovou trna existují mutantní trna geny (mutace v antikodonu), které rozpoznávají tyto kodony jako funkční a začleňují do vznikajícího polypetidu místo ukončení další AK tzv. supresorové trna. ty mohou být pro libovolnou AK, používají se např. pro vnášení speciálních AK do proteinu (nutno vnést i nový gen pro aminoacyl trna syntasu) CÍLENÁ MANIPULACE GENOMU -příprava knockoutovaných linií organismů HR homologní rekombinace NHEJ nehomologní lepení konců 15

18 Snímek 29 PG7 V užším smyslu se tento termín používá pro mutace v genech pro trna, hlavně v sekvenci antikodonu, které umožňují čtení stop kodonů a tím expresi genů přerušených stop kodonem Supresorové mutace byly popsány a prozkoumány u baktérií, ale u eukaryot se vyskytují také, a jsou důležitým genetickým nástrojem. Umožňují studovat mutace, které by v divokých kmenech byly letální, což je důležité zejméně u bakteriofágů. Pro ně je typický úsporný genom, ve kterém je téměř každý gen esenciální, takže mutace v kterémkoli způsobí, že se fág nemnoží a nemůžeme ho studovat (ani jeho mutace). Objevení supresorových kmenů baktérií umožnilo identifikovat vhodné nonsense mutace fágů (mutanty rostou jen v supresorových kmenech), napěstovat mutovaného fága a ve velkém infikovat divoký kmen. Rozborem infikovaných baktérií se zjistí, kde je mutace: např. hromadí se se jen hlavy fága - mutace je v bílkovině bičíku. Dá se snadno určit i ve které konkrétní bílkovině mutace je (nevzniká). Pro zachování životaschopnosti baktérie je nezbytné, aby mutovaná trna byla jen jednou z více trna pro danou aminokyselinu. I tak má supresorová mutace škodlivý efekt: způsobuje čtení správných stop kodonů, kterým vznikají delší, často nefunkční proteiny. Ale velká pravděpodobnost náhodného výskytu jiného stop kodonu blízko za původním, nízká koncentrace mutované trna a její soutěž o stop kodon s release faktorem škodlivý efekt snižují. galuszka; 03/03/2009

19 ZINC FINGER NUCLEASES chimerické proteiny vytvořené spojením Fok I nukleasy a specifických sekvencí zvaných zinkové prsty ZINC FINGER NUCLEASES 16

20 Testování specifity ZFN Knock-out genu pomocí ZFN Shukla et al (2009): Precise genome modification in the crop species using ZFN. Nature

21 SEKVENCOVÁNÍ GENOMŮ SEKVENCOVÁNÍ GENOMU příprava knihovny sekvencování jednotlivých klonů sestavení genomu vyplnění mezer předpovězení genů anotace genů analýza genomu (srovnávací a integrační) 18

22 SEKVENCOVÁNÍ GENOMU mapování genomu (chromozomu): genomové mapování bylo umožněno objevem specifických abundantních genetických markeru (mikrosatelitů) do 1994, bylo na lidské genomové mapě lokalizováno: mikrosatelitů na chromozomových lokusech (průměrná vzdálenost mezi markery je 599 kb) bylo také odsekvenováno tisíce STS sequence tagged site (STS) genetická mapa mikrosatelitů SEKVENCOVÁNÍ GENOMU Dva typy přístupů pro sekvencování genomů: 1. Metoda PROCHÁZENÍ CHROMOZOMU (Chromosome walking) vychází z mapy genomu, začíná se od markeru a sekvencuje se klon za klonem levné, ale zdlouhavé t j í k ih pro sestrojení knihovny se používají BAC vektory (kapacita 300kb) 19

23 SEKVENCOVÁNÍ GENOMU 2. Metoda SHOTGUN SEKVENCOVÁNÍ vytvoření BAC klonů pro každý chromozom (jeden lidský chromozom se vejde asi do tři stovek BAC klonů). rozrušení inzertů (Sau3AI, nebo kombinace RE), separace na gelu podle délek a překlonování ±2kbp fragmentů do normálních plasmidových vektorů koncové sekvencování pomocí univerzálních vektorových primerů sekvenace všech inzertů (jedna sekvenační reakce umožní přečtení max. 700 bází) počítačové poskládáni překrývajících se úseků (kontigů) do větších celků a vytvoření superkontigů (superrychlé počítače) drahá, ale rychlá metoda (většina velkých genomů byla odsekvencována takto) SEKVENCOVÁNÍ GENOMU genom plazmidy (2 10 Kbp) náhodné štípání kosmidy (40 Kbp) BAC (300Kbp) ~500 bp ~500 bp ~500 bp ~500 bp koncové sekvenování ( bp) 20

24 SEKVENCOVÁNÍ GENOMU SEKVENCOVÁNÍ GENOMU U VELKÝCH EUKARYOTICKÝCH GENOMŮ JE S 2 kb KLONOVANÝMI ÚSEKY PROBLÉM velikost repetitivních sekvencí může být až 5 kb mnoho 2 kb klonů proto obsahovalo dlouhé repetitivní sekvence výsledkem bylo zastavení sestavování genomu a přerušení sekvence dané úseky se musely naklonovat znova ve větších fragmentech tak aby bylo možno sestavit kontigy (10kb) 21

25 REPETITIVNÍ SEKVENCE EUKARYOTICKÉHO GENOMU REPETITIVNÍ SEKVENCE EUKARYOTICKÉHO GENOMU Nekódující DNA (90-95%) nachází se mezi geny (extragenová) nebo v genech (intragenová) Single Copy DNA Repetitivní DNA repetitivní geny (histony, rrna, trna) jedinečná Mírně repetitivní kopií 30 % celkové jaderné DNA Vysoce repetitivní (tandemová) >10 5 kopií SINEs Short interspersed elements. např. lidské ALU GC-rich segmenty 300 bp bp LINEs Long interspersed elements. např. lidské Kpn segmenty AT-rich kb bp Satelitní DNA Minisatelity Mikrosatelity dlouhé repetice 15bp repetice 2-6 bp repetice kolem náhodně centromer a roztroušené telomer VNTRs Variable number Tandem Repeats náhodně roztroušené a variabilní v počtu opakování v rámci populace 22

26 PARAZITICKÁ DNA PROJEKT SEKVENACE LIDSKÉHO GENOMU Dva hlavní projekty: Human Genome Project (HGP) mezinárodní konsorcium placeno z veřejných peněz Francis Collins, National Human Genome Res. Inst. (NHGRI) začalo fungovat 1990 v USA sekvenování pomocí genomových map Celera Genomics Corporation (CRA) soukromá firma J. Craig Venter, založeno 1998 shotgun sekvencování Obě skupiny vycházely ze vzorku DNA izolované z krve a spermatu anonymních dárců mužského i ženského pohlaví různých etnik 23

27 PROJEKT SEKVENACE LIDSKÉHO GENOMU 16 únor 2001: první kompaktní výsledky publikováné současně v Nature & Science. HGP: ~22.1 miliard odsekvenovaných nukleotidů 7x překryv CELERA: ~14.5 miliard odsekvenovaných nukleotidů 4.6x překryv 26.4 millionů 550 bp sekvenačních reakcí POKRYTO >99% genomu 20,000 CPU hodin (833 CPU dnů) na superpočítači PROJEKT SEKVENACE LIDSKÉHO GENOMU Identifikace genů v DNA sekvenci: ANOTACE GENU identifikace a popis pravděpodobného genu a předpovězeni jeho funkce počítačový algoritmus pro všechny ORF open reading frame ORF potenciální kódující sekvence pro protein začínající start kodónem a končící stop kodónem ne všechny ORFs kódují proteiny (6-7% nekódují u kvasinek) minimální délka ORF (100bp) velmi složitý algoritmus pro ORF s introny y( (eukaryota) hledání homologie v databázích předpovědění funkce a evolučních vztahu 24

28 Solitární gen: v celém genomu v jediné kopii (asi polovina genů) Genová rodina: skupina genů evolučně pocházející z jediného genu, v evoluci postupná diverzifikace sekvence a funkce Pseudogen: gen který zmutoval natolik že nemůže být přepisován (v celém genomu > ) Zpracovaný ( processed ) pseudogen: pseudogen vzniklý zpětným přepisem mrna a integrací do genomu 25

29 PG3 PROJEKT SEKVENACE LIDSKÉHO GENOMU CELKOVÁ VELIKOST ± bp (haploidní stav) méně genů než se očekávalo: 30-40,000 (2001) předpovídalo se 150,000 (před sekvenací) poslední odhady (2007) méně než Arabidopsis (25.478), červi (19.500) mezidruhové odlišnosti druhu Homo sapiens v rámci celého genomu kolem 0.1% (většina je v nekódujících sekvencích) 99% homologie s ostatními primáty (v genech), 96% (celkem) 1.5% z celkové sekvence genomu kóduje proteiny, 28% je však transkribováno do mrna geny se nacházejí obecně v GC-bohatých regionech parazitická DNA tvoří 45% genomu. Tyto transpozomální elementy však už většinou nejsou aktivní (stále jsou ale aktivní u myši) 223 genů je z bakterií získaných paraziticky (nebyly nalezeny v kvasinkách ani octomilce) KOMPARATIVNÍ GENOMIKA: sleduje konzervativní sekvence mezi různými organismy pomáhá rozpoznat důležité regulační regiony. myš a člověk mají téměř totožné geny rozdíly pravděpodobně v jejích regulaci a síle exprese homologní úseky jsou na různých chromozomech uplatňuje se ve velké míře alternativní sestřih (jedná mrna produkuje různé proteiny) ostrovy genetické stability 26

30 Snímek 51 PG Arabidopsis genů 2007 human galuszka; 10/03/2008

31 ZAJÍMAVOSTI PG5 Chromozom 1 nese nejvíc genů (2968), a nejméně mužský Y chromozom 231 (78 krátké raménko). bylo objeveno kolem 3 miliónu míst kde dochází k mutacím (SNP single nucleotide polymorfism) příslib pro léčbu geneticky podmíněných chorob největší rozdíly jsou v genech spojených se sluchem a čichem v oblasti genomu kde jsou obsaženy geny spojeny s čichem, bylo nalezeno nejvíce mutací 50 genů šimpanzům chybí PG6 OSTATNÍ ODSEKVENOVANÉ GENOMY 27

32 Snímek 53 PG5 stejná velikost fůze jednoho chromosomu galuszka; 11/03/2008 Snímek 54 PG6 fugu - nejmensi genom obratlovce galuszka; 11/03/2008

33 OSTATNÍ ODSEKVENOVANÉ GENOMY první odsekvenovaný genom žijícího organismu Haemophilus influenzae 1995 baktérie způsobující zánět mozkových blan u dětí organismus Velikost (Mbp) počet genů člověk (Homo sapiens) lidská mitochondriální DNA laboratorní myš (M. musculus) ± rýže (Oryza sativa) 430 ± huseníček (A. thaliana) kukuřice (Zea mays) ± pšenice (Triticum aestivum) ± hlíst (C. elegans) 97 ± octomilka (D. melanogaster) kvasinka (S. cerevisiae) bakterie (E. coli) virus (HIV) rok ??? kvasinka člověk organismus s největším známým genomem: Psilotum nudum Mbp další: česnek, ropucha, borovice, bahník PRUTOVKA HOLÁ (Psilotum nudum) rostlina, která "zapomněla" vymřít Existují pouze dva druhy prutovek. Mají pro botaniku zvláštní význam z hlediska evoluce rostlin. Velmi se podobají zcela vymřelým psilofytům, výtrusným rostlinám známým jen ze silurských až devonských zkamenělin, starých přes 300 milionů let. Psilofyty stály na samém počátku vývoje všech vyšších neboli cévnatých rostlin, jež potom úplně okupovaly zprvu pusté pevniny naší planety. Roste na Havaji. 28

34 VÝZNAM SEKVENACE GENOMU počet genů, přesná poloha a funkce regulace genů struktura chromozomů a jeho organizace funkce nekodující sekvence, typy, množství a distribuce koordinace genové exprese a postranslační úpravy PROTEOMIKA interakce protein protein předpovězená vs. experimentálně ověřená funkce evolučně konzervativní vztahy mezi organismy MEDICÍNA korelace (SingleNucleotidePolymorfism) l l s nemocemi předpovídání náchylnosti k nemocem na základě sekvenční variability (identifikace regionů DNA spojených s multigenovými nemocemi) navrhování léčiv na základě molekulární informace navrhování léčiv na míru na základě individuální genetického profilu (farmakogenomika) PG4 HapMap mezinárodní program mapující lidskou druhovou variabilitu konsorcium vědců ze 6 států od roku 2002 se sestavují mapy vzorců SNP vyskytující v rámci populací jednotlivých ras v Africe, Asii a Spojených státech cílem je dramaticky snížit celkový počet nalezených SNP ( ) selektování těch, které souvisejí s geneticky podmíněnými nemocemi 29

35 Snímek 58 PG4 The DNA samples for the HapMap have come from a total of 270 people. The Yoruba people of Ibadan, Nigeria, provided 30 sets of samples from two parents and an adult child (each such set is called a trio). In Japan, 45 unrelated individuals from the Tokyo area provided samples. In China, 45 unrelated individuals from Beijing provided samples. Thirty U.S. trios provided samples, which were collected in 1980 from U.S. residents with northern and western European ancestry by the Centre d'etude du Polymorphisme Humain (CEPH). galuszka; 10/03/2008

36 Pyrosekvencování DNA polymerasa dntp mix ATP sulfurylasa Adenosine 5 fosfosulfát Luciferasa Luciferin Apyrasa I. Izolace genomové DNA a restrikce na vhodné fragmenty ( bp II. III. IV. Zatupení konců a navázání adaptorové sekvence s biotinovou značkou (modrá) a druhé bez (červená) Navázání na kuličky se streptavidinem Nanesení na mikroreaktorovou destičku V. Provedení emulsního PCR (červený a modrý primer) VI. Paralelní pyrosekvencování ve všech jamkách 30

37 Roche 454/GS FLX Sequencing Technology 1. Illumina/Solexa 2. metoda cyklické reverzibilní terminace

38 Bridge PCR cyklická reverzibilní terminace Chemické štěpení ve vodném prostředí za katalýzy paladiem DEALLYLACE 32

39 Illumina/Solexa - vyhodnocení SROVNÁNÍ platforma ROCHE 454 ILLUMINA SOLEXA Příprava templátu Fragmentace + emulsní PCR Fragmentace + bridge PCR chemismus Délka jednoho čtení (bp) Doba běhu pyrosekvencování hod. Cyklická reverzibilní terminace Přečtené Gb na jeden běh Cena přístroje (USD) Cena přečtení lidského genomu dní ROCHE dlouhé běhy, lze dělat i de novo nekomplikované genomy (mikroorganismy) + rychlé -- chyby v homopolymerních repeticích (AAAAAAAAA, GGGGGGGGGGG) ILLUMINA/ SOLEXA + nejpoužívanější + obrovský rozsah, resekvenace celého genomu v jednom běhu -- nízká multiplexita 33

40 Pyrosekvencování a technologie Roche 454 umožnili rozvoj metagenomiky: Rychlé a levné sekvencování genomů jednotlivců Nelze sekvencovat neznáme genomy, kvůli obtížnosti přiřazení (repetice) pouze ty u kterých je znám homologický genom (stejného biologického druhu) Metagenomika studium biologické rozmanitosti a genetického materiálu celé komunity (mikro)organismů přímo v jejich přirozeném prostředí bez nutnosti jejich kultivace v laboratoři (např. z půdy, střevní mikroflora) Metagenom celková genetická informace komunity organismů X Genom celková genetická informace jednoho organismu Střevní mikroflóra P. J. Turnbaugh et al. (2006) An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest. Nature. Dec 21;444(7122): Apendikální mikrobiální DNA z ob/ob, ob/+, +/+ myši Složení mikroflóry střeva závislé na obezitě změny v zastoupení bakteriálních kmenů Bacteroidetes a Firmicutes změny v metabolickém potenciálu střeva (ukládání energie) 34

41 DNA mamuta - Mammoth Project Hendrik N. Poinar et al (2006): Metagenomics to Paleogenomics: Large-Scale Sequencing of Mammoth DNA. Science Jan. 20, 311 (5759): DNA extrahována z 1 g mamutí kosti (28000 let, Siberia) 100 ml DNA fragmenty bp 454 sekvenování 28 miliónů bp čteníí 45,4% čtení se přirovnalo se sekvencí slona afrického, 1,4% - s lidskou a 1,2% se psí sekvencí. největší význam DIAGNOSTIKA zlevnit přesekvencování lidského genomu na USD (do roku 2015) (nové levnější přístupy: SOLID Applied Biosystems, HELIOS) CANCER GENOME ATLAS TRANSCRIPTOME SEQUENCING (RNA-seq) výhoda oproti DNA čipům je že 100% postihuje alternativní sestřih a alelickou variabilitu SINGLE MOLECULE SEQUENCING (Helios) preinplantační diagnostika SOLID PHASE CAPTURE NimbleGene čip vyrobený pro vychytání kodujících sekvencí a regulačních oblastí z rozfragmentované genomické DNA před vlastním vysokoúčinným sekvencováním 35

42 největší význam DIAGNOSTIKA zlevnit přesekvencování lidského genomu na USD (do roku 2015) (nové levnější přístupy: SOLID Applied Biosystem, HELIOS) CANCER GENOME ATLAS TRANSCRIPTOME SEQUENCING (RNA-seq) výhoda oproti DNA čipům je že 100% postihuje alternativní sestřih a alelickou variabilitu SINGLE MOLECULE SEQUENCING (Helios) preinplantační diagnostika SOLID PHASE CAPTURE NimbleGene čip vyrobený pro vychytání kodujících sekvencí a regulačních oblastí z rozfragmentované genomické DNA před vlastním vysokoúčinným sekvencováním DIAGNOSTIKA ChIP-seq (chromatin imuno precipitation) Methyl-seq detekce CpG oblastí (epigenetika) využívá konverze cytidinu na uridin za pomocí bisulfidu methylovaný cytidin není konvertován 36

43 cdna a GENOMOVÉ KNIHOVNY je to soubor náhodně klonovaných fragmentů genomové DNA nebo cdna, připravené zpětnou transkripci mrna, příslušného organismu do vhodného vektoru, ve kterém může být tento soubor DNA klonů uchováván a množen cdna a GENOMOVÉ KNIHOVNY slouží především ke hledání nových genů a jejích klonování pro další funkční analýzu knihovny lze sestrojit pro všechny živé organismy, pro vědecky významné existuji komerčně dostupné knihovny genomová knihovna obsahuje veškerou informaci obsaženou v genomu (geny a nekódující sekvence) cdna knihovna obsahuje pouze geny exprimované v určitém stádiu vývoje organismu popř. ve specifické tkáni či pletivu jako klonovací vektory pro konstrukci knihoven se používají především vektory odvozené od bakteriofága λ, fazmidy, kosmidy nebo YAC a BAC 37

44 genomové knihovny lambda FIX II (Stratagene) XhoI Sau3A I 4-místné GATC substituční vektor Spi + selekce klonované fragmenty 9-23kb částečné štěpení RE zaručuje překryvy (kontigy) genomové knihovny lambda FIX II Avian Baboon Bacterial Bovine Canine Cephalopod Chicken Drosophila Feline Fungus Gorilla Guinea Pig Hamster Horse Human Lobster Marsupial Monkey Mouse Nematode Plant Porcine Rabbit Rat Salamander Xenopus Yeast Zebrafish Product: Horse Genomic, Leukocytes Library Arabian, adult stallion, heterozygous for immunodeficiency, Vector: Lambda FIX II vector, Insert Size: 9-23 kb Arabidopsis thaliana Nicotiana Plumbaginifolia barley corn pea soybean Xenopus (drápatka) zebrafish (první transgenní ryba) 38

45 cdna knihovny lambda ZAP II Linker-primer 5' - CTCGAGTTTTTTTTTTTTTTTTTT 3' - AAAAAAAAAAAAA - 5' mrna Reverse transcriptase, nucleotides XhoI site 5' - CTCGAGTTTTTTTTTTTTTTTTTT 3' - AAAAAAAAAAAAA -3' cdna - 5' mrna RNase, DNA Polymerase, nucleotides XhoI site 5' - CTCGAGTTTTTTTTTTTTTTTTTT 3' - GAGCTCAAAAAAAAAAAAAA - 3' cdna - 5' cdna Add EcoRI adaptors, T4 DNA ligase EcoRI XhoI EcoRI 5' - AATTC...CTCGAGTTTTTTTTTTTTTTT...G - 3' 3' - G...GAGCTCAAAAAAAAAAAA...CTTAA - 5' Digest with XhoI XhoI 5' - TCGAGTTTTTTTTTTTTTTT 3' - CAAAAAAAAAAAA Clone into cdna vector with 5' EcoRI and 3' XhoI EcoRI...G - 3'...CTTAA - 5' inzerční vektor fazmid blue/white screening klonované fragmenty 0-10kb cdna knihovny lambda ZAP II Výhody: vysoká efektivnost fágové infekce plazmid (pblueskript) se vyštěpuje z fazmidu (s plazmidem se lépe manipuluje a sekvencuje) zvýšené zastoupení málo abundantních transkriptů: pomocí metody SSH (supressive and subtractive hybridization) se sníží množství vysoce abundantních transkriptů (např. transkripty Rubisco tvoří často 10% z celkové rostlinné cdna) pomocný fág (má mutaci tak, že se sám nereplikuje ale po koinfekci s fazmidem mu umožní vytvořit infekční částice, tím že vytvoří sbalovací proteiny, jejichž genetická informace na klonovaném fazmidu chybí. Navíc nese aparát pro tvorbu ssdna. 39

46 supressive and subtractive hybridization (SSH) studovaná RNA srovnávací RNA studovaná RNA raritní molekuly zůstávají více nehybridizované hybridizace kinetika druhého řádu, abundantní molekuly hybridizují velice rychle spolu další využití: zjišťování nebezpečných genů u patogenních organismů 40

47 EST klony (Expressed Sequence Tags) Co to je EST? krátká DNA sekvence (okolo bp) odvozená z cdna reprezentuje geny exprimované ve tkáních ze kterých je odvozena cdna knihovna - TRANSCRIPTOM pletivově specifické cdna knihovny listy, kořeny, semena, plody, pyl, květy.. specifické cdna knihovny po infekci patogenem, po působení hormonů, stresu atd. Výhody EST sekvenci zdroj informaci o genech exprimovaných ve specifických tkáních, nebo v závislosti na odpovědi vůči vnějším vlivům základní srovnávání mezi různými organismy základ pro rozlišování genových rodin a identifikace alelických variací popř. alternativniho sestřihu Nedostatky EST klonů cdna neobsahuje regulační oblasti a celé kompaktní geny často jenom 3 a 5 konce cdna klonů ( bp, jedna sekvenační reakce) syrová data, chyby 41

48 hledání genů in silico v internetových databazích TIGR a GeneBank hledání genů in silico v internetových databazích TIGR a GeneBank Výsledky hledání v GenBank... 42

49 výsledek hledání pro polygalakturonasu z rajčete počty EST klonů v databázích k roku 2003 Člověk přes pět miliónů EST klonů cdna knihovny lambda ZAP II Algae Baboon Bovine Canine Chicken Feline Fish Fungus Hamster Human Fetal Human Human Neuron and Teratocarcinoma Insect Lobster Marsupial Monkey Mouse Nematode Plant Porcine Rabbit Rat Salamander Sheep Xenopus Human cdna, Aortic Smooth Muscle Cell Library Human cdna, Brain (Cerebellum) Library Human cdna, Brain (Frontal cortex) Library Human cdna, Breast Carcinoma Library Human cdna, Erythroleukemia cell Library Human cdna, Heart Library Human cdna, Kidney Library Human cdna, Uterus Library (8 pooled normal whole specimens, Caucasian, years, Vector: Uni-ZAP XR vector, Primer: UdT, Average Insert Size: 1.3 kb) atd. celkem 57 Plant cdna, Arabidopsis thaliana Library Plant cdna, Barley Library Plant cdna, Soybean Library Plant cdna, Tobacco Leaf Library Plant cdna, Tomato Library Plant cdna, Spinach Library (var. Melody, actively growing leaves, Primer: OR, Vector: Lambda ZAP II vector, Average Insert Size: 1.0 kb) 43

50 SCREENING cdna a GENOMOVÝCH KNIHOVEN otisk plaků na nitrocelulosovou membránu denaturace DNA na filtru inkubace s hybridizační sondou vyvolání otisku detekce plaku obsahují požadovaný gen vyříznutí a namnožení požadovaného klonu SCREENING BACových knihoven pomocí poolování 44

51 cdna a GENOMOVÉ KNIHOVNY VELIKOST KNIHOVNY vyjadřuje kolik rekombinatních fágu (plaků) musíme screenovat abychom prošli celý genom nebo cdna pool. P.pravděpodobnost, že je klon zastoupen n.poměr průměrné velikosti klonovaného inzertu k velikosti genomu např. při screeningu lidského genomu o velikosti Mbp který je v λ genomové knihovně s velikosti fragmentů 20 kbp musíme na Petriho miskách vypěstovat pro následnou analýzu alespoň 6.5 x 10 5 plaků abychom s 99% pravděpodobnosti zaručili, že je analyzován celý genom cdna a GENOMOVÉ KNIHOVNY DALŠÍ TYPY KNIHOVEN: EXPRESNÍ GENOMOVÁ KNIHOVNA vychází z cdna knihovny, která je ale umístěna v expresních vektorech (klonovací vektory, které navíc transgen v nich obsažený exprimují do proteinu) Používají se pro hledaní genů pokud známe pouze protein, který kódují (pomocí protilátky) CHROMOZOMOVÉ KNIHOVNY obsahují informaci pouze z jednoho chromozomu (jsou menší) HYBRIDNÍ KNIHOVNY systém pro studium interakce protein -protein, bait vektor (návnada) obsahuje gen pro protein, který studujeme a fish (prey) vektor (obsahuje danou cdna expresní knihovnu) s pomocí genomových knihoven se uskutečnila sekvenace celých genomů několika organizmů. díky tomu ale genomové knihovny vsoučasné době ztrácejí na významu (veškerá genetická informace je obsažena in silico a pomocí vhodných primerů si lze kdykoli daný úsek naamplifikovat 45

52 YEAST TWO HYBRID SYSTÉM PRO STUDIUM PROTEIN-PROTEIN INTERAKCÍ význam pro studium regulačních a signálních drah naklonovaná cdna knihovna z libovolného euk.organismu konstitutivní promotor kvasinkový chromozom 46

cdna a GENOMOVÉ KNIHOVNY

cdna a GENOMOVÉ KNIHOVNY cdna a GENOMOVÉ KNIHOVNY je to soubor náhodně klonovaných fragmentů genomové DNA nebo cdna, připravené zpětnou transkripci mrna, příslušného organismu do vhodného vektoru, ve kterém může být tento soubor

Více

MUTAGENEZE in vitro. postupy kterými se mění primární struktura DNA, především za účelem fenotypové změny

MUTAGENEZE in vitro. postupy kterými se mění primární struktura DNA, především za účelem fenotypové změny MUTAGENEZE in vitro postupy kterými se mění primární struktura DNA, především za účelem fenotypové změny Mutace gen transkripce translace mutace normalní protein normální fenotyp mutovaný gen abnormální

Více

SEKVENOVÁNÍ GENOMU. příprava knihovny. sekvenování jednotlivých klonů. sestavení genomu. vyplnění mezer. předpovězení genů.

SEKVENOVÁNÍ GENOMU. příprava knihovny. sekvenování jednotlivých klonů. sestavení genomu. vyplnění mezer. předpovězení genů. SEKVENOVÁNÍ GENOMŮ SEKVENOVÁNÍ GENOMU příprava knihovny sekvenování jednotlivých klonů sestavení genomu vyplnění mezer předpovězení genů anotace genů analýza genomu (srovnávací a integrační) SEKVENOVÁNÍ

Více

Genové knihovny a analýza genomu

Genové knihovny a analýza genomu Genové knihovny a analýza genomu Klonování genů Problém: genom organismů je komplexní a je proto obtížné v něm najít a klonovat specifický gen Klonování genů Po restrikčním štěpení genomové DNA pocházející

Více

Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ

Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ Ivo Frébort 5. Metody molekulární biologie II DNA footprinting hledání interakcí DNA s proteiny Polymerázová řetězová reakce (Polymerase chain reaction PCR) Malé

Více

Klonování DNA a fyzikální mapování genomu

Klonování DNA a fyzikální mapování genomu Klonování DNA a fyzikální mapování genomu. Terminologie Klonování je proces tvorby klonů Klon je soubor identických buněk (příp. organismů) odvozených ze společného předka dělením (např. jedna bakteriální

Více

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Inovace studia molekulární a buněčné biologie Investice do rozvoje vzdělávání Inovace studia molekulární a buněčné biologie Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Investice do rozvoje vzdělávání

Více

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Inovace studia molekulární a buněčné biologie Investice do rozvoje vzdělávání Inovace studia molekulární a buněčné biologie Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Investice do rozvoje vzdělávání

Více

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/ Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/07.0354 Genomika (KBB/GENOM) Poziční klonování Ing. Hana Šimková, CSc. Cíl přednášky - seznámení s metodou pozičního klonování genů

Více

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Inovace studia molekulární a buněčné biologie Inovace studia molekulární a buněčné biologie Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. MBIO1/Molekulární biologie 1 Tento projekt je spolufinancován

Více

Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ

Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ 4. Metody molekulární biologie I Izolace DNA a RNA Specifické postupy pro baktérie, kvasinky, rostlinné a živočišné tkáně U RNA nutno zabránit kontaminaci RNasami

Více

NOVÉ METODY SEKVENOVÁNÍ

NOVÉ METODY SEKVENOVÁNÍ NOVÉ METODY SEKVENOVÁNÍ První generace Sangerovo sekvenování (dideoxy metoda) od roku 1977 Druhé generace Next-generation sequencing (masivní paralelní sekvenování) od roku 2005 Roche 454 (pyrosekvenování)

Více

Sekvenování genomů. Human Genome Project: historie, výsledky a důsledky. MUDr. Jan Pláteník, PhD. Počátky sekvenování

Sekvenování genomů. Human Genome Project: historie, výsledky a důsledky. MUDr. Jan Pláteník, PhD. Počátky sekvenování Sekvenování genomů Human Genome Project: historie, výsledky a důsledky MUDr. Jan Pláteník, PhD. (prosinec 2006) Počátky sekvenování 1965: přečtena sekvence trna kvasinky (80 bp) 1977: vynalezena Sangerova

Více

Struktura a organizace genomů

Struktura a organizace genomů CG020 Genomika Přednáška 8 Struktura a organizace genomů Markéta Pernisová Funkční genomika a proteomika rostlin, Mendelovo centrum genomiky a proteomiky rostlin, Středoevropský technologický institut

Více

Bakteriální transpozony

Bakteriální transpozony Bakteriální transpozony Transpozon = sekvence DNA schopná transpozice, tj. přemístění z jednoho místa v genomu do jiného místa Transpozice = proces přemístění transpozonu Transponáza (transpozáza) = enzym

Více

Terapeutické klonování, náhrada tkání a orgánů

Terapeutické klonování, náhrada tkání a orgánů Transfekce, elektroporace, retrovirová infekce Vnesení genů Vrstva fibroblastů, LIF Terapeutické klonování, náhrada tkání a orgánů Selekce ES buněk, v nichž došlo k začlenění vneseného genu homologní rekombinací

Více

Využití DNA markerů ve studiu fylogeneze rostlin

Využití DNA markerů ve studiu fylogeneze rostlin Mendelova genetika v příkladech Využití DNA markerů ve studiu fylogeneze rostlin Ing. Petra VESELÁ Ústav lesnické botaniky, dendrologie a geobiocenologie LDF MENDELU Brno Tento projekt je spolufinancován

Více

Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ

Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ Ivo Frébort 4. Metody molekulární biologie I Izolace DNA a RNA Specifické postupy pro baktérie, kvasinky, rostlinné a živočišné tkáně U RNA nutno zabránit kontaminaci

Více

Mgr. et Mgr. Lenka Falková. Laboratoř agrogenomiky. Ústav morfologie, fyziologie a genetiky zvířat Mendelova univerzita

Mgr. et Mgr. Lenka Falková. Laboratoř agrogenomiky. Ústav morfologie, fyziologie a genetiky zvířat Mendelova univerzita Mgr. et Mgr. Lenka Falková Laboratoř agrogenomiky Ústav morfologie, fyziologie a genetiky zvířat Mendelova univerzita 9. 9. 2015 Šlechtění Užitek hospodářská zvířata X zájmová zvířata Zemědělství X chovatelství

Více

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/ Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/07.0354 Genomika (KBB/GENOM) Fyzické mapování Fyzické cytogenetické a fyzické molekulární mapy Ing. Hana Šimková, CSc. Cíl přednášky

Více

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Inovace studia molekulární a buněčné biologie Investice do rozvoje vzdělávání Inovace studia molekulární a buněčné biologie Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Investice do rozvoje vzdělávání

Více

Molekulární základy dědičnosti. Ústřední dogma molekulární biologie Struktura DNA a RNA

Molekulární základy dědičnosti. Ústřední dogma molekulární biologie Struktura DNA a RNA Molekulární základy dědičnosti Ústřední dogma molekulární biologie Struktura DNA a RNA Ústřední dogma molekulární genetiky - vztah mezi nukleovými kyselinami a proteiny proteosyntéza replikace DNA RNA

Více

Molekulární genetika II zimní semestr 4. výukový týden ( )

Molekulární genetika II zimní semestr 4. výukový týden ( ) Ústav biologie a lékařské genetiky 1.LF UK a VFN, Praha Molekulární genetika II zimní semestr 4. výukový týden (27.10. 31.10.2008) prenatální DNA diagnostika presymptomatická Potvrzení diagnózy Diagnostika

Více

6. Kde v DNA nalézáme rozdíly, zodpovědné za obrovskou diverzitu života?

6. Kde v DNA nalézáme rozdíly, zodpovědné za obrovskou diverzitu života? 6. Kde v DNA nalézáme rozdíly, zodpovědné za obrovskou diverzitu života? Pamatujete na to, co se objevilo v pracích Charlese Darwina a Alfreda Wallace ohledně vývoje druhů? Aby mohl mechanismus přírodního

Více

MIKROBIOLOGIE V BIOTECHNOLOGII

MIKROBIOLOGIE V BIOTECHNOLOGII Biotechnologie MIKROBIOLOGIE V BIOTECHNOLOGII Využití živých organismů pro uskutečňování definovaných chemických procesů pro průmyslové nebo komerční aplikace Organismus je geneticky upraven metodami genetického

Více

2. Z následujících tvrzení, týkajících se prokaryotické buňky, vyberte správné:

2. Z následujících tvrzení, týkajících se prokaryotické buňky, vyberte správné: Výběrové otázky: 1. Součástí všech prokaryotických buněk je: a) DNA, plazmidy b) plazmidy, mitochondrie c) plazmidy, ribozomy d) mitochondrie, endoplazmatické retikulum 2. Z následujících tvrzení, týkajících

Více

Molekulární biotechnologie č.8. Produkce heterologního proteinu v eukaryontních buňkách

Molekulární biotechnologie č.8. Produkce heterologního proteinu v eukaryontních buňkách Molekulární biotechnologie č.8 Produkce heterologního proteinu v eukaryontních buňkách Eukaryontní buňky se využívají v případě, když Eukaryontní proteiny syntetizované v baktériích postrádají biologickou

Více

ZÁKLADY BAKTERIÁLNÍ GENETIKY

ZÁKLADY BAKTERIÁLNÍ GENETIKY Zdroj rozmanitosti mikrorganismů ZÁKLADY BAKTERIÁLNÍ GENETIKY Různé sekvence nukleotidů v DNA kódují různé proteiny Různé proteiny vedou k různým organismům s různými vlastnostmi Exprese genetické informace

Více

Molekulární biotechnologie č.9. Cílená mutageneze a proteinové inženýrství

Molekulární biotechnologie č.9. Cílená mutageneze a proteinové inženýrství Molekulární biotechnologie č.9 Cílená mutageneze a proteinové inženýrství Gen kódující jakýkoliv protein lze izolovat z přírody, klonovat, exprimovat v hostitelském organismu. rekombinantní protein purifikovat

Více

Transpozony - mobilní genetické elementy

Transpozony - mobilní genetické elementy Transpozony - mobilní genetické elementy Tvoří pravidelnou součást genomu prokaryot i eukaryot (až 50% genomu) Navozují mutace genů (inzerční inaktivace, polární mutace, změny exprese genů) Jsou zodpovědné

Více

O původu života na Zemi Václav Pačes

O původu života na Zemi Václav Pačes O původu života na Zemi Václav Pačes Ústav molekulární genetiky Akademie věd ČR centrální dogma replikace transkripce DNA RNA protein reverzní transkripce translace informace funkce Exon 1 Intron (413

Více

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/ Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/07.0354 Genomika (KBB/GENOM) Sekvenování genomů Ing. Hana Šimková, CSc. Cíl přednášky - seznámení se strategiemi celogenomového sekvenování,

Více

Crossing-over. over. synaptonemální komplex

Crossing-over. over. synaptonemální komplex Genetické mapy Crossing-over over v průběhu profáze I meiózy princip rekombinace genetického materiálu mezi maternálním a paternálním chromosomem synaptonemální komplex zlomy a nová spojení chromatinových

Více

P1 AA BB CC DD ee ff gg hh x P2 aa bb cc dd EE FF GG HH Aa Bb Cc Dd Ee Ff Gg Hh

P1 AA BB CC DD ee ff gg hh x P2 aa bb cc dd EE FF GG HH Aa Bb Cc Dd Ee Ff Gg Hh Heteroze jev, kdy v F1 po křížení geneticky rozdílných genotypů lze pozorovat zvětšení a mohutnost orgánů, zvýšení výnosu, životnosti, ranosti, odolnosti ve srovnání s lepším rodičem = heterózní efekt

Více

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/ Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/07.0354 Genomové projekty SEKVENOVANÉ ROSTLINNÉ GENOMY GROUP GENUS BAC MAP WGS EST Asterids tomato tobacco potato Rosids Arabidopsis

Více

Metody studia historie populací. Metody studia historie populací

Metody studia historie populací. Metody studia historie populací 1) Metody studia genetické rozmanitosti komplexní fenotypové znaky, molekulární znaky. 2) Mechanizmy evoluce mutace, přírodní výběr, genový posun a genový tok 3) Anageneze x kladogeneze - co je vlastně

Více

Na rozdíl od genomiky se funkční genomika zaměřuje na dynamické procesy, jako je transkripce, translace, interakce protein - protein.

Na rozdíl od genomiky se funkční genomika zaměřuje na dynamické procesy, jako je transkripce, translace, interakce protein - protein. FUNKČNÍ GENOMIKA Co to je: Oblast molekulární biologie která se snaží o zpřístupnění a využití ohromného množství dat z genomových projektů. Snaží se popsat geny, a proteiny, jejich funkce a interakce.

Více

MIKROBIOLOGIE V BIOTECHNOLOGII

MIKROBIOLOGIE V BIOTECHNOLOGII Biotechnologie MIKROBIOLOGIE V BIOTECHNOLOGII Termín biotechnologie byl poprvé použit v roce 1917 Procesy, při kterých se na tvorbě výsledného produktu podílejí živé organismy Širší definice: biotechnologie

Více

REKOMBINACE Přestavby DNA

REKOMBINACE Přestavby DNA REKOMBINACE Přestavby DNA variace v kombinacích genů v genomu adaptace evoluce 1. Obecná rekombinace ( General recombination ) Genetická výměna mezi jakýmkoli párem homologních DNA sekvencí - často lokalizovaných

Více

"Učení nás bude více bavit aneb moderní výuka oboru lesnictví prostřednictvím ICT ". Základy genetiky, základní pojmy

Učení nás bude více bavit aneb moderní výuka oboru lesnictví prostřednictvím ICT . Základy genetiky, základní pojmy "Učení nás bude více bavit aneb moderní výuka oboru lesnictví prostřednictvím ICT ". Základy genetiky, základní pojmy 1/75 Genetika = věda o dědičnosti Studuje biologickou informaci. Organizmy uchovávají,

Více

Genetické mapování. v přírodních populacích i v laboratoři

Genetické mapování. v přírodních populacích i v laboratoři Genetické mapování v přírodních populacích i v laboratoři Funkční genetika Cílem je propojit konkrétní mutace/geny s fenotypem Vzniklý v laboratoři pomocí mutageneze či vyskytující se v přírodě. Forward

Více

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/ Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/07.0354 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky Populační genetika (KBB/PG)

Více

Centrum aplikované genomiky, Ústav dědičných metabolických poruch, 1.LFUK

Centrum aplikované genomiky, Ústav dědičných metabolických poruch, 1.LFUK ové technologie v analýze D A, R A a proteinů Stanislav Kmoch Centrum aplikované genomiky, Ústav dědičných metabolických poruch, 1.LFUK Motto : "The optimal health results from ensuring that the right

Více

Crossing-over. Synaptonemální komplex. Crossing-over a výměna genetického materiálu. Párování homologních chromosomů

Crossing-over. Synaptonemální komplex. Crossing-over a výměna genetického materiálu. Párování homologních chromosomů Vazba genů Crossing-over V průběhu profáze I meiózy Princip rekombinace genetického materiálu mezi maternálním a paternálním chromosomem Synaptonemální komplex Zlomy a nová spojení chromatinových řetězců

Více

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Inovace studia molekulární a buněčné biologie Investice do rozvoje vzdělávání Inovace studia molekulární a buněčné biologie Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Investice do rozvoje vzdělávání

Více

Genetický polymorfismus

Genetický polymorfismus Genetický polymorfismus Za geneticky polymorfní je považován znak s nejméně dvěma geneticky podmíněnými variantami v jedné populaci, které se nachází v takových frekvencích, že i zřídkavá má frekvenci

Více

Úloha protein-nekódujících transkriptů ve virulenci patogenních bakterií

Úloha protein-nekódujících transkriptů ve virulenci patogenních bakterií Téma bakalářské práce: Úloha protein-nekódujících transkriptů ve virulenci patogenních bakterií Nové odvětví molekulární biologie se zabývá RNA molekulami, které se nepřekládají do proteinů, ale slouží

Více

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Inovace studia molekulární a buněčné biologie Inovace studia molekulární a buněčné biologie Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. MBIO1/Molekulární biologie 1 Tento projekt je spolufinancován

Více

Genetika bakterií. KBI/MIKP Mgr. Zbyněk Houdek

Genetika bakterií. KBI/MIKP Mgr. Zbyněk Houdek Genetika bakterií KBI/MIKP Mgr. Zbyněk Houdek Bakteriofágy jako extrachromozomální genomy Genom bakteriofága uvnitř bakterie profág. Byly objeveny v bakteriích už v r. 1915 Twortem. Parazitické org. nemají

Více

Exprese genetické informace

Exprese genetické informace Exprese genetické informace Tok genetické informace DNA RNA Protein (výjimečně RNA DNA) DNA RNA : transkripce RNA protein : translace Gen jednotka dědičnosti sekvence DNA nutná k produkci funkčního produktu

Více

Molekulární biotechnologie č.12. Využití poznatků molekulární biotechnologie. Transgenní rostliny.

Molekulární biotechnologie č.12. Využití poznatků molekulární biotechnologie. Transgenní rostliny. Molekulární biotechnologie č.12 Využití poznatků molekulární biotechnologie. Transgenní rostliny. Transgenní organismy Transgenní organismus: Organismus, jehož genom byl geneticky modifikován cizorodou

Více

Co se o sobě dovídáme z naší genetické informace

Co se o sobě dovídáme z naší genetické informace Genomika a bioinformatika Co se o sobě dovídáme z naší genetické informace Jan Pačes, Mgr, Ph.D Ústav molekulární genetiky AVČR, CZECH FOBIA (Free and Open Bioinformatics Association) hpaces@img.cas.cz

Více

Příprava rekombinantních molekul pro diagnostické účely

Příprava rekombinantních molekul pro diagnostické účely 1 Příprava rekombinantních molekul pro diagnostické účely doc. RNDr. Milan Bartoš, Ph.D. bartosm@vfu.cz Přírodovědecká fakulta MU, 2014 2 Obsah přednášky 1) Pojem rekombinantní DNA 2) Historické milníky

Více

Molekulárn. rní. biologie Struktura DNA a RNA

Molekulárn. rní. biologie Struktura DNA a RNA Molekulárn rní základy dědičnosti Ústřední dogma molekulárn rní biologie Struktura DNA a RNA Ústřední dogma molekulárn rní genetiky - vztah mezi nukleovými kyselinami a proteiny proteosyntéza replikace

Více

Metody molekulární biologie

Metody molekulární biologie Metody molekulární biologie 1. Základní metody molekulární biologie A. Izolace nukleových kyselin Metody využívající různé rozpustnosti Metody adsorpční Izolace RNA B. Centrifugační techniky o Princip

Více

NGS analýza dat. kroužek, Alena Musilová

NGS analýza dat. kroužek, Alena Musilová NGS analýza dat kroužek, 16.12.2016 Alena Musilová Typy NGS experimentů Název Materiál Cílí na..? Cíl experimentu? amplikon DNA malý počet vybraných genů hledání variant exom DNA všechny geny hledání

Více

MOLEKULÁRNĚ BIOLOGICKÉ METODY V ENVIRONMENTÁLNÍ MIKROBIOLOGII. Martina Nováková, VŠCHT Praha

MOLEKULÁRNĚ BIOLOGICKÉ METODY V ENVIRONMENTÁLNÍ MIKROBIOLOGII. Martina Nováková, VŠCHT Praha MOLEKULÁRNĚ BIOLOGICKÉ METODY V ENVIRONMENTÁLNÍ MIKROBIOLOGII Martina Nováková, VŠCHT Praha MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE V BIOREMEDIACÍCH enumerace FISH průtoková cytometrie klonování produktů PCR sekvenování

Více

Příprava vektoru IZOLACE PLASMIDU ALKALICKÁ LYZE, KOLONKOVÁ IZOLACE DNA GELOVÁ ELEKTROFORÉZA RESTRIKČNÍ ŠTĚPENÍ. E. coli. lyze buňky.

Příprava vektoru IZOLACE PLASMIDU ALKALICKÁ LYZE, KOLONKOVÁ IZOLACE DNA GELOVÁ ELEKTROFORÉZA RESTRIKČNÍ ŠTĚPENÍ. E. coli. lyze buňky. Příprava vektoru IZOLCE PLSMIDU LKLICKÁ LYZE, KOLONKOVÁ IZOLCE DN E. coli plasmidová DN proteiny proteiny + + vysrážená plasmidová lyze buňky + snížení ph chromosomální DN centrifugace DN chromosomální

Více

Chromosomy a karyotyp člověka

Chromosomy a karyotyp člověka Chromosomy a karyotyp člověka Chromosom - 1 a více - u eukaryotických buněk uložen v jádře karyotyp - soubor všech chromosomů v jádře jedné buňky - tvořen z vláknem chromatinem = DNA + histony - malé bazické

Více

1. Téma : Genetika shrnutí Název DUMu : VY_32_INOVACE_29_SPSOA_BIO_1_CHAM 2. Vypracovala : Hana Chamulová 3. Vytvořeno v projektu EU peníze středním

1. Téma : Genetika shrnutí Název DUMu : VY_32_INOVACE_29_SPSOA_BIO_1_CHAM 2. Vypracovala : Hana Chamulová 3. Vytvořeno v projektu EU peníze středním 1. Téma : Genetika shrnutí Název DUMu : VY_32_INOVACE_29_SPSOA_BIO_1_CHAM 2. Vypracovala : Hana Chamulová 3. Vytvořeno v projektu EU peníze středním školám Genetika - shrnutí TL2 1. Doplň: heterozygot,

Více

Replikace, transkripce a translace

Replikace, transkripce a translace Replikace, transkripce a translace Pravděpodobnost zařazení chybné báze cca 1:10 4, reálně 1:10 10 ; Proč? Výběr komplementární base je zásadní pro správnost mezigeneračního předávání genetické informace

Více

Osekvenované genomy. Pan troglodydes, 2005. Neandrtálec, 2010

Osekvenované genomy. Pan troglodydes, 2005. Neandrtálec, 2010 GENOMOVÉ PROJEKTY Osekvenované genomy Haemophilus influenze, 1995 první osekvenovaná bakterie Saccharomyces cerevisiae, 1996 první osekvenovaný eukaryotický organimus Caenorhabditis elegans, 1998 první

Více

Struktura a analýza rostlinných genomů Jan Šafář

Struktura a analýza rostlinných genomů Jan Šafář Struktura a analýza rostlinných genomů Jan Šafář Ústav experimentální botaniky AV ČR, v.v.i Centrum regionu Haná pro biotechnologický a zemědělský výzkum Proč rostliny? Proč genom? Norman E. Borlaug Zelená

Více

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Inovace studia molekulární a buněčné biologie Inovace studia molekulární a buněčné biologie Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. MBIO1/Molekulární biologie 1 Tento projekt je spolufinancován

Více

Využití rekombinantní DNA při studiu mikroorganismů

Využití rekombinantní DNA při studiu mikroorganismů Využití rekombinantní DNA při studiu mikroorganismů doc. RNDr. Milan Bartoš, Ph.D. bartosm@vfu.cz Přírodovědecká fakulta MU, 2014 1 2 Obsah přednášky 1) Celogenomové metody sekvenování 2) Sekvenování H.

Více

MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE. 2. Polymerázová řetězová reakce (PCR)

MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE. 2. Polymerázová řetězová reakce (PCR) MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE 2. Polymerázová řetězová reakce (PCR) Náplň praktik 1. Izolace DNA z buněk bukální sliznice - izolační kit MACHEREY-NAGEL 2. PCR polymerázová řetězová reakce (templát gdna) 3. Restrikční

Více

Výzkumné centrum genomiky a proteomiky. Ústav experimentální medicíny AV ČR, v.v.i.

Výzkumné centrum genomiky a proteomiky. Ústav experimentální medicíny AV ČR, v.v.i. Výzkumné centrum genomiky a proteomiky Ústav experimentální medicíny AV ČR, v.v.i. Systém pro sekvenování Systém pro čipovou analýzu Systém pro proteinovou analýzu Automatický sběrač buněk Systém pro sekvenování

Více

25.2.2014. Genomika. Obor genetiky, který se snaží. stanovit úplnou genetickou informaci. organismu a interpretovat ji v. termínech životních pochodů.

25.2.2014. Genomika. Obor genetiky, který se snaží. stanovit úplnou genetickou informaci. organismu a interpretovat ji v. termínech životních pochodů. Genomika Obor genetiky, který se snaží stanovit úplnou genetickou informaci organismu a interpretovat ji v termínech životních pochodů. 1 Strukturní genomika stanovení sledu nukleotidů genomu organismu,

Více

AUG STOP AAAA S S. eukaryontní gen v genomové DNA. promotor exon 1 exon 2 exon 3 exon 4. kódující oblast. introny

AUG STOP AAAA S S. eukaryontní gen v genomové DNA. promotor exon 1 exon 2 exon 3 exon 4. kódující oblast. introny eukaryontní gen v genomové DNA promotor exon 1 exon 2 exon 3 exon 4 kódující oblast introny primární transkript (hnrna, pre-mrna) postranskripční úpravy (vznik maturované mrna) syntéza čepičky AUG vyštěpení

Více

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/ Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/07.0354 Genomika (KBB/GENOM) Analýza transkriptomu Ing. Hana Šimková, CSc. Cíl přednášky - seznámení s moderními metodami komplexní

Více

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Inovace studia molekulární a buněčné biologie Investice do rozvoje vzdělávání Inovace studia molekulární a buněčné biologie Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Investice do rozvoje vzdělávání

Více

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Inovace studia molekulární a buněčné biologie Investice do rozvoje vzdělávání Inovace studia molekulární a buněčné biologie Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Investice do rozvoje vzdělávání

Více

Základy genomiky. I. Úvod do bioinformatiky. Jan Hejátko

Základy genomiky. I. Úvod do bioinformatiky. Jan Hejátko Základy genomiky I. Úvod do bioinformatiky Jan Hejátko Masarykova univerzita, Oddělení funkční genomiky a proteomiky Laboratoř molekulární fyziologie rostlin Základy genomiky I. Zdrojová literatura ke

Více

Sylabus témat ke zkoušce z lékařské biologie a genetiky. Struktura, reprodukce a rekombinace virů (DNA viry, RNA viry), význam v medicíně

Sylabus témat ke zkoušce z lékařské biologie a genetiky. Struktura, reprodukce a rekombinace virů (DNA viry, RNA viry), význam v medicíně Sylabus témat ke zkoušce z lékařské biologie a genetiky Buněčná podstata reprodukce a dědičnosti Struktura a funkce prokaryot Struktura, reprodukce a rekombinace virů (DNA viry, RNA viry), význam v medicíně

Více

ší šířen VAZEBNÁ ANALÝZA Vazba genů

ší šířen VAZEBNÁ ANALÝZA Vazba genů VAZEBNÁ ANALÝZA Vazba genů Americký genetik Thomas Morgan při genetických pokusech s octomilkami (Drosophila melanogaster) popsal zákonitosti o umístění genů na chromosomech, které existují až do současnosti

Více

Exprese genetického kódu Centrální dogma molekulární biologie DNA RNA proteinu transkripce DNA mrna translace proteosyntéza

Exprese genetického kódu Centrální dogma molekulární biologie DNA RNA proteinu transkripce DNA mrna translace proteosyntéza Exprese genetického kódu Centrální dogma molekulární biologie - genetická informace v DNA -> RNA -> primárního řetězce proteinu 1) transkripce - přepis z DNA do mrna 2) translace - přeložení z kódu nukleových

Více

Molekulární genetika IV zimní semestr 6. výukový týden ( )

Molekulární genetika IV zimní semestr 6. výukový týden ( ) Ústav biologie a lékařské genetiky 1.LF UK a VFN, Praha Molekulární genetika IV zimní semestr 6. výukový týden (5.11. 9.11.2007) Nondisjunkce u Downova syndromu 2 Tři rodokmeny rodin s dětmi postiženými

Více

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/ I n v e s t i c e d o r o z v o j e v z d ě l á v á n í Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/07.0354 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním

Více

Charakterizace hybridních trav pomocí cytogenetických a molekulárních metod

Charakterizace hybridních trav pomocí cytogenetických a molekulárních metod Molekulární přístupy ve šlechtění rostlin Olomouc 14. února, 2017 Charakterizace hybridních trav pomocí cytogenetických a molekulárních metod Jan Bartoš Ústav experimentální botaniky Olomouc, Czech Republic

Více

MUTAGENEZE INDUKOVANÁ TRANSPOZONY (TRANSPOZONOVÁ MUTAGENEZE)

MUTAGENEZE INDUKOVANÁ TRANSPOZONY (TRANSPOZONOVÁ MUTAGENEZE) MUTAGENEZE INDUKOVANÁ TRANSPOZONY (TRANSPOZONOVÁ MUTAGENEZE) Nejrozšířenější použití transpozonů je mutageneza za účelem lokalizace genů a jejich charakterizace. Výhody: 1. vyšší frekvence mutace než při

Více

TEST: GENETIKA, MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE

TEST: GENETIKA, MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE TEST: GENETIKA, MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE 1) Důležitým biogenním prvkem, obsaženým v nukleových kyselinách nebo ATP a nezbytným při tvorbě plodů je a) draslík b) dusík c) vápník d) fosfor 2) Sousedící nukleotidy

Více

velké fragmenty střední fragmenty malé fragmenty

velké fragmenty střední fragmenty malé fragmenty velké fragmenty střední fragmenty malé fragmenty Southern 1975 Northern Western denaturace DNA hybridizace primerů (annealing) (mají délku kolem 20 bází) syntéza nové DNA termostabilní polymerázou vstup

Více

Počítačové vyhledávání genů a funkčních oblastí na DNA

Počítačové vyhledávání genů a funkčních oblastí na DNA Počítačové vyhledávání genů a funkčních oblastí na DNA Hodnota genomových sekvencí záleží na kvalitě anotace Anotace Charakterizace genomových vlastností s použitím výpočetních a experimentálních metod

Více

Molekulární základ dědičnosti

Molekulární základ dědičnosti Molekulární základ dědičnosti Dědičná informace je zakódována v deoxyribonukleové kyselině, která je uložena v jádře buňky v chromozómech. Zlomovým objevem pro další rozvoj molekulární genetiky bylo odhalení

Více

Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ

Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ Mária Čudejková 2. Transkripce genu a její regulace Transkripce genetické informace z DNA na RNA Transkripce dvou genů zachycená na snímku z elektronového mikroskopu.

Více

Genetický polymorfismus jako nástroj identifikace osob v kriminalistické a soudnělékařské. doc. RNDr. Ivan Mazura, CSc.

Genetický polymorfismus jako nástroj identifikace osob v kriminalistické a soudnělékařské. doc. RNDr. Ivan Mazura, CSc. Genetický polymorfismus jako nástroj identifikace osob v kriminalistické a soudnělékařské praxi doc. RNDr. Ivan Mazura, CSc. Historie forenzní genetiky 1985-1986 Alec Jeffreys a satelitní DNA 1980 Ray

Více

DNA se ani nezajímá, ani neví. DNA prostě je. A my tancujeme podle její muziky. Richard Dawkins: Řeka z ráje.

DNA se ani nezajímá, ani neví. DNA prostě je. A my tancujeme podle její muziky. Richard Dawkins: Řeka z ráje. Genomika DNA se ani nezajímá, ani neví. DNA prostě je. A my tancujeme podle její muziky. Richard Dawkins: Řeka z ráje. Obor genetiky, který se snaží stanovit úplnou genetickou informaci organismu a interpretovat

Více

Nové přístupy v modifikaci funkce genů: CRISPR/Cas9 systém

Nové přístupy v modifikaci funkce genů: CRISPR/Cas9 systém Nové přístupy v modifikaci funkce genů: CRISPR/Cas9 systém Lesk a bída GM plodin Lesk a bída GM plodin Problémy konstrukce GM plodin: 1) nízká efektivita 2) náhodnost integrace transgenu 3) legislativa

Více

Mendelova genetika v příkladech. Transgenoze rostlin. Ing. Petra VESELÁ, Ústav lesnické botaniky, dendrologie a geobiocenologie LDF MENDELU Brno

Mendelova genetika v příkladech. Transgenoze rostlin. Ing. Petra VESELÁ, Ústav lesnické botaniky, dendrologie a geobiocenologie LDF MENDELU Brno Mendelova genetika v příkladech Transgenoze rostlin Ing. Petra VESELÁ, Ústav lesnické botaniky, dendrologie a geobiocenologie LDF MENDELU Brno Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem

Více

Hybridizace nukleových kyselin

Hybridizace nukleových kyselin Hybridizace nukleových kyselin Tvorba dvouřetězcových hybridů za dvou jednořetězcových a komplementárních molekul Založena na schopnosti denaturace a renaturace DNA. Denaturace DNA oddělení komplementárních

Více

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Inovace studia molekulární a buněčné biologie Inovace studia molekulární a buněčné biologie Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. OBVSB/Obecná virologie Tento projekt je spolufinancován Evropským

Více

Genotypování: Využití ve šlechtění a určení identity odrůd

Genotypování: Využití ve šlechtění a určení identity odrůd Molekulární přístupy ve šlechtění rostlin Aplikovaná genomika Genotypování: Využití ve šlechtění a určení identity odrůd Miroslav Valárik 14.2. 2017 Šlěchtění rostlin: Cílený výběr a manipulace s genomy

Více

Některé vlastnosti DNA důležité pro analýzu

Některé vlastnosti DNA důležité pro analýzu Některé vlastnosti DNA důležité pro analýzu Spiralizace Denaturace Záporný náboj Syntéza Ligace Rekombinace Mutabilita Despiralizace Reasociace Štěpení Metody používané k analýze DNA Southern blotting

Více

NUKLEOVÉ KYSELINY. Základ života

NUKLEOVÉ KYSELINY. Základ života NUKLEOVÉ KYSELINY Základ života HISTORIE 1. H. Braconnot (30. léta 19. století) - Strassburg vinné kvasinky izolace matiére animale. 2. J.F. Meischer - experimenty z hnisem štěpení trypsinem odstředěním

Více

Zdrojem je mrna. mrna. zpětná transkriptáza. jednořetězcová DNA. DNA polymeráza. cdna

Zdrojem je mrna. mrna. zpětná transkriptáza. jednořetězcová DNA. DNA polymeráza. cdna Obsah přednášky 1) Klonování složených eukaryotických genů 2) Úprava rekombinantních genů 3) Produkce rekombinantních proteinů v expresních systémech 4) Promotory 5) Vektory 6) Reportérové geny Zdrojem

Více

BAKTERIÁLNÍ TRANSPOZONY (mobilní elementy)

BAKTERIÁLNÍ TRANSPOZONY (mobilní elementy) BAKTERIÁLNÍ TRANSPOZONY (mobilní elementy) Transpozon = sekvence DNA schopná transpozice, tj. přemístění z jednoho místa v genomu do jiného místa Transpozice = proces přemístění transpozonu Transponáza

Více

Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/ Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/28.0032 Mendelovská genetika - Základy přenosové genetiky Základy genetiky Gregor (Johann)

Více

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Vztah struktury a funkce nukleových kyselin. Replikace, transkripce

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Vztah struktury a funkce nukleových kyselin. Replikace, transkripce Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Vztah struktury a funkce nukleových kyselin. Replikace, transkripce Nukleová kyselina gen základní jednotka informace v živých systémech,

Více

Arabidopsis thaliana huseníček rolní

Arabidopsis thaliana huseníček rolní Arabidopsis thaliana huseníček rolní Arabidopsis thaliana huseníček rolní - čeleď: Brassicaceae (Brukvovité) - rozšíření: kosmopolitní, od nížin až do hor, zejména na výslunných stráních - poprvé popsána

Více

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio CZ.1.07/2.2.00/28.0018

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio CZ.1.07/2.2.00/28.0018 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio CZ.1.07/2.2.00/28.0018 2.4 GENETICKÉ MANIPULACE in vitro - nekonvenční techniky, kterými lze modifikovat rostlinný

Více