MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE II

Podobné dokumenty
Sekvenování nové generace. Radka Reifová

PŘEHLED SEKVENAČNÍCH METOD

Sekvenování nové generace. Radka Reifová

Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ

Masivně paralelní sekvenování

Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ

Masivně paralelní sekvenování

Základy molekulární biologie KBC/MBIOZ

Sekvenování příští generace (Next Generation Sequencing, NGS)

Metagenomika NGS (454, Illumina, IonTorrent) Petra Vídeňská, Ph.D.

TechoLED H A N D B O O K

Metody používané v MB. analýza proteinů, nukleových kyselin

Využití molekulárních markerů v systematice a populační biologii rostlin. 11. Next generation sequencing (NGS)

Sekvenování DNA. stanovení pořadí nukleotidů v molekule DNA (primární struktury)

Molekulárně biologické metody princip, popis, výstupy

By David Cameron VE7LTD

Metody používané v MB. analýza proteinů, nukleových kyselin

Litosil - application

PC/104, PC/104-Plus. 196 ept GmbH I Tel. +49 (0) / I Fax +49 (0) / I I

SPECIFICATION FOR ALDER LED

Transportation Problem

LOGOMANUÁL / LOGOMANUAL

Ceník izolačních kitů STRATEC v mikrodestičkách

Tento materiál byl vytvořen v rámci projektu Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost.

AIC ČESKÁ REPUBLIKA CZECH REPUBLIC

Configuration vs. Conformation. Configuration: Covalent bonds must be broken. Two kinds of isomers to consider

Molekulární genetika

Laboratoř sekvenace DNA Servisní laboratoř biologické sekce PřF UK

Laboratoř na čipu. Lab-on-a-chip. Pavel Matějka

Připojení internetového modulu econet300 Do regulátoru ecomax 810P3-L TOUCH.

Introduction to MS Dynamics NAV

topter AKTIVNÍ OCHRANA Leading Electrotechnology

Metody používané v MB. analýza proteinů, nukleových kyselin

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

Molekulární metody ve studiích kořenových systémů. Jiří Košnar, 2016

Ceník izolačních kitů STRATEC ve zkumavkách

MEDIA RESEARCH RATINGS

MEDIA RESEARCH RATINGS

Mechanika Teplice, výrobní družstvo, závod Děčín TACHOGRAFY. Číslo Servisní Informace Mechanika:

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

GENERAL INFORMATION RUČNÍ POHON MANUAL DRIVE MECHANISM

Gymnázium, Brno, Slovanské nám. 7 WORKBOOK. Mathematics. Teacher: Student:

GUIDELINES FOR CONNECTION TO FTP SERVER TO TRANSFER PRINTING DATA

Uživatelská příručka. Xperia P TV Dock DK21

Försterův rezonanční přenos energie (FRET)

MEDIA RESEARCH RATINGS

Image Analysis and MATLAB. Jiří Militky

MEDIA RESEARCH RATINGS

Caroline Glendinning Jenni Brooks Kate Gridley. Social Policy Research Unit University of York

PRAVIDLA ZPRACOVÁNÍ STANDARDNÍCH ELEKTRONICKÝCH ZAHRANIČNÍCH PLATEBNÍCH PŘÍKAZŮ STANDARD ELECTRONIC FOREIGN PAYMENT ORDERS PROCESSING RULES

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

dat 2017 Dostupný z Licence Creative Commons Uveďte autora-zachovejte licenci 4.0 Mezinárodní

Determinanty lokalizace nukleosomů

Výukový materiál zpracovaný v rámci operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost

MEDIA RESEARCH RATINGS

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

MEDIA RESEARCH RATINGS

SOIL ECOLOGY the general patterns, and the particular

Vícefunkční chemické a biochemické mikrosystémy Strana 1. Mikrofluidní bioaplikace

Od sekvencí k chromozómům: výzkum repetitivní DNA rostlin v Laboratoři molekulární cytogenetiky BC AVČR

READERS OF MAGAZÍN DNES + TV

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Elektroforéza Sekvenování

Aktivita CLIL Chemie I.

MEDIA RESEARCH RATINGS

PART 2 - SPECIAL WHOLESALE OFFER OF PLANTS SPRING 2016 NEWS MAY 2016 SUCCULENT SPECIAL WHOLESALE ASSORTMENT

velké fragmenty střední fragmenty malé fragmenty

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Klonování DNA a fyzikální mapování genomu

DETECTION OF FUNGAL CONTAMINATIONS IN POWDERED PEPPER USING MOLECULAR BIOLOGICAL METHODS

Enterprise Content Management IBM Corporation

EKO/MEM - Molekulární ekologie mikroorganizmů Klonování a sekvenování přírodní DNA základ pro fylogenetickou analýzu společenstva

Stojan pro vrtačku plošných spojů

ROLZ-2. Portable AV/Conference Center. Assembly Instructions

SPECIAL THEORY OF RELATIVITY

Sekvenování DNA. stanovení pořadí nukleotidů v molekule DNA (primární struktury)

VYSOKÁ ŠKOLA HOTELOVÁ V PRAZE 8, SPOL. S R. O.

DC circuits with a single source

User manual SŘHV Online WEB interface for CUSTOMERS June 2017 version 14 VÍTKOVICE STEEL, a.s. vitkovicesteel.com

READERS OF MAGAZÍN DNES + TV

Řekněte si o vzorky zdarma!

Progressive loyalty V1.0. Copyright 2017 TALENTHUT

Čtvrtý Pentagram The fourth Pentagram

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

MC Tlumiče (řízení pohybu) MC Damper

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

Element h A N D B o o K

Genotypování: Využití ve šlechtění a určení identity odrůd

1, Žáci dostanou 5 klíčových slov a snaží se na jejich základě odhadnout, o čem bude následující cvičení.

CZECH U17 INTERNATIONAL 2017

Využití rekombinantní DNA při studiu mikroorganismů

NGS analýza dat. kroužek, Alena Musilová

YOUR CRYSTAL HARMONY EXCLUSIVE JEWELLERY. PRECIOSA Jewellery & Decoration

Referenční lidský genom. Rozdíly v genomové DNA v lidské populaci. Odchylky od referenčního genomu. Referenční lidský genom.

filtrační polomasky disposable respirators

NOVÉ METODY SEKVENOVÁNÍ

Nová éra diskových polí IBM Enterprise diskové pole s nízkým TCO! Simon Podepřel, Storage Sales

Chapter 7: Process Synchronization

BOOK LEATHER COLLECTION 2015

METAL MOSAIC METAL MOSAIC METAL MOSAIC METAL MOSAIC METAL MOSAIC METAL MOSAIC METAL MOSAIC METAL METAL MOSAIC

Transkript:

MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE II Interakce DNA/protein DNA/protein

Imobilizační/migrační techniky Filter binding Southwestern MacKay DNA affinity Gel Shifts Gel Filtration Sucrose Gradient Interakce DNA/protein Elektronová mikroskopie ds x ss DNA; DNA unwinding DNA wrapping around proteins Protein conformational changes Protection Assays (positional information) Protection Exo Protection Modif-Interference Genomic Footprint (in vivo) Indirect Endlabeling (in vivo)

Interakce DNA/protein Crosslinking Affinity enhancement for EM or immobilization/ migration assays Identifying specific contacts on protein or DNA In Vivo Hints One/Two/Three-hybrid Allele specific 2nd site suppression Atomic Level Analysis Crystal Structure NMR

Filter Binding (DNA/pure/partial/rapid) Pure protein immobilization by adsorption to nitrocellulose filter Labeled DNA passes through unless bound to protein Useful for quantitating binding affinities and kinetics Note: all proteins retain binding ability when adsorbed to filter * * * * * proteins protein-dna complexes * * * * free DNA

DNA Affinity Chromatography (protein/crude or pure/partial/slow-but very high on rate) DNA immobilized at high density to matrix by adsorption or covalent linkage Bound proteins elute at higher salts At lower salts high DNA conc favors rapid reassociation whenever protein dissociates Useful purification step (proteins monitored by activity or western if Ab available) Specific binding proteins separated from nonspecific binding proteins either by loading column in competition with free nonspecific DNA or on the basis of higher salt elution required for specific binding proteins Variation: bind proteins to biotin labeled DNA before immobilizing DNA to streptavidin matrix lose advantage of large excess of DNA low salt load high salt elution

Southwestern (DNA/crude or pure/partial/slow) DNA binding domain of protein renatures enough on nitrocellulose filter (after SDS-PAGE and Western) to allow for specific recognition of labeled DNA Useful for identifying which protein in a crude extract or in a tightly bound complex is responsible for DNA binding (proteins that do not bind offer additional specificity control) Assumption: a single polypeptide is sufficient for binding activity * probe with labeled fragment autorad.

McKay (DNA/crude/partial/slow) Immobilize protein by immunoprecipitation Labeled DNA bound to protein coips Specificity determined by preferential coip of specific DNA out of mixture containing nonspecific DNA Variations: cross-link before IP to counter problem of dissociation during washes detect DNA by PCR * * * * * * * * * * fragment with binding site input DNA IP d DNA

Gel Retardation with Antibody Supershift: Use to identify proteins in gel-shift complex - Ab + Ab * supershifted DNA shifted DNA free DNA

Gel Retardation with Protein Induced DNA Bending: If bending is induced, circularly permuted fragments will gel shift differently. The closer the binding site is to the fragment center the greater the shift. shifted DNA free DNA

Gel Filtration (protein/pure/partial/slow) Large DNA molecules elute in void volume with any bound proteins Free proteins elute in included volume Protein DNA + Bound Protein Free Protein Fraction V o Included Volume DNA DNA-protein VOID VOLUME Free protein INCLUDED VOLUME

Sucrose Gradient (DNA/crude or partial/partial/slow) DNA coated with proteins sediments faster than naked DNA Useful for very large protein DNA complexes or extensive coating of DNA (e.g. chromatin association) protein-coated DNA naked DNA DNA increasing density Increasing Size Fraction dripped from tube bottom Sucrose Sedimentation Gradient

Gel Retention/Retardation/Mobility Shift (DNA/crude or pure/partial/ fast ) Protein binding retards motility of labeled DNA Once complex has entered gel caging effect favors rapid reassociation whenever protein and DNA dissociate (effectively reducing off rate) Useful for following DNA binding activity during purification Has also been used to quantitate binding affinities and kinetics Multiple complexes can sometimes be seen as different shifted species Note: not all complexes enjoy caging effect or are fully stable during time it takes to enter gel Simple Shift ex: Multiple Shifts shifted DNA * free DNA * extract amount

Kvasinkový dvouhybridní systém návnada lovec

Kvasinkový dvouhybridní systém http://bcs.whfreeman.com/lehninger5e/content/cat_020/0906_yeasttwohybrid.html?v=cha pter&i=09020.06&s=09000&n=00020&o=%7c09000%7c http://www.sumanasinc.com/webcontent/animations/content/yeasttwohybrid.html

Bakteriální dvouhybridní systém Bacterial Adenylate Cyclase Two-Hybrid System Katalytická doména adenylátcyklázy (CyaA) z Bordetella pertussis se skládá ze dvou vzájemně se doplňujících fragmentů T25 a T18, které nejsou aktivní, když jsou fyzicky oddělené.

Bakteriální dvouhybridní systém

Fágový display -PHAGE DISPLAY SYSTEM

Fágový display http://www.dyax.com/our-technology/phage-display-discovery-tool.html Plant Molecular Biology 50: 837 854, 2002.

MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE II Sekvenování, NGS Od restrikčních map k NGS selvenování

Fyzikální mapování DNA Konstrukce restrikčních map Restrikční mapa schématické znázornění poloh a vzdáleností restrikčních míst na molekule DNA http://www.restrictionmapper.org/

Sekvenování

Strategie sekvenování dlouhých segmentů Sangerovo sekvenování, jednostranné čtení cca 600 (800) bp Genomová knihovna (BAC), klonované segmenty cca stovky kb Primer walking První sekvenační primer je navržen z okrajové části vektoru, sekvenujeme cca 600 bp, navrhneme v této oblasti nový sekvenační primer a sekvenujeme opět cca 600 bp a tak postupujeme až přečteme celou sekvenci. není potřeba jednotlivé fragmenty klonovat sekvenci skládáme postupně, překryvy dílčích sekvencí jsou známé, repetitivní sekvence nejsou problém nevýhodou je doba analýzy (postupné navrhování a syntéza primerů) maximální délka sekvenovaných fragmentů je 5 10 kb Shotgun sequencing sekvenuji se vysoké počty (miliony) krátkých úseků původní DNA zaklonovaných do vektorů k fragmentaci DNA se používají RE nebo fyzikální metody (ultrazvuk), vznikají tak krátké fragmenty, které se z části překrývají. Díky překryvům je možné získané sekvence poskládat do správného pořadí výhodou je rychlost a nízká cena

Primer walking http://www.cogentech.it/sequenziamento-dna-ita-technical-details.php

Shotgun http://www.thermofisher.com/cz/en/home/life-science/cloning/cloning-learning-center/invitrogenschool-of-molecular-biology/molecular-cloning/cloning/common-applications-strategies.html

NEXT GENERATION SEQUENCING

Molekulární biologie včera a dnes

Sekvenování příští generace

Next generation sequencing

Next generation sequencing

Next generation sequencing

Next generation sequencing https://www.youtube.com/watch?v=jfcd8q6qstm

Emulzní PCR

Bridge PCR Cappelletti_NGS09.pdf

Bridge PCR https://www.illumina.com/documents/products/techspotlights/techspotlight_sequencing.pdf

Bridge PCR https://www.illumina.com/documents/products/techspotlights/techspotlight_sequencing.pdf

Next generation sequencing

Pyrosekvenování Adaptors essential for purification, amplification and sequencing are added to both ends of the fragments. If the sample is double stranded one strand is removed and the remaining single strandes are used in the following steps. Aided by the adaptors individual fragments are captured on their own unique beads. A bead and the bound fragment together with a water-in-oil emulsion form a microreactor so that each fragment can be amplified without contamination via the so called emulsion PCR (empcr). The entire fragment collection is amplified in parallel.

Pyrosekvenování The empcr amplifies each fragment several million times. After amplification the emulsion shell is broken and the clonally amplified beads are ready for loading onto the fibreoptic PicoTiterDevice for sequencing. The PicoTiterPlate is loaded with one fragment carrying bead per well and smaller beads with the enzymes necessary for sequencing.

Pyrosekvenování DNA polymeráza ATP sulfuryláza luciferáza apyráza adenosine 5' phosphosulfate (APS) luciferin DNA Polymerase: used to elongate complementary DNA strand. ATP Sulfurylase: converts pyrophosphate (PPi) into ATP in the presence of adeosine 5' phosphosulfate (APS). Luciferase: Uses ATP to convert luciferin to oxyluciferin, which is a molecule that emits visible light. Apyrase: Degrades unincorporated nucleotides.

Pyrosekvenování

SOLEXA/ILUMINA

ILLUMINA sekvenování syntézou Cappelletti_NGS09.pdf

SOLiD sekvenování ligací Mardis, Annu. Rev. Genomics Hum. Genet., 2008

SOLiD sekvenování ligací

SOLiD sekvenování ligací

SOLiD sekvenování ligací

SOLiD sekvenování ligací

Ion Torrent

Ion Torrent

Helicos - True Single Molecule Sequencing

Helicos http://www.nature.com/nmeth/journal/v5/n3/full/nmeth0308-267.html

Helicos

Pacific Biosciences Single Molecule, Real-Time (SMRT) Sequencing http://www.pacb.com/smrt-science/smrt-sequencing/

Oxford Nanopore

Oxford Nanopore https://nanoporetech.com/applications/dnananopore-sequencing