Profil transkrypcji – metoda
SAGE; białka struktura i funkcja
SAGE
Serial analysis of Gene Expression
Materiał wyjściowy: mRNA z polyA
1. Annealing do sekwencji poly dT
związanej z biotyną
2. Synteza cDNA
3. Trawienie enzymem restrykcyjnym
(kotwiczącym, AE)
4. Ligacja dwóch typów sekwencji
zawierających sekwencję „tagging
enzyme” (TE)
5. Cięcie enzymem TE
6. Łączenie krótkich sekwencji tag w
ditagi
7. Multiplikacja ditagów za pomocą
PCR
8. Odcięcie sekwencji TE i
końcowych sekwencji starterowych
9. Ligacja wielu ditagów i ich
klonowanie
10.Sekwencjonowanie klonów
SAGE – Serial Analysis of Gene Expression
SAGE pozwala na detekcję
sekwencji nukleotydowych
poszczególnych genów w próbce
i analizę ilościową ekspresji
genów w komórkach
1. Biotynylowane oligo(dT) jest starterem do
syntezy cDNA. cDNA jest izolowane przez
przyłączenie do granulek związanych ze
streptawidyną
2. Restryktaza rozpoznająca
sekwencje 4pz przecina każdy odcinek
cDNA przynajmniej w jednym
miejscu
3. Ligacja fragmentów
zawierających miejsca
restrykcyjne dla enzymu
typu IIS i łączenie ditagów
Produkty PCR zawierają
ditagi powiązane z
sekwencjami łącznikowymi
Analiza sekwencyjna otrzymanych
konkatemerów pozwala na porównanie
i ewentualną identyfikacje wieluset
transkrybowanych sekwencji
a także wykrywanie nowych genów
4. Powstale przez konkatemeryzację ditagów klony zawierają co najmniej 10-50
fragmentów (tags)
Przechowywanie i namnażanie sekwencji genomowych
badanie sekwencji kodujących i niekodujących
Namnażanie cDNA (transkrypty)
badanie sekwencji transkrybowanych
wykrywanie rzadkich transkryptów
Ekspresja genów – poziom transkrypcji
Podstawowe zadanie biologii molekularnej to badanie
funkcji jaką pełnią różne sekwencje nukleotydowe i białka;
poznawanie mechanizmów regulujących procesy życiowe
komórek i organizmów.
Metody klonowania genów i PCR pozwalają na:
Badanie struktury i funkcji białek
oczyszczanie i charakterystyka
oddziaływania białko – DNA, białko-białko
ekspresja i modyfikacje w różnych typach
komórek
Białka
Regulacja transkrypcji
Regulacja translacji
Procesy metaboliczne
Białka
składają się z aminokwasów
połączonych wiązaniem peptydowym
Wiązanie peptydowe tworzy się
między grupami COOH i NH
2
kolejnych aminokwasów
aminokwas
R
1.Kowalencyjna modyfikacja
a: wiązania peptydowego
b: końca N
c: końca C
d: reszt aminokwasowych (łańcuchów bocznych).
2. Modyfikacje niekowalencyjne: zmiana konformacji, reakcja z kofaktorami
3. Translokacja: selekcja przedziału komórkowego
4. Oddziaływanie z białkami opiekuńczymi w procesach 1, 2, i 3.
Modyfikacje białek powodują
•Nabycie lub utratę funkcji
•Zmianę swoistości oddziaływania z innymi białkami
•Regulację aktywności
•Zmianę biologicznej stabilności
Modyfikacje potranslacyjne białek
Modyfikacje potranslacyjne
• Obróbka potranslacyjna kontroluje prawidłowe zwijanie, przenoszenie
do właściwych obszarów w komórce, aktywację i stabilność białek
• Najpowszechniejsze formy modyfikacji to:
• proteoliza
• fosforylacja
• glikozylacja
• acetylacja
• metylacja
• poli(ADP)rybozylacja
• wiązanie metali
• Białka opiekuńcze (białka stresu) uczestniczą w prawidłowym zwijaniu
i składaniu kompleksów nowozsyntetyzowanych białek
Białko+
białko opiekuńcze
Fosforylacja jest przykładem najpowszechniej
występującego typu modyfikacji posttranslacyjnej
Kinazy
serynowo-
treoninowe
Kinazy
tyrozynowe
Izolacja białek – liza komórek
Podstawowe metody lizowania komórek różnych typów:
Liza mechaniczna
Homogenizacja
Homogenizator nożowy (mikser)
Homogenizator Dounce’a
Homogenizator Pottera-Elvehjem’a
Sonikacja
Mrożenie /rozmrażanie
Moździerz
Liza z udziałem detergentów
Jonowych: SDS
Niejonowych (lub podwójnie jonowych): Triton X- , Nonidet
CHAPS
CHAPS
• Ekstrakcja buforami ułatwiającymi
uzyskanie frakcji białek o pożądanych
właściwościach
Izolacja białek
Elektroforeza białek
w warunkach denaturujących:
próby oraz bufor zawierają odczynnik
denaturujący białko (np. SDS lub mocznik)
Nanoszenie próby
Przy pomocy elektroforezy w żelu poliakrylamidowym (SDS-
PAGE) można oszacować rozmiar nieznanego białka
Przykład wyniku elektroforezy białek
w obecności SDS; zdjęcie zabarwionego
żelu
M.Marker białkowy
1. Ekstrakt z hodowli
2. Oczyszczone białko