wyklady10 13, Materiały =), Genetyka


wykład 10, 10.05.2007

T: Metody analizy genetycznej (działania zmierzającego do wyjaśnienia sposobu dziedziczenia cech)

  1. Analiza genetyczna Procaryota

    1. fagi i wirusy - analiza charakteru i częstości łysinek, itp.

    2. bakterie

      1. podstawą analizy genów bakteryjnych są określone właściwości ich procesów płciowych

      2. układ obojga rodziców jest nierównocenny - rekombinanty zachowują większość cech biorcy

      3. procesy płciowe u bakterii:

        1. transformacja

        2. koniugacja (szczepy F plus, minus i Hfr)

        3. transdukcja

        4. seksdukcja

      4. TRANSFORMACJA

        1. bakteria pobiera ze środowiska fragment DNA, jeśli homologiczny fragment w DNA bakterii lub plazmidzie, wówczas dochodzi do rekombinacji, czyli włączenia obcego DNA (ale tylko fragmentu homologicznego)

      5. KONIUGACJA

        1. komponent (+) z plazmidem F dokonują transferu plazmidu do komórki biorcy (komponent -), rzadko również fragment chromosomu F+ - po zreplikowaniu tego fragmentu

        2. po koniugacji - F minus stają się F plus

        3. plazmid F jest episomem - ma zdolność włączania i wycinania się z chromosomu bakteryjnego

        4. jeżeli się wbuduje, to jest to komórka Hfr (high frequent recombiantion)

        5. w replikacji pęknięcie plazmidu => pęknięta nić replikowana => fragment chromosomu przy okazji => potem rekombinacja i potomny na crossing over => cały proces trwa 50-60'

        6. by przekazać cały chromosom - 80' (a na ćwiczeniach mówili, że 100 - A.M)

        7. jeśli mamy różne szczepy Hfr, o potwierdzonej lokalizacji plazmidu F, to można mapować cały chromosom licząc częstotliwość występowania rekombinantów

      6. TRANSDUKCJA

        1. przeniesienie fragmentu chromosomu bakteryjnego z pomocą bakteriofagów

        2. transduktant ma genom bakterii a nie wirusa

        3. jeśli fag jest łagodny i wbudowuje się w chromosom bakterii, wówczas jest niegroźny (lizogeniczny). Jednak niektóre fagi potrafią się wyciąć, a wycięcie nie zawsze jest precyzyjne, przez co fag staje się lityczny. Następuje degradacja DNA bakterii, fragment zabrany w procesie tworzenia nowego bakteriofaga

        4. TRANSDUKCJA ORGANICZNA - dotyczy genów znajdujących się blisko wbudowanego faga - to, gdzie fag się wbuduje, może być zaprojektowane

      7. SEKSDUCJA

        1. fragment DNA włączony do chromosomu bakterii nie jest fragmentem DNA faga, tylko plazmidem F

  2. Regulacja ekspresji genów eukariotycznych z udziałem zjawiska RNAi (interferencja RNA)

    1. charakterystyka

      1. proces mający na celu wykrycie i inaktywowanie kwasów nukleinowych, których aktywność może zagrozić komórce

      2. cząsteczka ds. RNA powstaje dzięki polimerazie RNA zależnej od DNA lub można ją wytworzyć sztucznie

      3. ds. DNA są rozpoznawane i rozcinane przez specyficzną endonukleazę „DICER” na małe dwuniciowe fragmenty (21-25 pz) - siRNA (lub endogenne miRNA) (jak ta endonukleaza to robi, że tnie DNA i wychodzi jej RNA, to nie wiem - A.M)

      4. dwuniciowy egzogenny siRNA wiąże się z kompleksem rybonukleaz indukowanych przez RNA w kompleks wyciszający - RISC

      5. aktywacja kompleksu RISC wymaga rozwinięcia siRNA

      6. aktywny RISC odnajduje komplementarny mRNA i przecina w odległości 12 nukleotydów od końca 3' siRNA

      7. pierwotne si/miRNA mogą być starterami do amplifikacji dsRNA przez RdRp (jako matryca służy wyciszacz mRNA lub wprowadzony sztucznie dsRNA), co prowadzi do powstania wtórnych siRNA i rozprzestrzenianie się sygnału

    2. biologiczne znaczenie RNAi

      1. reakcja odporności na wirusy

      2. regulacja procesów wzrostu i rozwoju

      3. zaprogramowane eliminowanie DNA

      4. represja/depresja genów w heterochromatynie

    3. mechanizm wyciszania genów

      1. potranskrypcyjny (PTGS) - indukcje degradacji mRNA, blokada translacji

      2. w. transkrypcyjne (TGS) - indukcja zmian w strukturze chromatyny

    4. wykorzystanie

      1. funkcjonalna analiza genomów - wyciszanie ekspresji

      2. intensyfikacja ekspresji wybranych genów przez wykorzystanie supresorów RNAi

  3. W JAKI SPOSÓB DZIEDZICZONE SĄ CECHY U EUCARYOTA

    1. analiza segregacji fenotypów

      1. F2: 3:1 - cecha jednogenowa, dominacja całkowita

      2. F1: 1:2:1 - cecha jednogenowa, dziedziczenie pośrednie

      3. F2: 9:3:3:1 - dwie cechy dziedziczone niezależnie, w obrębie każdej z nich dominacja całkowita

      4. 12:3:1, 9:7, 9:6:1 - komplementacja

      5. F2: 13:3 - epistaza

      6. w F2 liczne klasy fenotypowe - cecha ilościowa, można korzystać z trójkąta Pascala lub przyrządów analizy ilościowej

    2. porównanie wyników krzyżowań prostych i odwrotnych

      1. wyniki takie same - dziedziczenie jądrowe

      2. wyniki różne - determinowane przez czynniki pozajądrowe, inprinting

    3. sprzężenie czy niezależne cechy

      1. w krzyżówce dwupunktowej (testowej) 1:1:1:1 (udowodnienie statystyczne) - dziedziczenie niezależne

      2. różne od powyższego - cechy sprzężone, można mapować

      3. czy sprzężenie, czy plejotropia (1 gen o bardzo wielu efektach)

    4. mutacje alleliczne czy niealleliczne

      1. test komplementacji (1 czy 2 loci)

  4. Molekularne metody analizy genetycznej

    1. mapy genetyczne markerów molekularnych

    2. mapy restrykcyjne

    3. mapy ekspresyjne

    4. mapy fizyczne - sekwencjonowanie, hybrydyzacja in situ

    5. genetyka in silico

wykład 11, 17 maja 2007

T: Markery w mapowaniu genetycznym. Cechy ilośćiowe

  1. Rodzaje