110 likes | 227 Views
Analýzy genové funkce, přehled využití reportétrových genů v přímé a reverzní genetice. Reportérové geny. kódují enzymy, jejichž aktivitu je možné vizualizovat či jsou vizualizovatelné přímo samy stanovení kvantitativní a/nebo kvalitativní
E N D
Analýzy genové funkce, přehled využití reportétrových genů v přímé a reverzní genetice
Reportérové geny • kódují enzymy, jejichž aktivitu je možné vizualizovat či jsou vizualizovatelné přímo samy • stanovení kvantitativní a/nebo kvalitativní • použití pro analýzy aktivity promotorů a fúzních proteinů, optimalizace transformačního protokolu, … Problémy: • pozadí (autofluorescence, enzymová aktivita v pletivu) • stabilita proteinu (maskuje změny v aktivitě promotoru)
Reportérové geny gen produkt substrát stanovení gusA b-glukuronidáza (E. coli) MUG fluorescence X-gluc histochemicky luc luciferáza (světluška) luciferin luminiscence gfp green fluorescent protein xxx fluorescence (medůza)
GFP, DsRed, mCherry– fluorescentní proteiny • - unikátní nástroje pro vitální barvení buněk a buněčných struktur, • - fluorescenční značky kódované genem • původ z mořských láčkovců • původní geny modifikovány: • - fluorescenční vlastnosti, • - kódování, sestřih, stabilita, …. Aequoria victoria Barevné varianty GFP a DsRed
GUS stanovení kvalitativní (X-gluc) • po inkubaci substrát štěpen na bezbarvý intermediát, jehož oxidací vzniká modrý nerozpustný precipitát • pozadí ve většině pletiv malé • produkt málo difunduje - akumuluje se v buňce, kde k expresi genu dochází • většina technik pro buňky letální (fixovaný materiál) stanovení kvantitativní (MUG) • extrakce GUS enzymu, fluorimetrické stanovení • velmi citlivá metoda, malé pozadí
Analýzy genové funkce studium funkce vybraných proteinů (genů) • modulace exprese: • zvýšení množství proteinu – vnesení genu pod kontrolou silného (konstitutivního) promotoru • snížení množství proteinu RNAi (popř. nalezení inzerčních mutantů ve veřejně dostupných kolekcích) • Tilling – bodové mutace v komerčních kolekcích (viz dříve) • fúze promotoru či kódující sekvence genu s reportérovým genem
Snížení množství proteinu navozením RNA interference (tvorby dsRNA): 1) gen v antisense orientaci (za promotor vložen opačně) 2) vnesení vlásenkového konstruktu (např. sense-intron-antisense) 3) vnesení genu bez terminátoru (dsRNA díky aktivitě RdRP) intermolekulární párování + intramolekulární párování RdRP syntéza komplement. vlákna k transkriptu - štěpení dsRNA DCL, tvorba siRNA, sekvenčně specifická degradace mRNA, popř. zastavení transkripce v důsledku cílené metylace DNA
Analýza promotoru • fúze analyzovaného promotoru s reportérovým genem (transkripční fúze): • Určení • - tkáňové specifity (popř. síla promotoru) • - vývojové specifity • změnách exprese v závislosti na faktorech vnějšího (vnitřního) prostředí • Potřeba ověřit i jinými postupy - riziko artefaktů! reportérový gen PgenT Nelze měnit v genomu, vkládá se další (upravená) kopie genu (výměna za reportérový gen či přidání reportérového genu)
Fúze promotoru s reportérovým genem pro GFP a GUS Arabidopsis thaliana
Tvorba fúzního proteinu s GFP - zrušení stop kodónu studovaného genu a připojení GFP genu ve čtecí fázi (translační fúze) - domény, interakce (!)
Tvorba fúzního proteinu s GFP - studium lokalizace proteinů, proteinových interakcí, - sledování různých pochodů v živé buňce – značení buněčných struktur … Golgiho komplex chromozómy mikrotubuly