1 / 54

BIOINFORMATIKA

BIOINFORMATIKA. INFORMATIKA. BIOINFORMATIKA. BIOLÓGIA. “ A valaha élt kutatók 99%-a kortársunk ”. Az adatokra is igaz  inform ációs forradalom. INFORMATIKA. információk megfejtése  új információk produkálása adatok feldolgozása, csoportosítása , megjelenítése adatok harmonizálása.

onaona
Download Presentation

BIOINFORMATIKA

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. BIOINFORMATIKA INFORMATIKA BIOINFORMATIKA BIOLÓGIA “A valaha élt kutatók 99%-a kortársunk” Az adatokra is igaz  információs forradalom

  2. INFORMATIKA • információk megfejtése  új információk produkálása • adatok feldolgozása, csoportosítása, megjelenítése • adatok harmonizálása Adatbevitel, adatrendezés  adatbankok Adatfeldolgozás, adatmegjelenítés, kiértékelés újabb információk  újabb adatbankok Adatbankok: - adatok gyors cseréje - interaktív kapcsolat az adatbankok és a kutatók között automatizálás, speciális szoftverek speciális szaktudás

  3. Pre-bioinformatika, az informácó hordozó megfejtése 1866 Mendel: borsó keresztezési kísérlek 1869 Miescher: lazac sperma DNS tisztítás öröklődés egységekben DNS az örökítő anyag 1903 WS Sutton az öröklődési mintázat a kromoszóma sajátságaihoz kapcsolt az osztódás során citokémia: a kromoszóma DNS-ből és fehérjéből épül fel

  4. F. Griffith 1925-1928 Streptococcus pneumoniae egér meghal virulens baktérium egér túlél nem-virulens baktérium egér túlél nincs hatás proteáz hőkezelt baktérium RNáz nincs hatás egér meghal inaktivált DNáz nem-virulens baktérium + hőkezelt baktérium virulens baktérium  transzformálási elv Pre-bioinformatika, az informácó hordozó megfejtése Avery 1944 a transzformáló anyag DNS proteáz szennyeződés?

  5. Hershey és Chase 1952 T2 fág DNS-ben nincs S, fehérjében nincs P DNS 32Pjelölt fehérje burok 35S jelölt fág DNS bakteriofág fágok a baktériumhoz tapadva fehérje burok fág DNS turmixolás új fágok képződnek fehérje burokleválik baktérium lizál a fágok kiszabadulnak 70% 32P20% 35S

  6. Út a kettős hélixhez, Crick és Watson 1952-1953 Chargaff E.nukleotid arányok Biofizikai adatok, víztartalom Pauling triple hélix humán sejt E. coli baktérium DNS tisztítás gyenge savas kezelésfoszfodiészter kötés hidrolízis Röntgen diffrakciós adatok Rosalind Franklin ésMaurice Wilkins fehérje alfa hélix már ismert kromatográfia és a nukleotidok kvantitálása Bázis arány A:T 1.00 G:C 1.00 Bázis arány A:T 1.09 G:C 0,99

  7. A DNS kettős hélix

  8. degradáció degradáció Centrális dogma és a bioinformatika főbb területei a molekuláris biológiában DNS Gén transzkripció, RNS szerkesztés RNS transzkriptomika transzláció, poszttranszlációs módosítás proteomika fehérje biokémiai aktivitás metabolikus útvonalak metabolomika

  9. A prokarióta és az eukarióta sejtszerveződés összehasonlítása eukarióta prokarióta

  10. Eukarióta Bacteria Archaeacteria

  11. emberi család emberi sejt sejtmag genom mitokondriális genom 22 autoszóma 2 szex kromoszóma Az emberi genetikai állomány

  12. respirációs komplex génjei egyéb RNS gén intronok riboszómális protein gének transfer RNS gén riboszómális RNS gének A humán és élesztő mitokondriális genom

  13. fotoszintézis gének transzfer RNS gének riboszómális protein gének RNS polimeráz gén riboszómális RNS gének Másik extrakromoszómális elem növényekben: kloroplasztA rizs kloroplasztjának genomja 136 kb

  14. tisztított kromatin protein komplex DNS korlátozott nukleáz kezelés korlátozás nélküli nukleáz kezelés fehérje degradációDNS gélelektroforézis A DNS pakolódása kromoszómákban

  15. Kromoszóma elemek Minikromoszóma: rövid, géngazdag Makrokromoszóma: hosszú, génszegény B kromoszóma: nem univerzális kromoszóma Holocentrikus kromoszóma: nem egyedi centromer, többszörös kinetochore Centromer is tartalmaz gént

  16. exon intron exon szabályozó elemek upstream downstream biológiai információ (kódoló régió) vége neurofibromatosis type I gene biológiai információ (kódoló régió) kezdete exons introns OGMP EVI2B EVI2A Eukarióta gének szerkezete altenatív splicing egymásba ágyazott gének

  17. A gének eloszlása nem egyenletes Staining techniques used to producechromosome banding patterns Technique Procedure Banding pattern G-banding Mild proteolysis followed by staining with Giemsa Dark bands are AT-rich Pale bands are GC-rich R-banding Heat denaturation followed by staining with Giemsa Dark bands are GC-rich Pale bands are AT-rich Q-banding Stain with quinacrine Dark bands are AT-rich Pale bands are GC-rich C-banding Denature with barium hydroxide and Dark bands contain constitutive then stain with Giemsa heterochromatin

  18. “Abnormális” genetikai elemekPszeudogének keletkezése A. Processzált pszeudogén B. funkcionális gén funkcionális gén transzkripció reverz transzkripció RNS új integráció DNS csonka gén génfragment funkcionális gén pszeudogén a kódoló régió is sérült nincs szabályozó régió konvencionális pszeudogén: funkcióvesztéses mutáció

  19. interspersed repeats 2 kromoszóma tandem repeated DNA 1 kromoszóma ISMÉTLŐDŐ SZEKVENCIÁK A GENOMOKBAN • mikroszatellitek (short tandem repeat, STR) •  13 bp repeat,  150 bp hossz: • pl. CACACACACACA • átlagosan minden 2 kb tartalmaz • miniszatellitek • 25 bp repeat,  20 kbp hossz Genetikai profil analízisére alkalmasak Long Interspersed Nuclear Elements: LINE Short Interspersed Nuclear Elements: SINE

  20. retrotransposon transzkripció reverz transzkripció RNS új integráció DNS retrotransposon retrotransposon kópia Retroelemek és retrotranszpozíció

  21. replikatív konzervatív DNS transpozonok eukariótákban a retrotranszpozon a jellemzőbb

  22. A HUMÁN GENOM EGY SZEGMENSE

  23. cirkuláris kétszálú DNS néhány fordulat kettős hélix megbomlása negatív szupertekeredett struktúra A prokarióta genom szerkezete Az E. coli nucleoidjának modell szerkezete

  24. Prokarióta gének felépítése, policisztronos struktúra

  25. A laterális géntranszfer szerepe különböző porkariótákban

  26. Evolúciós törzsfa • Archaeák: • Carl Woese: - 1977. • - 16S rRNS szekvenciák • univerzális filogenetikai törzsfa • Archaebaktériumok: • Eubaktérium-szerű tulajdonságok: • - sejtszerveződés • - sejtciklus • - fő metabolikus utak • - cirkuláris kromoszóma, replikáció • - policisztronos operonok • - Shine- Dalgarno szekvenciák (SD) • transzkripció és transzláció öszekapcsolt • génexpresszió szabályozás (regulátor fehérjék) • Eukarióta-szerű tulajdonságok: • transzkripció, transzláció: • - promóter elemek: TATA-box (-30) • - transzkripciós faktorok: TBP és TFB • RNS polimeráz sok alegységes (~12) • riboszómák: 70S  16S, 23S, 5Sde: eukariótákéhoz hasonló riboszómális fehérjék • - transzlációs faktorok • - intronok, • - kis nukleoláris RNS szerű molekulák (snoRNS) • - hiszton fehérjék (erősen bázikusak) nukleoszómák (kis árok) • - hősokk fehérjék (Hsp60) • - citoplazmában chaperonok

  27. DNS MANIPULÁCIÓ számítógéppel

  28. Clone Manager 6

  29. + DNS szekvenálás SANGER szerint

  30. KLASSZIKUS DNS SZEKVENÁLÁS PCR TERMÉKEN VAGY KLÓNOZÓ VEKTORBAN

  31. Szekvenálási stratégiák piroszekvenálás Automata, Sanger-alapú Chip-alapú

  32. A PCR ALAPÚ SZEKVENÁLÁS SÉMÁJA TEMPLÁT DNS PCR egy primerrel a terminálódott láncok száma a ciklus számmal növekszik a hiba nem amplifikálódik

  33. AZ AUTOMATA DNS SZEKVENÁLÁS ELVE

  34. AZ AUTOMATA SZEKVÁNÁLÓ A SZEKVENCIÁK MANUÁLIS ELLENŐRZÉSE

  35. A PIROSZEKVENÁLÁS ELVE nucleisidase pirofoszfát sulfurylase nincs gélelektroforézis

  36. CHIP ALAPÚ DNS SZEKVENÁLÁS OLIGOOKTEMEREK MINDEN KOMBINÁCIÓJA LEKÖTVE HORDOZÓRA PROBLÉMA: EGY 8-AS ISMÉTLŐDŐ SZEKVENCIA ÖSSZEZAVARJA A KÉPET

  37. Genom szekvenálási stratégiák Shot gun Primer séta

  38. Alternatív shot gun stratégiák térképezés: - genetikai: gének, tulajdonságok pozícionálása- fizikai: szekvenciák, gének rendeződése

  39. Bakteriális shot gun könyvtár készítése

  40. Preparation of shotgun library E. coli transformation electroporation chromosomal DNA 2-3,5 kb fragments blunting the ends dephosphorylation broken DNA fragments Preparative gel electrophoresis

  41. Pozitív szelekciós vektorok shotgun könyvtár késztéséhez

  42. A szekvenciák feldolgozása szekvenciaanalízis ellenőrzés, validáció Phrap SeqMan/DNASTAR STADEN programcsomag vektor és egyéb szennyező szekvenciák eltávolítása Vector_clipping gyenge minőségű szekvenciák eltávolítása Phrap átfedő fragmentumokból kontigok összerakása Phred

More Related