1 / 84

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.

ros
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 BIOLÓGIAI INFORMÁCIÓ HORDOZÓ MEGFEJTÉSE GENOMIKA A teljes genetikai állomány szekvenciájának meghatározása, A szekvenciákon elhelyezkedő funkcionális régiók számítógépes jóslása: annotálás

  10. Funkcionális genomika RNS szinten TRANSZKIPTOMIKA

  11. Egy DNS chip kísérlet folyamatábrája

  12. A chipek kiértékelése, eredménye

  13. Funkcionális genomika fehérje szinten PROTEOMIKA

  14. Proteomika EgyTipikus protokol Izoelektromos fókuszálás SDS PAGE Minta elő Protein azonosítás • tömegspektrometria • Láthatóvá tétel • Protein pötty kivágás • Kép analízis

  15. Proteomika: az elválasztástól az azonosításig

  16. Eukarióta Bacteria Archaeacteria

  17. A BIOLÓGIAI INFORMÁCIÓ HORDOZÓ MEGFEJTÉSE GENOMIKA A teljes genetikai állomány szekvenciájának meghatározása, A szekvenciákon elhelyezkedő funkcionális régiók számítógépes jóslása: annotálás

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

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

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

  21. 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

  22. “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

  23. 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

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

  25. replikatív konzervatív DNS transpozonok eukariótákban a retrotranszpozon a jellemzőbb

  26. A HUMÁN GENOM EGY SZEGMENSE

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

  28. Prokarióta gének felépítése, policisztronos struktúra

  29. A laterális géntranszfer szerepe különböző porkariótákban

  30. 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

  31. DNS MANIPULÁCIÓ számítógéppel

  32. Clone Manager 6

  33. + DNS szekvenálás SANGER szerint

  34. KLASSZIKUS DNS SZEKVENÁLÁS PCR TERMÉKEN VAGY KLÓNOZÓ VEKTORBAN

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

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

  37. AZ AUTOMATA DNS SZEKVENÁLÁS ELVE

  38. AZ AUTOMATA SZEKVÁNÁLÓ A SZEKVENCIÁK MANUÁLIS ELLENŐRZÉSE

  39. Genom szekvenálási stratégiák Shot gun Primer séta

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

  41. Bakteriális shot gun könyvtár készítése

  42. 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

More Related