DNS KLÓNOZÁS: Egy DNS molekula megsokszorozása. In vivo-különféle gazdasejtekben

Hasonló dokumentumok
DNS KLÓNOZÁS: Egy DNS molekula. In vivo-különféle gazdasejtekben

Fehérje expressziós rendszerek. Gyógyszerészi Biotechnológia

DNS-szekvencia meghatározás

5. Molekuláris biológiai technikák

A molekuláris biológia eszközei

A bioinformatika gyökerei

12/4/2014. Genetika 7-8 ea. DNS szerkezete, replikáció és a rekombináció Hershey & Chase 1953!!!

Prenatalis diagnosztika lehetőségei mikor, hogyan, miért? Dr. Almássy Zsuzsanna Heim Pál Kórház, Budapest Toxikológia és Anyagcsere Osztály

III/3. Gének átvitele vektorokkal

Antiszenz hatás és RNS interferencia (a génexpresszió befolyásolásának régi és legújabb lehetőségei)

GENOMIKA TÖBBFÉLE MAKROMOLEKULA VIZSGÁLATA EGYIDŐBEN

A biológia szerepe az egészségvédelemben

Engedélyszám: /2011-EAHUF Verziószám: Humángenetikai vizsgálatok követelménymodul szóbeli vizsgafeladatai

Molekuláris genetikai vizsgáló. módszerek az immundefektusok. diagnosztikájában

A növény inváziójában szerepet játszó bakteriális gének

Klónozás: tökéletesen egyforma szervezetek csoportjának előállítása, vagyis több genetikailag azonos egyed létrehozása.

GÉNKLÓNOZÁS ÉS GÉNMANIPULÁCIÓ

DNS replikáció. DNS RNS Polipeptid Amino terminus. Karboxi terminus. Templát szál

Szervrendszerek szintje. Szervek szintje. Atomok szintje. Sejtek szintje. Szöveti szint. Molekulák szintje

GÉNTECHNOLÓGIA ÉS PROTEIN ENGINEERING GYAKORLAT

NANOTECHNOLOGIA 6. előadás

Kereskedelmi forgalomban lévő rekombináns gyógyszerkészítmények

Transzgénikus állatok előállítása

A géntechnikák alkalmazási területei leltár. Géntechnika 3. Dr. Gruiz Katalin

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

7. A b-galaktozidáz indukciója Escherichia coliban

ENZIMEK BIOTECHNOLÓGIAI ELŐÁLLÍTÁSA

KOAGULÁCIÓS FAKTOROK BIOTECHNOLÓGIAI ELŐÁLLÍTÁSA

Molekuláris biológiai eljárások alkalmazása a GMO analitikában és az élelmiszerbiztonság területén

A géntechnológiát megalapozó felfedezések

Immunológia alapjai. 16. előadás. Komplement rendszer

A T sejt receptor (TCR) heterodimer

A GENOM MEGISMERÉSÉNEK MÓDSZEREI

(1) A T sejtek aktiválása (2) Az ön reaktív T sejtek toleranciája. α lánc. β lánc. V α. V β. C β. C α.

A BIOTECHNOLÓGIA ALKALMAZÁSI LEHETŐSÉGEI A GYÓGYSZERKUTATÁSBAN

Genomika. Mutációk (SNP-k) és vizsgálatuk egyszerű módszerekkel. DNS szekvenálási eljárások. DNS ujjlenyomat (VNTR)

Immunológia alapjai. 10. előadás. Komplement rendszer

17.2. ábra Az immunválasz kialakulása és lezajlása patogén hatására

3.3 Gének átvitele vektorokkal

Az X kromoszóma inaktívációja. A kromatin szerkezet befolyásolja a génexpressziót

A DNS replikációban kulcsszerepet játszó PCNA fehérje variánsok előállítása és rekombináns DNS technológia segítségével való kifejezése

10. CSI. A molekuláris biológiai technikák alkalmazásai

Genetikai panel kialakítása a hazai tejhasznú szarvasmarha állományok hasznos élettartamának növelésére

Példák a független öröklődésre

Chlamydiaceae család Obligát intracelluláris baktérium. Replikációs ciklus: Antigenitás. Humán patogén chlamydiák

11. Dr. House. Biokémiai és sejtbiológiai módszerek alkalmazása az orvoslásban

GMO = genetikailag módosított organizmusok. 1. Gének megváltoztatása. Gének megváltoztatása. Pécs Miklós: A biológia alapjai

DNS-számítógép. Balló Gábor

Transzgénikus növények előállítása

TEMATIKA Biokémia és molekuláris biológia IB kurzus (bb5t1301)

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Génexpresszió prokariótákban 1

transzláció DNS RNS Fehérje A fehérjék jelenléte nélkülözhetetlen minden sejt számára: enzimek, szerkezeti fehérjék, transzportfehérjék

Géntechnológiai módszerek

A vizsgálatok árai tartalmazzák a mintavevőt és a szakmai konzultáció lehetőségét. Az egészségügyi szolgáltatás tárgyi adómentes.

Polimeráz láncreakció a géntechnológia nélkülözhetetlen eszköze

Géntechnológia és fehérjemérnökség

A kvantitatív PCR alkalmazhatósága a fertőző bronchitis vakcinák hatékonysági vizsgálatában. Derzsy Napok, Sárvár, 2011 Június 2-3.

CHO H H H OH H OH OH H CH2OH HC OH HC OH HC OH CH 2

REKOMBINÁNS FEHÉRJÉK IPARI MÉRETŰ ELŐÁLLÍTÁSA I.

DNS klónozása DNS klóntárak előállítása és szűrése

3. gyakorlat: nukleinsav-tisztítás, polimeráz láncreakció

A génterápia genetikai anyag bejuttatatása diszfunkcionálisan működő sejtekbe abból a célból, hogy a hibát kijavítsuk.

A biotechnológia alapjai A biotechnológia régen és ma. Pomázi Andrea

Az immunrendszer alapjai, sejtöregedés, tumorképződés. Biológiai alapismeretek

A csodálatos Immunrendszer Lányi Árpád, DE, Immunológiai Intézet

ELLENANYAGOK ÉS SZÁRMAZÉKAIK

A preventív vakcináció lényege :

13. RNS szintézis és splicing

Az immunrendszer működésében résztvevő sejtek Erdei Anna Immunológiai Tanszék ELTE

ADATBÁNYÁSZAT I. ÉS OMICS

Human genome project

Genetika. Tartárgyi adatlap: tantárgy adatai

Receptorok és szignalizációs mechanizmusok

PrenaTest Újgenerációs szekvenálást és z-score

INTRACELLULÁRIS PATOGÉNEK

A TATA-kötő fehérje asszociált faktor 3 (TAF3) p53-mal való kölcsönhatásának funkcionális vizsgálata

A keringı tumor markerek klinikai alkalmazásának aktuális kérdései és irányelvei

Az adaptív immunválasz kialakulása. Erdei Anna Immunológiai Tanszék ELTE

A BIOTECHNOLÓGIA TERMÉSZETTUDOMÁNYI ALAPJAI

Biológus MSc. Molekuláris biológiai alapismeretek

Az omnipotens kutatónak, Dr. Apáti Ágotának ajánlva, egy hálás ex-őssejtje

Gyógyszerrezisztenciát okozó fehérjék vizsgálata

4.3. FEHÉRJÉK ELŐÁLLÍTÁSA GÉNMANI- PULÁLT MIKROORGANIZMUSOKKAL

Antigén, Antigén prezentáció

Egy emlős mesterséges kromoszóma több génnel történő. feltöltésének új módszere

ált.bakteriológiai tenyésztés baktérium meghatározás és rezisztencia + gomba Ft 5 nap meghatározás

Kromoszómák, Gének centromer

SZEGEDI TUDOMÁNYEGYETEM SZENT-GYÖRGYI ALBERT KLINIKAI KÖZPONT

Az örökítőanyag. Az élőlények örökítőanyaga minden esetben nukleinsav (DNS,RNS) (1)Griffith, (2)Avery, MacLeod and McCarty (3)Hershey and Chase

4.3. FEHÉRJÉK ELŐÁLLÍTÁSA GÉNMANI- PULÁLT MIKROORGANIZMUSOKKAL. 1. Inzulin. Inzulin szerkezete

A genetikai lelet értelmezése monogénes betegségekben

Génszerkezet és génfunkció

Immunológia 4. A BCR diverzitás kialakulása

I. A sejttől a génekig

Mit tud a genetika. Génterápiás lehetőségek MPS-ben. Dr. Varga Norbert

Epigenetikai Szabályozás

Ellenanyag reagensek előállítása II Sándor Noémi

Johann Gregor Mendel Az olmüci (Olomouc) és bécsi egyetem diákja Brünni ágostonrendi apát (nem szovjet tudós) Tudatos és nagyon alapos kutat

Rendelési idő: csütörtök 7:00-10:00 Vérvétel díja: 3000 Ft Sürgősségi felár: 5000 Ft (a labornaptól eltérő napon történő vérvétel esetén).

Átírás:

DNS KLÓNOZÁS

DNS KLÓNOZÁS: Egy DNS molekula megsokszorozása In vitro-pcr In vivo-különféle gazdasejtekben

POLIMERÁZ LÁNCREAKCIÓ (PCR)

PCR A POLIMERÁZ LÁNC REAKCIÓ DNS MOLEKULÁK MEGSOKSZOROZÁSÁRA (AMPLIFIKÁLÁSÁRA) HASZNÁLT, NAGYON ÉRZÉKENY MÓDSZER 1985-BEN TALÁLTA FEL KARY MULLIS, 1993-BAN NOBEL DÍJAT KAPOTT

PCR AZ AMPLIFIKÁLT DNS AKÁR 40 KB HOSSZÚ IS LEHET. A CÉLSZEKVENCIA KÉT VÉGÉRŐL KB. 20 BP SZEKVENCIA ISMERETE SZÜKSÉGES. AZ EMBER ÉS SOK EGYÉB ÉLŐLÉNY GENOMSZEKVENCIÁJÁNAK ISMERETÉBEN GYAKORLATILAG BÁRMELY KÍVÁNT DNS SZEKVENCIA AMPLIFIKÁLHATÓ.

Taq POLIMERÁZ A PCR-hoz egy hőforrásokban élő baktérium, a thermus aquaticus DNS polimerázát használták először. Manapság már számos rekombináns enzim közül választhatunk.

Taq POLIMERÁZ A Thermus aquaticus polimeráz Nem semmisül meg 95 fokon. Működése 72 fokon ideális.

PCR a Taq POLIMERÁZ FELFEDEZÉSE ELŐTT ÉS UTÁN Az alkalmazott nem hőstabil DNS-polimerázt minden ciklus során pótolni kellett

A PCR REAKCIÓ ÖSSZETEVŐI DEOXIRIBONUKLEOTID TRIFOSZFÁTOK (dntp-k), a DNS építőkövei TEMPLÁT DNS, az amplifikálandó DNS szekvenciát tartalmazó minta PRIMEREK, 20-50 bp hosszúságú oligonukleotidák, a célszekvencia két végével komplementerek HŐSTABIL DNS POLIMERÁZ PUFFER VÍZ

PCR A PRC EGY CIKLUSA (HÁROM ALAPVETŐ LÉPÉSE) 20-40- SZER ISMÉTLŐDIK EGY REAKCIÓ SORÁN. A PCR KÉSZÜLÉK A REAKCIÓCSÖVEKET RENDKÍVÜL GYORSAN TUDJA LEHŰTENI, ÉS FELMELEGÍTENI.

EGY PCR CIKLUS LÉPÉSEI DENATURÁCIÓ ~94 C : A DNS egyesszálúvá válik. PRIMER KAPCSOLÓDÁS/ANNEALING ~54 C : Az egyesszálú primerek és templát DNS között bázispárosodás zajlik. EXTENZIÓ ~72 C : A Taq polimeráz a templáttal komplementer bázisokat épít be a primerek 3 végétől kiindulva. A DNS szintézis, mint mindig, most is 5-3 irányba halad.

EGY PCR CIKLUS LÉPÉSEI DENATURÁCIÓ PRIMER KAPCSOLÓDÁS EXTENZIÓ

A DNS MENNYISÉGE EXPONENCIÁLISAN NŐ A PCR SORÁN

A DNS MENNYISÉGE EXPONENCIÁLISAN NŐ A PCR SORÁN A DNS SZÁLAK SZÁMA MINDEN CIKLUS SORÁN MEGKETTŐZŐDIK AZ ELSŐ NÉHÁNY CIKLUS UTÁN MÁR A KÉT PRIMER KÖZÖTTI RÉSZ AMPLIFIKÁLÓDIK (lsd. következő kép) A PCR EREDMÉNYEKÉPPEN A PRIMEREK KÖZTI DNS SZAKASZ NAGY MENNYISÉGBEN KELETKEZIK. X n = X 0. 2 n (n: ciklusok száma)

AZ ELSŐ CIKLUSOK ÁTTEKINTÉSE Amplifikálandó DNS szakasz 1. ciklus 72 O 2. ciklus 72 O 3. ciklus 72 O

PCR REAKCIÓ ELLENŐRZÉSE GÉLELEKTROFORÉZISSEL Marker DNS PCR fragmentumok

PCR ÉS KONTAMINÁCIÓ Mivel a PCR nagyon érzékeny módszer, A KONTAMINÁCIÓ VESZÉLYE NAGY Leírták, hogy pipettázás során pár vérsejt még ha cserélnek is tip-et a pipetta végéhez tapadhat és átkerülhet egyik mintából a másikba, komoly bonyodalmakat okozva.

A PCR ALKALMAZÁSAI FERTŐZÉSEK DIAGNÓZISA Tervezzünk olyan primereket, melyek csak a kórokozó DNSével komplementerek, míg az emberi DNS-el nem Vegyünk megfelelő mintát a betegből, mely valószínűleg tartalmazza a kórokozót (pl. köpet) Végezzük el a PCR reakciót Futtassuk meg a PCR terméket gélelektroforézissel Ha a várt hosszúságú fragment képződik, a beteg fertőzött A diagnózis néhány óra alatt megvan, szemben a gyakran napokig/hetekig tartó baktérium tenyésztéssel.

BAKTÉRIUM FERTŐZÉSEK DIAGNÓZISA Sok patogén baktérium és vírus detektálásához szükséges primer pár már megvásárolható. Neisseria gonorrhea (tripper) Chlamydia trachomatis (Chlamydia) Mycobacterium tuberculosis (TBC) Treponema pallidum (Szifilisz) Mycobacterium leprae (lepra)

VÍRUS FERTŐZÉSEK DIAGNÓZISA HIV HPV CMV EBV herpes viruses rota virus Calici virus

A PCR ALKALMAZÁSAI ÖRÖKLÖTT BETEGSÉGEK DIAGNÓZISA Bármely gén mutációját ki tudjuk mutatni, ha PCR-amplifikáljuk majd megszekvenáljuk. CISZTÁS FIBRÓZIS-CFTR MELLRÁK-BRCA RETIONOBLASZTÓMA-Rb P53

A PCR ALKALMAZÁSAI PRÉNATÁLIS DIAGNÓZIS Az embrióból a kövekező módokon nyerhetünk DNS-t veleszületett betegségek PCR alapú diagnózisához: PREIMPLANTÁCIÓS GENETIKAI DIAGNÓZISSAL CHORION VILLUS MINTAVÉTELLEL AMNIOCENTÉZISSEL

A PCR ALKALMAZÁSAI PRÉNATÁLIS DIAGNÓZIS IN VITRO FERTILIZÁCIÓ, PREIMPLANTÁCIÓS GENETIKAI DIAGNÓZISSAL Ismert recesszív letális mutációt hordozó párok gyermekének betegsége kiküszöbölhető, ha IVF után 4-8 sejtes embrióból egy sejtet eltávolítanak, felpcr-ezik a mutáns gént, majd megszekvenálják. Ha homozigóta az embrió a mutációra, nem ültetik vissza a méhbe.

A PCR ALKALMAZÁSAI PRÉNATÁLIS DIAGNÓZIS CHORION VILLUS MINTAVÉTEL

A PCR ALKALMAZÁSAI PRÉNATÁLIS DIAGNÓZIS AMNIOCENTÉZIS A magzatvíz a fejlődő embrió elhalt bőrsejtjeit is tartalmazza. Kis mennyiségű magzatvíz kiszívásával bármely betegség PCR alapú diagnózisához elégséges mennyiségű sejtet nyerhetünk.

A PCR ALKALMAZÁSAI IGAZSÁGÜGYI ORVOSTAN

A PCR ALKALMAZÁSAI IGAZSÁGÜGYI ORVOSTAN BÁRMELY SZEMÉLY AZONOSÍHATÓ PCR-EN ALAPULÓ VNTR MÓDSZERREL. EGY HAJSZÁL, VÉR/ONDÓ CSEPP, PÁR HÁMSEJT AZ ÁLDOZAT KÖRME ALATT ELÉGSÉGES TEMPLÁT MENNYISÉGET BIZTOSÍT VNTR ANALÍZISHEZ.

STR/SHORT TANDEM REPEATS 2-7 BÁZIS ISMÉTLŐDÉSE 7-40 SZER AZ ISMÉTLŐDÉSEK SZÁMA KÜLÖNBÖZŐ LEHET: VNTR (VARIABLE NUMBER OF TANDEM REPEAT) 10 (vagy több) STR ALAPJÁN BÁRMELY EMBER BEAZONOSÍTHATÓ

AZ FBI STR LOKUSZAI

VNTR gélelektroforézis PCR PRIMEREK Homológ kromoszómák TANDEM ISMÉTLŐDÉSEK (REPEATS)

Ismétlődések száma VNTR gélelektroforézis A gyanúsított B gyanúsított C gyanúsított DNS a tetthelyről

REKOMBINÁNS DNS TECHNOLÓGIA/ DNS KLÓNOZÁS tetszőleges DNS fragmentumok illeszthetőek össze génsebészeti módszerekkel

REKOMBINÁNS DNS TECHNOLÓGIA/ DNS KLÓNOZÁS RAGADÓS VÉGEK Emésszük mindkét DNS molekulát ugyanazzal a restrikciós enzimmel DNS LIGÁZ REKOMBINÁNS DNS tetszőleges DNS fragmentumok illeszthetőek össze génsebészeti módszerekkel

REKOMBINÁNS FEHÉRJÉK ORVOSI ALKALMAZÁSA TÍPUS VÉRALVADÁSGÁTLÓK REKOMBINÁNS FEHÉRJE Szöveti plazminogén aktivátor (TPA) FUNKCIÓ trombusok oldása VÉRALVADÁSI FAKTOROK Faktor VIII véralvadás elősegítése KOLÓNIA STIMULÁLÓ FAKTOROK Granulocita kolónia stimuláló faktor (G-CSF) fehérvérsejt képződés stimulálása ERITROPOETIN Eritropoetin vörösvérsejtszám növelése NÖVEKEDÉSI FAKTOROK Inzulin-szerű növekedési faktor 1 (IGF-1) sejtosztódás és növekedés stimulálás, sejthalál gátlás NÖVEKEDÉSI HORMON Növekedési Hormon anabolikus hatás a sejtekre INZULIN Inzulin glükóz felvétel a sejtekbe INTERFERONOK Interferon-béta-1a Interferon béta-1b vírus replikáció gátlása, INTERLEUKINOK Interleukin 1-35 különböző fehérvérsejtek stimulálása MONOKLONÁLIS ANTITESTEK VAKCINÁK MONOKLONÁLIS ANTITESTEK hepatitis B envelope fehérje specifikus fehérje kötés immunrendszer stimulálása BETEGSÉG szívinfarktus hemofília immundeficienciák, fertőzések, kemoterápia után anémia veseelégtelenségben, dopping Laron törpeség ALS, diabetes dopping törpeség dopping diabetes hepatitisz C, egyes tumorok sebek, HIV, immundeficienciák, tumorok diagnosztika, tumorok virális és bakteriális fertőzések megelőzése

A RESTRIKCIÓS ENDONUKLEÁZOK DNS-t hasító enzimek

A RESTRIKCIÓS ENDONUKLEÁZOK Védelem a fágok ellen

A RESTRIKCIÓS-MODIFIKÁCIÓS RENDSZER RESTRIKCIÓS ENDONUKLEÁZ + MODIFIKÁCIÓS METILÁZ FÁG DNS NUKLEÁZ NUKLEÁZ BAKTERIÁLIS GENOM FELISMERÉSI /RESTRIKCIÓS HELY: 4-8 bp palindróm szekvencia.

A RESTRIKCIÓS ENDONUKLEÁZOK a restrikciós endonukleáz-dns interakció nem specifikus helyen a restrikciós endonukleáz-dns interakció specifikus restrikciós helyen

A RESTRIKCIÓS ENDONUKÁZOK RESTRIKCIÓS ENDONUKLEÁZ

A RESTRIKCIÓS ENDONUKÁZOK TOMPA VÉG RAGADÓS VÉG

AGARÓZ GÉL ELEKTROPHORÉZIS Marker DNS DNS molekulák elválasztása méretük alapján

DNS KLÓNOZÁS Klónozáshoz szükséges: - Inszert: a megsokszorozni kívánt DNS darab (megfelelő restrikciós enzimekkel hasítva) - Vektor DNS (megfelelő restrikciós enzimekkel hasítva) -DNS ligáz enzim -Gazdasejt

DNS KLÓNOZÁS RESTRIKCIÓS EMÉSZTÉS LIGÁLÁS TRANSZFORMÁLÁS REKOMBINÁNS PLAZMID IZOLÁLÁS

DNS KLÓNOZÁS Bakteriális promóter (P) és operátor (O) Polilinker több restrikciós felismerési hellyel Antibiotikum rezisztencia gén Riboszóma kötőhely Transzkripciós terminációs szekvencia Replikációs origó Replikációs origó Antibiotikum rezisztencia gén klónozó vektor expressziós vektor

DNS KLÓNOZÁS-LIGÁLÁS DNS LIGÁZ

DNS KLÓNOZÁS rekombináns plazmid gén lacz emésztés ligálás transzformáció R1 Ha génünket és a plazmidot két különböző restrikciós enzimmel vágjuk, génünket irányítottan illeszthetjük a plazmidba (expressziós vektornál fontos), és az üres plazmid visszazáródását is elkerülhetjük, mivel két különböző ragadós vég nem ligálódik. Szélesztés Fehér kolónia kiválasztása növesztés X: Lac Z mutáció a bakteriális kromoszómán 1. antibiotikum és X-gal Fehér kolónia: nincs X-gal lebontás, rekombináns plazmid Rekombináns plazmid izolálás Plazmidok LacZ-vel

REKOMBINÁNS FEHÉRJÉK ELŐÁLLÍTÁSA Rekombináns fehérjéket nagy mennyiségben tudunk előállítani baktériumok segítségével. A fehérjét kódoló gént indukálható bakteriális promótert tartalmazó expressziós vektorba kell klónozni.

REKOMBINÁNS FEHÉRJÉK ELŐÁLLÍTÁSA A rekombináns fehérjéket nagy mennyiségben izoláljuk a baktériumokból, pl. AFFINITÁS KROMATOGRÁFIÁval.

REKOMBINÁNS FEHÉRJÉK ELŐÁLLÍTÁSA E. COLI ÉLESZTŐ/ROVAR SEJTEK EMLŐS SEJTEK Nem minden fehérje állítható elő baktériumokban, mert az eukarióta fehérjék gyakran olyan poszttranszlációs módosításokon mennek keresztül, melyeket a baktériumok nem képesek elvégezni. Ilyenkor eukarióta sejtekben kell expresszáltatni a kérdéses fehérjét.

REKOMBINÁCIÓS KLÓNOZÁS: KLÓNOZÁS RESTRIKCIÓS ENZIMEK NÉLKÜL

REKOMBINÁCIÓS KLÓNOZÁS: KLÓNOZÁS RESTRIKCIÓS ENZIMEK NÉLKÜL

REKOMBINÁCIÓS KLÓNOZÁS: KLÓNOZÁS RESTRIKCIÓS ENZIMEK NÉLKÜL