Slajd 1

11/7/2012
http://www.bioalgorithms.info
Molecular Biology Primer
•
Angela Brooks, Raymond Brown, Calvin Chen, Mike Daly, Hoa Dinh, Erinn
Hama, Robert Hinman, Julio Ng, Michael Sneddon, Hoa Troung, Jerry Wang,
Che Fung Yun
2012-10-31
Algorytmika dla bioinformatyki: cześć 5
1
Centralny dogmat biologii
molekularnej:
Informacja, jak wytwarzać białka
jest przechowywana w DNA.
Na proces produkcji białka
składają się dwa procesy :
transkrypcja - przepisanie
sekwencji DNA na RNA (1 i 2)
translacja - przetłumaczenia
sekwencji RNA na sekwencje
aminokwasów (3)
Dla istoty życia krytyczne są trzy typy molekuł:
•
•
•
DNA -- Przechowuje informację jak komórka ma pracować
RNA -- Transferuje krótkie sekwencje informacji w różne części komórki
– Buduje matrycę do syntetyzowania białek
Białka -- Tworzą enzymy, które wysyłają sygnały do innych komórek a także
regulują aktywność genów.
– Są głównymi składnikami budulcowymi organizmu (np. włosy, skóra, itp.)
2012-10-31
Algorytmika dla bioinformatyki: cześć 5
2
1
11/7/2012
http://pl.wikipedia.org/wiki/Kwasy_nukleinowe
Helisa:
linia śrubowa
http://www.e-biotechnologia.pl/Artykuly/chromosomy
2012-10-31
Algorytmika dla bioinformatyki: cześć 5
3
DNA : kwas deoksyrybonukleinowy
•
•
•
Funkcja DNA: przechowuje informację
DNA ma strukturę podwójnej helisy. Szkielety z fosforanu i deoksyrybozy są
związane 4 zasadami azotowymi: A-adenina, G- guanina, T-tymina, Ccytozyna.
Pary A-T C-G uzupełniają się
na komplementarnych niciach.
DNA jest nie symetryczne.
Ma kierunek „do przodu” i „do tyłu”.
Końce są oznaczane 5’ i 3’ od pozycji węgla
w deoksyrybozie.
5’ AATCGCAAT 3’
3’ TTAGCGTTA 5’
DNA przy transkrypcji i przy replikacji
jest zawsze czytane od 5’ do 3’
2012-10-31
Algorytmika dla bioinformatyki: cześć 5
4
2
11/7/2012
Is the ‘selfish gene’
story metaphor
or empirical science
or both?
Denis Noble:
Experimental Physiology
93.1 pp 16–26, 2008
2012-10-31
Algorytmika dla bioinformatyki: cześć 5
5
http://www.bioalgorithms.info
Restriction Enzymes
• Discovered in the early 1970’s
– Used as a defense mechanism by bacteria to break down
the DNA of attacking viruses.
– They cut the DNA into small fragments.
• Can also be used to cut the DNA of organisms.
– This allows the DNA sequence to be in a more
manageable bite-size pieces.
• It is then possible using standard purification techniques to
single out certain fragments and duplicate them to
macroscopic quantities.
2012-10-31
Algorytmika dla bioinformatyki: cześć 5
6
3
11/7/2012
Enzymy restrykcyjne
Werner Arber
Daniel Nathans
Hamilton Smith
: NOBEL z fizjologii w1978
Hin D II – pierwszy odkryty enzym
restrykcyjny , rok 1970
Rozpoznaje i tnie DNA przy napotkaniu
Werner Arber –
Daniel Nathans –
Hamilton Smith -
odkrył enzym restrykcyjny
pionier w zastosowaniu cięcia
DNA do konstrukcji mapy
genetycznej DNA
pokazał , że enzym
restrykcyjny tnie DNA
dokładnie w połowie
specyficznej sekwencji
2012-10-31
specyficznej sekwencji:
GTGCAC
Algorytmika dla bioinformatyki: cześć 5
or
GTTAAC
7
Measuring DNA Length
Electrophoresis
•
A copolymer of mannose and galactose,
agaraose, when melted and recooled,
forms a gel with pores sizes dependent
upon the concentration of agarose
•
The phosphate backbone of DNA is
highly negatively charged, therefore
DNA will migrate in an electric field
– The size of DNA fragments can then
be determined by comparing their
migration in the gel to known size
standards.
2012-10-31
Algorytmika dla bioinformatyki: cześć 5
8
4
11/7/2012
2012-10-31
Algorytmika dla bioinformatyki: cześć 5
9
2012-10-31
Algorytmika dla bioinformatyki: cześć 5
10
5
11/7/2012
6