Εφαρμοσμένη Βιοτεχνολογία Σημειώσεις. Νίκος Τσουκιάς Σχολή Χημικών Μηχανικών ΕΜΠ

Σχετικά έγγραφα
Εφαρµοσµένη Βιοτεχνολογία Σηµειώσεις. Νίκος Τσουκιάς, Ευάγγελος Τόπακας Σχολή Χηµικών Μηχανικών ΕΜΠ

Εφαρμογές τεχνολογιών Μοριακής Βιολογίας στην Γενετική

Εφαρμοσμένη Βιοτεχνολογία Σημειώσεις. Νίκος Τσουκιάς Σχολή Χημικών Μηχανικών ΕΜΠ

Εργαλεία Μοριακής Γενετικής

Η συμβολή της μοριακής εργαστηριακής διάγνωσης στην κλινική πράξη Α ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΥ ΕΔΙΠ, ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗΣ ΕΚΠΑ

Εισαγωγή στη Real Time PCR. Καραπέτσας Θανάσης PhD, MSc

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΔΙΑ ΒΙΟΥ ΜΑΘΗΣΗΣ ΑΕΙ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΙΚΑΙΡΟΠΟΙΗΣΗ ΓΝΩΣΕΩΝ ΑΠΟΦΟΙΤΩΝ ΑΕΙ (ΠΕΓΑ)

Η τεχνική της αλυσιδωτής αντίδρασης πολυμεράσης PCR (POLYMERASE CHAIN REACTION)

Γονιδιωματική. G. Patrinos

TABLE OF CONTENTS Page

Γονιδιωματική Εισαγωγή [2] Τμήμα Γεωπονίας, Ιχθυολογίας και Υδάτινου Περιβάλλοντος. Μεζίτη Αλεξάνδρα

PCR Εφαρμογές-2. RACE Site directed mutagenesis

ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ. Η τεχνολογία του ανασυνδυασμένου DNA και οι εφαρμογές της...

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΥΠΟΒΑΘΡΟ. Πρόλογος. Κεφάλαιο 1: Γενετική μηχανική - Βιοτεχνολογία. Κεφάλαιο 2: Δομή και λειτουργία των νουκλεїνικών οξέων

A/A Είδος Προδιαγραφές

POLYMERASE CHAIN REACTION (PCR) ΑΛΥΣΙΔΩΤΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΠΟΛΥΜΕΡΑΣΗΣ

1. Πού πραγματοποιούνται η αντιγραφή και η μεταγραφή; ΘΩΜΑΣ ΑΠΑΝΤΗΣΗ. 2. Ποιες είναι οι κατηγορίες γονιδίων με κριτήριο το προϊόν της μεταγραφής τους;

DNA MICROARRAYS. Σελίδα 1 ΒΙΟΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ. Τ. Θηραίου

Κεφ. 4 DNA, RNA και η ροή των γενετικών πληροφοριών

Βιοτεχνολογία Φυτών. Μοριακοί Δείκτες (Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία)

ΜΟΡΙΑΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΥ ΧΡΟΝΟΥ ΣΠΑΝΑΚΗΣ ΝΙΚΟΣ

σύγχρονο προπαρασκευή για Α.Ε.Ι. & Τ.Ε.Ι. & Group µαθητικό φροντιστήριο Γραβιάς 85 ΚΗΠΟΥΠΟΛΗ

Βιολογία Προσανατολισμού Γ Λυκείου Κεφάλαιο: Κεφάλαια 1,2,4 Ονοματεπώνυμο Μαθητή: Ημερομηνία: 08/12/2018 Επιδιωκόμενος Στόχος: 75/100

Κεφάλαιο 4: Ανασυνδυασμένο DNA

Εφαρμοσμένη Βιοτεχνολογία Σημειώσεις. Νίκος Τσουκιάς Σχολή Χημικών Μηχανικών ΕΜΠ Η405β

ΘΕΜΑ Α Α1. γ Α2. γ Α3. α Α4. β Α5. β ΘΕΜΑ B B1. B2.

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Ι

1. Ο Griffith στα πειράματά του χρησιμοποίησε:

ΜΟΡΙΑΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ

Εφαρμογές τεχνολογιών Μοριακής Βιολογίας στην Γενετική

ΧΡΗΣΗ ΜΟΡΙΑΚΩΝ ΜΕΘΟΔΩΝ ΣΕ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΛΕΓΧΟΥ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΝΕΡΟΥ

ΜΕΤΑΓΡΑΦΗ ΤΟΥ DNA Περετσή Χριστίνα Πιτσικάλη Παναγιώτα

ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ: ΤΜΗΜΑ: ΘΕΜΑ 1 Ο. 3. Το DNA των μιτοχονδρίων έχει μεγαλύτερο μήκος από αυτό των χλωροπλαστών.

Μοριακή Bιολογία ΔIAΛEΞΕΙΣ 9 & 10

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. ΘΕΜΑ Α Α1. β Α2. γ Α3. δ Α4. γ Α5. β

Μικροβιολογία Τροφίμων Ι Εργαστήριο

Διαγώνισμα Βιολογίας στα Κεφάλαια 1 έως 4 ΚΥΡΙΑΚΗ 7 ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΥ 2014

Τεχνικές Μοριακής Ενδοκρινολογίας. Ενότητα 3: Παιδιατρική Ενδοκρινολογία Βασιλική Ε. Γκρέκα-Σπηλιώτη Σχολή Επιστημών Υγείας Τμήμα Ιατρικής

Βιολογία. Θετικής Κατεύθυνσης

ΘΕΜΑ Α Να επιλέξετε την φράση που συμπληρώνει ορθά κάθε μία από τις ακόλουθες προτάσεις:

ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. ΘΕΜΑ Α Α1. β Α2. β Α3. δ Α4. γ Α5. γ. ΘΕΜΑ Β Β1. Στήλη Ι Στήλη ΙΙ 1 Α 2 Γ 3 Α 4 Β 5 Α 6 Α 7 Γ

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΤΟ 1 ο ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΒΙΟΛΟΓΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ, ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΑΙΜΟΠΑΘΟΛΟΓΟΑΝΑΤΟΜΙΑ

Μικροβιολογία Τροφίμων Ι Εργαστήριο

Επισκεφτήκαμε το ινστιτούτο νευρολογίας και γενετικής όπου μας μίλησε ο κύριος Βάσος Νεοκλέους και η κ. Αλέξια Φαίδωνος για τη μηχανή Polymerase

Λειτουργική γονιδιωµατική. 6ο εργαστήριο

Βιολογία Θετικής Κατεύθυνσης. 4 ο Κεφάλαιο - Τεχνολογία του ανασυνδυασμένου DNA

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ 4o BLOG (2) ΖΗΤΗΜΑ Α ΜΟΝΑΔΕΣ 25

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΔΙΑ ΒΙΟΥ ΜΑΘΗΣΗΣ ΑΕΙ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΙΚΑΙΡΟΠΟΙΗΣΗ ΓΝΩΣΕΩΝ ΑΠΟΦΟΙΤΩΝ ΑΕΙ (ΠΕΓΑ)

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Ι

Abstract... I. Zusammenfassung... II. 1 Aim of the work Introduction Short overview of Chinese hamster ovary cell lines...

Ε.Κ.Π.Α. Βιολογίας_Τομέας Βοτανικής_Κοσμάς Χαραλαμπίδης. Ανάλυση Μοριακών Τεχνικών Γενετικής και Βιοτεχνολογίας

Βιοπληροφορική Ι (ΜΕΡΟΣ Α) Βιοπληροφορική Ανάλυση Γονιδιωμάτων. Εισαγωγή στης Βιολογικές Βάσεις Δεδομένων

ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΒΙΟΛΟΓΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ, ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 16 IOYNIOY 2017 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕ 2017 ΑΠΑΝΣΗΕΙ ΣΟ ΜΑΘΗΜΑ ΣΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΠΡΟΑΝΑΣΟΛΙΜΟΤ

ΘΕΜΑ Α Να επιλέξετε την φράση που συμπληρώνει ορθά κάθε μία από τις ακόλουθες προτάσεις:

Μελέτη της έκφρασης του ογκοκατασταλτικού γονιδίου Cyld στον καρκίνο του μαστού

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΣΤΗΝ ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ Ονοματεπώνυμο: Ημερομηνία:

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2013 ÁÍÅËÉÎÇ

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ 2107 ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

Κεντρικό δόγμα της βιολογίας

Β. Σελ 60 σχολικού: «Η αποµόνωση του συνολικού έως και σελ 61 από µία cdna βιβλιοθήκη.». Γ. ι ι α α α ι α α ι α α α! " # $ % & ' ( ) ( ) ( * % + α ι α

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 16 IOYNIOY 2017 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

γραπτή εξέταση στo μάθημα ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

γ ρ α π τ ή ε ξ έ τ α σ η σ τ ο μ ά θ η μ α ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Β2. Η εικόνα αντιστοιχεί σε προκαρυωτικό κύτταρο. Στους προκαρυωτικούς οργανισμούς το mrna αρχίζει να μεταφράζεται σε πρωτεΐνη πριν ακόμη

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ

Salmonella produce microrna-like RNA fragment Sal-1 in the infected cells to. facilitate intracellular survival

Τεχνολογίες συλλογής δεδοµένων υψηλής απόδοσης

Splice site recognition between different organisms

ΠΑΝΕΛΛAΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Βιοτεχνολογία. Τεχνολογία ανασυνδυασμένου DNA Διδάσκουσα: Αναπλ. Καθ. Άννα Ειρήνη Κούκκου

ΩΡΙΜΑΝΣΗ ΤΟΥ RNA, ΙΝΤΡΟΝΙΑ/ΕΞΟΝΙΑ & ΜΕΤΑ- ΜΕΤΑΓΡΑΦΙΚΗ ΡΥΘΜΙΣΗ

Ημερομηνία: Τετάρτη 3 Ιανουαρίου 2017 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες

Γονιδιωματική Συγκριτική γονιδιωματική[4] Τμήμα Γεωπονίας, Ιχθυολογίας και Υδάτινου Περιβάλλοντος. Μεζίτη Αλεξάνδρα

γ ρ α π τ ή ε ξ έ τ α σ η σ τ ο μ ά θ η μ α

Ενδεικτικές απαντήσεις

svari Real-time RT-PCR RSV

ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας Τμήμα Βιοχημείας & Βιοτεχνολογίας Χειμερινό Ακαδημαϊκό Εξάμηνο 2016_17

ΘΕΜΑ Α. 1. δ 2. δ 3. β 4. γ 5. α ΘΕΜΑ Β Β1. Α I Β IV Γ VI Δ VII Ε II ΣΤ III Ζ V Η -

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗΣ

Εφαρμοσμένη Βιοτεχνολογία Εργαστηριακή Άσκηση Εισαγωγή στην Βιοπληροφορική

Ανασυνδυασμένο DNA. Richard M. Myers Jan A. Witkowski. James D. Watson Amy A. Caudy. Γονίδια και Γονιδιώματα Μία Συνοπτική Παρουσίαση

Κεφάλαιο 2 Α Ν Τ Ι Γ Ρ Α Φ Η

Η ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΑΝΑΣΥΝΔΥΑΖΟΜΕΝΟΥ ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ

Εξέλιξη και ανθρώπινος πολιτισμός: Η ρύθμιση του γονιδίου της λακτάσης

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ / Γ ΙΑΤΡ ΓΘΕΤ 2 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 20/03/2016 ΘΕΜΑ Α

Το πλεονέκτημα της χρήσης του DNA των φάγων λ, ως φορέα κλωνοποίησης είναι ότι μπορούμε να ενσωματώσουμε σε αυτόν μεγαλύτερα κομμάτια DNA.

ΘΕΜΑ 1 Ο ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 01/12/2013

EΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ

ΜΕΤΑΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΓΕΝΕΤΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ!

Τηλ: Ανδρέου Δημητρίου 81 & Ακριτών 26 -ΚΑΛΟΓΡΕΖΑ

NATIONAL AND KAPODISTRIAN UNIVERSITY OF ATHENS SCHOOL OF SCIENCE FACULTY OF INFORMATICS AND TELECOMMUNICATIONS

Εξελίξεις στην Προεμφυτευτική Γενετική Ανάλυσητο μέλλον

PCR quantitative PCR (qpcr)

Transcript:

Εφαρμοσμένη Βιοτεχνολογία Σημειώσεις Νίκος Τσουκιάς Σχολή Χημικών Μηχανικών ΕΜΠ

για την παραγωγή μιας ενεργής πρωτεΐνης υπάρχουν ρυθμιστικοί μηχανισμοί σε πολλαπλά επίπεδα ιδιαίτερα για τα ανώτερα ευκαρυωτικά κύτταρα ένα παράδειγμα ρυθμιστικού μηχανισμού της γονιδιακής έκφρασης είναι το RNAi pathway

Ρυθμιστική περιοχή Προκαρυωτικά: Υποκινητης (Promoter), Χειριστης (Operator) RNA πολυμεράση ; Καταστολέας (Repressor) Ευκαρυωτικά: Υποκινητης (Promoter), Ενισχυτής (Enhancer) RNA πολυμεράση II; µεταγραφικοί παράγοντες (Transcription Factors)

Μετα μεταφραστική διεργασία και μεταφορά

RNA interference pathway and posttranscriptional regulation of gene expression https://mcb.berkeley.edu/seminars/cdb2010symposium/fire_lecture.pdf

micro RNA (mirna) and post transcriptional regulation of gene expression μικρά μόρια non coding RNA (about 22 nucleotides) βρίσκονται σε κύτταρα φυτών, ζώων, αλλά και σε ιούς προέρχονται από την ενδογενή μεταγραφή RNA που διπλώνει σχηματίζοντας φουρκέτα (primary mirna) https://en.wikipedia.org/wiki/microrna

Μία εξωγενής/ενδογενής διπλή αλυσίδα (dsrna) ή ένα ενδογενές προ mirna Το ένζυμο dicer τεμαχίζει τη διπλή αλυσίδα του RNA (dsrna ή pre mirna) Δημιουργεί θραύσματα small interfering RNA ή microrna. Ενσωμάτωση στο σύμπλοκο (RNA induced silencing complex) (RISC), Στόχευση μονής αλυσίδας mrna και καταστολή της μετάφρασης του γονιδίου https://www.youtube.com/watch?v=ck OGB1_ELE http://themedicalbiochemistrypage.org/gene regulation.php

http://principlesofmolecularvirology.blogspot.gr/2013/11/the great rna confusion rnai mirna.html

Γενωμική και Συστημική Βιολογία [Ch 8.5] Genomics is a discipline in genetics that applies recombinant DNA, DNA sequencing methods, and bioinformatics to sequence, assemble, and analyze the function and structure of genomes https://en.wikipedia.org/wiki/genomics Γενωμική είναι ένας διεπιστημονικός κλάδος που χρησιμοποιεί πειραματικά και υπολογιστικά εργαλεία για την ανάγνωση και ανάλυση το γονιδιώματος και το συσχετισμό του με την παθοφυσιολογία του οργανισμού Ο συσχετισμός φυσιολογικής συμπεριφοράς με αλληλουχία νουκλεοτιδίων συνιστά σημαντική πρόκληση στην οποία Εμβιομηχανικοί μπορούν να συνεισφέρουν σημαντικά

Α. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ High throughput πειραματικές τεχνικές χρησιμοποιούν αυτοματισμούς για να πραγματοποιήσουν βιολογικά πειράματα σε μεγάλη κλίμακα large-scale data biology και καινούργια επιστημονικά πεδία με το συνθετικό -omics : Genomics, Transcriptomics, Proteomics, Metabolomics Στα βασικά πειραματικά εργαλεία περιλαμβάνονται: 1. Μέθοδοι προσδιορισμού αλληλουχιών DNA 2. Μέθοδοι σίγασης (silencing) και αφαίρεσης (knockout) γονιδίων 3. Μέθοδοι ανίχνευσης και ποσοτικοποίησης mrna που έχει εκφραστεί 4. Μέθοδοι ανίχνευσης πρωτεϊνών

Α1. DNA SEQUENCING Sanger μέθοδος για DNA sequencing (1977) Next Generation sequencing (Next-Gen) επιτρέπει large-scale, αυτοματοποιημένο προσδιορισμό αλληλουχίας ολόκληρου γονιδιώματος 2014: 1000$ genome

Roche Illumina Life Technologies Pacific Biosciencies

Sanger sequencing single-stranded DNA template (θραύσματα) DNA primer DNA polymerase deoxynucleosidetriphosphates (dntps) όπως και στην PCR σε Thermocycler di-deoxynucleosidetriphosphates (ddntps) σταματούν την αντιγραφή σημαδεύεται ο παραγόμενος κλώνος (radiolabeling/fluorescence) ΑTP dαtp ddαtp

4 αντιδράσεις μία για κάθε ddntp Σε κάθε δοκιμαστικό σωλήνα θα παραχθούν αντίγραφα διαφορετικού μήκους που τελειώνουν στην ίδια βάση Ν Ηλεκτροφόρηση σε gel διαχωρίζει τους παραγόμενους κλώνους Μικρά κομμάτια DNA μέχρι ~ 500bp https://www.youtube.com/watch?v=qr6a4exzows

Παράδειγμα: Για την αλληλούχηση ενός μονόκλωνου τεμαχίου DNA χρησιμοποιήθηκε Sanger sequencing με πριμοδότη 5 -GCAT-3. Ηλεκτροφόρηση πήγματος διαχώρισε τα προϊόντα από 4 αντιδράσεις στις οποίες είχαν προστεθεί κατά σειρά ddτtp, ddctp, ddgtp, ddatp (μαζί με το DNA, τον πριμοδότη, την DNA πολυμεράση και τα τριφωσφορικά δεοξυνουκλεοτίδια). Γράψτε την αλληλουχία των 22 βάσεων του τεμαχίου DNA στην κατεύθυνση 5' 3' 5 - GCAT G -3 Συμπληρωματικός κλώνος 3 - CGTA C -5 Σε κατεύθυνση 5 3 5 -. C ATGC -3

Sanger αυτοματοποίηση DNA fragmentation (10 6 επικαλυπτόμενα θραύσματα, 2000-10000bp) (Cloned to a plasmid vector and PCR amplification) Cyclic sequencing reaction Separation by capillary electrophoresis Readout with fluorescent tags (μία μόνο αντίδραση, 500bp) https://www.youtube.com/watch?v=itbthmhnnbe

Επικάλυψη - Depth (coverage) in DNA sequencing Depth =N x L /G (G): length of the original genome, (μήκος γονιδιώματος) (N): number of reads, (αριθμός αναγνώσεων -θραυσμάτων (L) : average read length, (αριθμός βάσεων-θραυσμάτων) Deep sequencing : Depth >7 παράδειγμα: Για το ανθρώπινο γονιδίωμα G = 3Billion bp L = 500 bp χρειαζόμαστε δηλαδή 70 εκατομμύρια διαφορετικές αναγνώσεις αλληλουχιών για να έχουμε μια ικανοποιητική επικάλυψη, Depth ~12x

Α2. Μέθοδοι ανίχνευσης και ποσοτικοποίησης mrna 1. Real-time Quantitative PCR 2. Μικροσυστοιχίες RNA (RNA microarrays) 3. RNA sequence Evolution of transcriptomics technologies Northern Blot RT-PCR Microarrays (NGS) RNA-seq Single Genes Multiple genes Whole Genomes Populations of genomes

1. Real-time Quantitative PCR Μας επιτρέπει να πολλαπλασιάσουμε ένα κομμάτι DNA

Ποσοτικοποίηση έκφρασης γονιδίων (mrna) Step 1: Cell lysing and mrna isolation Step 2: cdna synthesis from mrna molecules (reverse transcriptase) Step 3: Selection of DNA primer specific for gene of interest Step 4: PCR cycles - DNA polymerase (Taq; Thermus aquaticus; 70-90 C) - Primer - deoxynucleosidetriphosphates (dntps) -Fluorescent probe (παρακολούθηση αριθμού σχηματιζόμενων κλώνων) SYBR Green [φθορισμός με τον σχηματισμό dsdna] TaqMan [φθορισμός κατά την επιμήκυνση του συγκεκριμένου γονιδίου, PacMan] Πολλαπλές αντιδράσεις σε 96 ή 384 well plates, κάθε αντίδραση μπορεί να χρησιμοποιεί primer για διαφορετικό γονίδιο. Επιτυγχάνεται σχετική ποσοτικοποίηση της έκφρασης <384 γονιδίων. Χρησιμοποιούνται Housekeeping γονίδια για κανονικοποίηση https://www.youtube.com/watch?v=figgkkclluo

Log fluorescence Cycle number Επιλογή threshold ώστε να τέμνει μέσα στη εκθετική φάση όλες τις καμπύλες Υπολογισμός του κύκλου (C T ) που χρειάστηκε κάθε αντίδραση για να φτάσει την κρίσιμη τιμή φθορισμού (threshold fluorescence) ιαφορά στις τιμές C T μεταξύ δύο αντιδράσεων (γονιδίων) C T δηλώνει 2 - CT φόρες μεγαλύτερη/μικρότερη έκφραση

Log normalized fluorescence ( Rn) Cycle number

Η σχετική έκφραση μεταξύ δύο καταστάσεων συνήθως ανάγεται ως προς γονίδια που παραμένουν σταθερά (Housekeeping) H ιαφορά της διαφοράς C T δηλώνει μεγαλύτερη/μικρότερη έκφραση (2 - CT ) φορές Παράδειγμα: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23525470 Healthy tissue CEACAM19 CT=31.5 Housekeeping CT=26.5 Cancerous tissue CEACAM19 CT=29 Housekeeping CT=26 C T = (29-26)-(31.5-26.5)=-2 (2 - CT ) =4; CEACAM19 cancerous=4xhealthy Relative quantification of the CEACAM19 expression via real-time PCR. A representative amplification plot of CEACAM19 and HPRT1, in a randomly selected pair of matched cancerous (Ca) and non-cancerous (H) breast tissue parts. Τarget (CEACAM19) and the internal control (HPRT1) genes.

2. Μικροσυστοιχίες DNA (DNA microarrays) Φωτολιθογραφία για κατασκευή συστοιχιών ολιγονουκλεοτιδίων Αλληλουχία βάσεων με βάση ένα συγκεκριμένο γονίδιο Τα νουκλεοτίδια υβριδιώνονται με μόριο cdna που προέρχεται από mrna (αντίστροφη μεταγραφάση) Το μόριο cdna σημαδεύεται με χρωστική φθορισμού Υβριδίωση και ξέπλυμα Ανάλυση σήματος φθορισμού για την έκφραση 10 4 γονιδίων

https://www.youtube.com/watch?v=p9e3xfxbxy4

3. RNA-SEQ

Μακριά μόρια RNA μετατρέπονται σε μία βιβλιοθήκη θραυσμάτων cdna (RNA or DNA fragmentation) Sequencing adaptors (blue) προστίθενται σε κάθε cdna θραύσμα και γίνεται ανάγνωση μιάς μικρής αλληλουχίας βάσεων από κάθε κομμάτι cdna με NGS. Οι αλληλουχίες που προσδιορίζονται ευθυγραμμίζονται με τη βάση δεδομένων του συγκεκριμένου γονιδιώματος (reference genome or transcriptome), και προσδιορίζεται από πιο γονίδιο προέρχονται Ο αριθμός των αναγνώσεων (counts) που αντιστοιχούν σε ένα γονίδιο χρησιμοποιείται ως μέτρο της έκφρασης του γονιδίου αυτού. http://www.nature.com/nrg/journal/v10/n1/fig_tab/nrg2484_f1.html

παράδειγμα: Sample 1 mrna A: 1000 bp B: 2000 bp #Reads A: 4 B: 4 other: 5,999,992 Total: 6 Million Sample 2 mrna A: 1000 bp B: 2000 bp #Reads A: 7 B: 10 other: 11,999,983 Total: 12 Million 0.4 4 Reads 1 Kbp x 6 Million Reads 4 Reads 2 Kbp x 6 Million Reads 7 Reads 1 Kbp x 12 Million Reads ο αριθμός των θραυσμάτων cdna άρα και των αναγνώσεων είναι ανάλογος των μορίων mrna δηλαδή της έκφρασης του συγκεκριμένου γονιδίου. ένα μεγάλο γονίδιο, ωστόσο, θα δημιουργήσει πιο πολλά θραύσματα και πιο πολλές αναγνώσεις κανονικοποίηση ως προς το μέγεθος του mrna και ως προς το συνολικό αριθμό αναγνώσεων RPKM : Reads per kb of exon per million mapped reads

RNA sequencing Samples of interest Isolate RNAs Generate cdna, fragment, size select, add linkers Condition 1 (normal colon) Condition 2 (colon tumor) Sequence ends Map to genome, transcriptome, and predicted exon junctions Downstream analysis 100s of millions of paired reads 10s of billions bases of sequence

Microarrays RNA-seq cost ($100-200/sample) simple analysis Higher dynamic range Higher sensitivity Capable of detecting splicing variants Capable of detecting mutations Detection of low-abundance transcripts Does not require species-specific probes Sequence may be unknown RNAseq may soon replace microarrays for many uses

RNA isolation https://www.youtube.com/watch?v=mgnicwbanka Microarrays vs RNA Sequencing https://www.youtube.com/watch?v=2c3t3tdemsu

Α3. Μέθοδοι σίγασης (silencing) και αφαίρεσης (knockout) γονιδίων 1. Knockout transgenic mice 2. sirna

1. Knockout transgenic mice determine a gene's function in relation to human health Method: harvesting embryonic stem (ES) cells insert artificial DNA into the chromosomes genetically altered ES cells are injected into mouse embryos and implanted into uterus mouse pups have some tissues in which a gene has been knocked out are crossbred to produce homozygous knockouts https://en.wikipedia.org/wiki/knockout_mouse

About 15 percent of gene knockouts are developmentally lethal, which means that the genetically altered embryos cannot grow into adult mice. The gene may serve a different function in adults than in developing embryos. Knocking out a gene also may fail to produce an observable change in a mouse or may even produce different characteristics from those observed in humans in which the same gene is inactivated. During development alternative pathways may compensate for the loss of the gene

2. sirna A short (usually 20 to 24-bp) double-stranded RNA (dsrna) with phosphorylated 5' ends and hydroxylated 3' ends with two overhanging nucleotides Design: Search for sequence motif AA(N 19 )TT or NA(N 21 ), or NAR(N 17 )YNN, where N is any nucleotide, R is purine (A, G) and Y is pyrimidine (C, U). http://www.rnaiweb.com/rnai/sirna_design

Delivery expression vector (shrna) to overcome transient effects of sirna transfection