Блок 11: Геноміка

Last updated

Oct 24, 2022
Save as PDF
- 10.4: Транспозони - «стрибаючі гени»
- 11.1: Рекомбінантна ДНК та клонування генів

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

11.1: Рекомбінантна ДНК та клонування генів
Рекомбінантна ДНК - це ДНК, яка була створена штучно. ДНК з двох і більше джерел включена в одну рекомбінантну молекулу.
11.2: Полімеразна ланцюгова реакція
Полімеразна ланцюгова реакція - це техніка швидкого «клонування» певного шматка ДНК в пробірці (а не в живих клітині, таких як кишкова паличка). Завдяки цій процедурі можна робити практично необмежені копії однієї молекули ДНК, навіть якщо вона спочатку присутня в суміші, що містить багато різних молекул ДНК.
11.3: Генна терапія - методи та перспективи
Багато захворювань людини викликаються дефектними генами, які викликані дефектом в одному генному локусі. (Успадкування є рецесивним, тому і материнська, і батьківська копії гена повинні бути дефектними.) Чи є надія на впровадження функціональних генів у цих пацієнтів, щоб виправити їх розлад? Напевно. Інші захворювання також мають генетичну основу, але, схоже, кілька генів повинні діяти узгоджено, щоб виробляти фенотип захворювання.
11.4: Останні досягнення в генній терапії
Досягнення мети ефективної генної терапії захворювань людини було важким.
11.5: Трансгенні тварини
Трансгенна тварина - це та, яка несе чужорідний ген, який навмисно вставлений у його геном. Чужорідний ген будується за методологією рекомбінантної ДНК. На додаток до самого гена, ДНК зазвичай включає інші послідовності, щоб дозволити йому бути включеною в ДНК господаря і правильно експресуватися клітинами господаря.
11.6: Трансгенні рослини
Прогрес досягається на декількох фронтах, щоб ввести нові ознаки в рослини за допомогою технології рекомбінантної ДНК. Генетичні маніпуляції рослинами тривають ще з самого початку сільського господарства, але до недавнього часу це вимагало повільного і виснажливого процесу схрещування сортів. Генна інженерія обіцяє прискорити процес і розширити сферу того, що можна зробити.
11.7: Поліморфізми довжини фрагмента рестрикції
Поліморфізми довжини рестрикційного фрагмента (RFLP) надали цінну інформацію в багатьох областях біології, включаючи скринінг ДНК людини на наявність потенційно шкідливих генів («Справа 1») та надання доказів для встановлення невинності або ймовірності вини підозрюваного в злочині ДНК» зняття відбитків пальців» («Справа 3")
11.8: Гелевий промокання
Гелевий блоттинг - це методика візуалізації певної підмножини макромолекул - білків, або фрагментів ДНК або РНК - спочатку присутніх у складній суміші.
11.9: Генетичний скринінг на фенілкетонурію
Фенілкетонурія є одним з найпоширеніших успадкованих порушень - зустрічається приблизно у 1 з 10 000 немовлят, народжених в США. Це відбувається у немовлят, які успадковують два мутантних гени для ферменту фенілаланінгідроксилази (ПАГ - «1» на малюнку зліва). Цей фермент в нормі запускає процес руйнування молекул амінокислоти фенілаланіну, які перевищують потреби організму в синтезі білка.
11.10: Антисенсова РНК
Месенджерна РНК (мРНК) одножильна. Його послідовність нуклеотидів називається «сенсом», оскільки вона призводить до генного продукту (білка). У нормі його непарні нуклеотиди «зчитуються» трансферними РНК антикодонами, коли рибосома переходить до перекладу повідомлення.
11.11: Антисенс-олігодезоксинуклеотиди та їх терапевтичний потенціал
Антисенс-олігонуклеотиди - це синтетичні полімери. Мономери - це хімічно модифіковані дезоксинуклеотиди, такі як у ДНК або рибонуклеотиди, як у РНК. Їх зазвичай всього 15-20, звідси і «оліго». Їх послідовність (3 ′ → 5′) є антисенсом; тобто доповнює послідовність почуттів молекули мРНК.
11.12: Передня та зворотна генетика
З часів Менделя більшість генетики займалися спостереженням цікавого фенотипу, що відстежує ген, відповідальний за нього. Таким чином, ця «вперед» генетика походить від фенотипу -> генотипу. Але тепер, маючи знання послідовності ДНК гена невідомої функції, можна використовувати методи придушення того конкретного гена («нокдаун»), а потім спостерігати вплив на фенотип. Отже, ця «зворотна» генетика походить від генотипу -> фенотипу.
11.13: Метагеноміка
Усі геноми, перелічені на моїй сторінці Розміри геному, описують повний геном одного виду. Для бактерій і археонів це означає, що організм був вирощений в чистій культурі, щоб забезпечити ДНК для секвенування. Але тепер зрозуміло, що мікробний світ містить величезну кількість обох груп, які ніколи не вирощувалися в лабораторії і, таким чином, уникли дослідження. Грунт, вода та вміст нашого товстого кишечника - приклади середовищ існування, які рясніють невідомими мікроорганізмами.

Мініатюра: мікромасив ДНК. (CC BY-SA 3.0; Гійом Пом'є).