Ανασυνδυασμός Ομόλογος Τοπο-ειδικός (site-specific) Μετάθεση.

Slides:



Advertisements
Παρόμοιες παρουσιάσεις
ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ΄ΛΥΚΕΙΟΥ
Advertisements

Κατασκευή γονιδιωματικής βιβλιοθήκης.
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΑΝΑΣΥΝΔΥΑΣΜΕΝΟΥ DNA
Μεταλλάξεις.
ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΜΟΡΙΑΚΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ
Το γενετικό υλικό.
ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΤΗΣ ΤΥΧΗΣ ΣΤΗ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΓΑΜΕΤΩΝ
Κεφάλαιο 1 Βιολογία Κατεύθυνσης
ΤΟ ΓΕΝΕΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ ΟΡΓΑΝΩΝΕΤΑΙ ΣΕ ΧΡΩΜΟΣΩΜΑΤΑ
ΕΠΕΜΒΑΣΗ ΤΗΣ ΤΥΧΗΣ ΣΤΗ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΓΑΜΕΤΩΝ
Η επέμβαση της τύχης στη δημιουργία γαμετών Ε Κ Φ Ε Σ Ε Ρ Ρ Ω Ν
IGenetics Mια Μεντελική προσέγγιση.
ΓΕΝΕΤΙΚΗ ΣΥΝΔΕΣΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΑΡΘΡΟΥ ΑΠΟ ΤΗΝ ΒΙΚΙΠΑΙΔΕΙΑ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΤΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ Βουλγάρογλου Γρηγόριος.
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΓΕΝΕΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Β
ΔΙΑΛΕΞΗ 12 Μεταγραφή/Μετάφραση.
Οι λειτουργίες του γενετικού υλικού.
Αντιγραφή, Επιδιόρθωση και Ανασυνδυασμός του DNA
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1ο ΓΕΝΕΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Α.
ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ ΤΟΥ ΓΕΝΕΤΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ
Κατασκευή γονιδιωματικής βιβλιοθήκης.
ΠΕΡΙΟΡΙΣΤΙΚΕΣ ΕΝΔΟΝΟΥΚΛΕΑΣΕΣ
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2ο: ANTIΓΡΑΦΗ, ΕΚΦΡΑΣΗ & ΡΥΘΜΙΣΗ ΤΗΣ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ
Ζαχαροπούλου Μαρίζα Λεκκός Βασίλης Στόγιος Κων/νος Μα τι είναι επιτέλους αυτό το DNA;
ΓΕΝΙΚΟΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΜΕΤΑΓΡΑΦΗΣ
Κυτταρικές διαιρέσεις
ΚΕΦ 1 Γενετικό υλικό.
ΒΑΚΤΗΡΙΟΦΑΓΟΙ.
ΕΠΙΠΕΔΑ ΠΑΚΕΤΑΡΙΣΜΑΤΟΣ ΤΟΥ DNA ΣΕ ΜΙΤΩΤΙΚΟ ΧΡΩΜΟΣΩΜΑ
Αντιγραφή του DNA.
Η επέμβαση της τύχης στη δημιουργία γαμετών Ε.Κ.Φ.Ε. Αργολίδας
ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ Μετάφραση του m- RNA
ΓΟΝΙΔΙΑΚΗ ΡΥΘΜΙΣΗ:Ο ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΗΣ ΓΟΝΙΔΙΑΚΗΣ ΕΚΦΡΑΣΗΣ
ΜΙΤΩΣΗ Η ζωή ξεκινά από το ζυγωτό που είναι το πρώτο κύτταρο του οργανισμού Δημιουργείται από την γονιμοποίηση του ωαρίου από το σπερματοζωάριο Από το.
Η ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΝΟΥΚΛΕΙΚΩΝ ΟΞΕΩΝ
TO ΓΕΝΕΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ ΟΡΓΑΝΩΝΕΤΑΙ ΣΕ ΧΡΩΜΟΣΩΜΑΤΑ
Το γενετικό υλικό οργανώνεται σε χρωμοσώματα
Μεταθετά στοιχεία στο γονιδίωμα -
ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ & Η ΔΙΔΑΚΤΙΚΗ ΤΗΣ Dr. ΜΙΧΜΙΖΟΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ
ΕΞΑΤΟΜΙΚΕΥΜΕΝΗ ΙΑΤΡΙΚΗ
Εισαγωγή νέων αλληλουχιών στο γονιδίωμα
I: Σύνθεση και επεξεργασία προκαρυωτικού RNA
Προκαρυωτική Μεταγραφή ΙΙΙ: Trp operon – sporulation – phage λ
Η ροή της γενετικής πληροφορίας
Απομόνωση DNA Mια πλήρης σειρά όλης της γενετικής πληροφορίας ενός ιού ή ενός κυττάρου αποτελεί το γονιδίωμα. Στα σωματικά κύτταρα ενός ευκαρυωτικού οργανισμού.
Τεχνολογία του ανασυνδυασμένου DNA- Ένζυμα περιορισμού Η τεχνολογία του ανασυνδυασμένου DNA αποτελεί τη βάση της κλωνοποίησης. Κλωνοποίηση είναι η τεχνική.
Υβριδοποίηση νουκλεϊνικών οξέων- Ανίχνευση αλληλουχιών Όταν ένα υδατικό διάλυμα DNA θερμανθεί στους 100 ο C ή εκτεθεί σε πολύ αλακαλικό pH, σπάζουν οι.
Ποια τα χαρακτηριστικά του γενετικού κώδικα; 1.Κώδικας τριπλέτας = μια τριάδα νουκλεοτιδίων, το κωδικόνιο, κωδικοποιεί ένα αμινοξύ. Επειδή : – Αριθμός.
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Βιολογία ΙI Ανασυνδυασμός (Εφαρμογές γενετικού ανασυνδυασμού) Διδάσκοντες: Σ. Γεωργάτος, Θ. Τζαβάρας,
03. Επιδιόρθωση δίκλωνων ρήξεων και ανασυνδυασμός.
Φυσιολογική ανάπτυξη Κυττάρου Ακριβές σύστημα ελέγχου κυττ.αύξησης και διαφοροποίησης / ανανέωση ιστών. Εκτροπή οδηγεί σε ανεξέλεγκτο πολ/σμό δηλ. όγκο.
ΜΙΤΩΣΗ.
ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Βιολογία ΙI Ανασυνδυασμός (Μηχανισμός γενετ. ανασυνδυασμού) Διδάσκοντες: Σ. Γεωργάτος, Θ. Τζαβάρας,
Η ροή της γενετικής πληροφορίας. Στo DNA βρίσκονται αποθηκευμένες οι πληροφορίες που αφορούν : στον αυτοδιπλασιασμό του →εξασφαλίζοντας έτσι τη μεταβίβαση.

03. Επιδιόρθωση δίκλωνων ρήξεων και ανασυνδυασμός
ΤΕΙ ΙΟΝΙΩΝ ΝΗΣΩΝ Τμήμα Τεχνολόγων Περιβάλλοντος
Μεταλλάξεις και αναδιατάξεις του γονιδιωματικού DNA
ΕΙΚΟΝΑ 6.13 Θέσεις έναρξης αντιγραφής σε ευκαρυωτικά χρωμοσώματα. Η αντιγραφή ξεκινά από πολλαπλές θέσεις έναρξης (ori), καθεμία από τις οποίες σχηματίζει.
ΑΝΤΙΓΡΑΦΗ, ΕΚΦΡΑΣΗ ΚΑΙ ΡΥΘΜΙΣΗ ΤΗΣ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ
ΕΙΚΟΝΑ 7.5 Δομή της βακτηριακής RNA πολυμεράσης. Οι υπομονάδες α της πολυμεράσης απεικονίζονται με σκούρο πράσινο και ανοιχτό πράσινο χρώμα. Με.
Το γενετικό υλικό.
Γονιδιακό “σαμποτάζ” RNAi και “αντικατασκοπεία” CRISPR!
ΓΕΝΕΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ ΤΩΝ ΠΡΟΚΑΡΥΩΤΙΚΩΝ ΚΥΤΤΑΡΩΝ
Η δομή των νουκλεϊκών οξέων
Αντικείμενο και σημασία της Γενετικής:
Αναστασία Μυρίσσα, Ιωάννα Πέττα και Κωνσταντίνος Φλυτζάνης
ΝΟΥΚΛΕΪΚΑ ΟΞΕΑ 2ο ΓΕΛ ΧΑΪΔΑΡΙΟΥ.
Κυτταρική Διαίρεση Μίτωση.
Γαριπίδης Ιορδάνης Βιολόγος 3o ΓΕΛ Χαϊδαρίου
Πρόγραμμα επιμόρφωσης Β1 Συστάδα 2: Φυσικές Επιστήμες, Τεχνολογία, Φυσική Αγωγή και Υγεία Εισαγωγική Επιμόρφωση για την εκπαιδευτική αξιοποίηση ΤΠΕ Εκπαιδευτικός:
Μεταγράφημα παρουσίασης:

Ανασυνδυασμός Ομόλογος Τοπο-ειδικός (site-specific) Μετάθεση

Ο όρος ‘ανασυνδυασμός’ αρχικά χρησιμοποιήθηκε από τους γενετιστές για να περιγράψει το αποτέλεσμα του επιχιασμού ανάμεσα σε ζεύγη ομόλογων χρωμοσωμάτων κατά τη μείωση Σήμερα πιστεύουμε ότι ο πρωταρχικός ρόλος του ανασυνδυασμού είναι η επιδιόρθωση του DNA

Ομόλογος ανασυνδυασμός

Τοποειδικός ανασυνδυασμός

Μετάθεση

1. Ομόλογος ανασυνδυασμός Δύο προκλήσεις: Περιγραφή του φαινομένου και των αλληλεπιδράσεων Ρόλος: επιδιόρθωση ή επιχιασμός;

Το μοντέλο ομόλογου ανασυνδυασμού του Holliday Μετανάστευση διακλάδωσης

Η συχνότητα ανασυνδυασμού δεν είναι ίδια σε όλο το γονιδίωμα Η συχνότητα διαφέρει στα ωοκύτταρα και στο σπέρμα: Ο ανασυνδυασμός συμβαίνει δύο φορές συχνότερα στις γυναίκες απ' ό,τι στους άνδρες Η συχνότητα ανασυνδυασμού ποικίλλει σε διαφορετικές θέσεις του γονιδιώματος και εξαρτάται από τη δομή του χρωμοσώματος. Πχ, ο διασκελισμός καταστέλλεται στις περιοχές συμπυκνωμένης και ανενεργής ετεροχρωματίνης Ο ανασυνδυασμός συμβαίνει κατά το παρατεταμένο στάδιο της πρόφασης στη μείωση

Ο ομόλογος ανασυνδυασμός συμβαίνει κατά το παρατεταμένο στάδιο της πρόφασης στη μείωση.

Εικόνα 15.4 Ο ανασυνδυασμός λαμβάνει χώρα κατά την πρώτη μειωτική πρόφαση. Τα στάδια της πρόφασης ορίζονται από την εμφάνιση των χρωμοσωμάτων, καθένα από τα οποία αποτελείται από δύο αντίγραφα (αδελφές χρωματίδες), αν και η διπλασιασμένη μορφή τους γίνεται ορατή μόνο στο τέλος. Οι μοριακές αλληλεπιδράσεις σε κάθε διασκελισμό περιλαμβάνουν δύο από τα τέσσερα δίκλωνα μόρια DNA.

Μοντέλο δίκλωνων εντομών Δημιουργία δίκλωνης εντομής σε ένα από τα δύο ανασυνδυαζόμενα μόρια Μια εξωνουκλεάση δημιουργεί 3’ προεξέχοντα άκρα και στα δύο μέρη Ένα από τα δύο 3’ άκρα εισχωρεί στο ομόλογο DNA μόριο

Το μοντέλο DSB θεωρείται σήμερα ως ικανοποιητική ερμηνεία του ομόλογου ανασυνδυασμού σε όλους τους οργανισμούς. Σε αυτό συνετέλεσε: Κατά τη μείωση τα χρωμοσώματα υφίστανται δίκλωνες ρήξεις με 100-1000 φορές μεγαλύτερη συχνότητα από ότι στα βλαστικά κύτταρα Ο ομόλογος ανασυνδυασμός εμπλέκεται στην επιδιόρθωση του DNA, ιδιαίτερα των εντομών που δημιουργούνται κατά την αντιγραφή

Το βακτηριακό σύστημα RecBCD Προσδένεται στο DNA καθοδικά μιας αλληλουχίας chi, ξετυλίγει το δίκλωνο μόριο και αποικοδομεί τον ένα κλώνο με κατεύθυνση 3'-5', κινούμενο προς τη θέση chi. Η θέση chi προκαλεί την απώλεια της υπομονάδας RecD και συνεπώς την απώλεια της ενεργότητας νουκλεάσης. H RecB που παραμένει μετακινείται με εξωνουκλεοτιδική δράση στην άλλη αλυσίδα, δημιουργώντας τελικά ένα 3’ ελεύθερο άκρο. H αλληλουχία chi: 5'-GCTGGTGG-3'

Η RecA καλύπτει το ελεύθερο 3’ άκρο και το εισάγει στην άθικτη διπλή έλικα, σχηματίζοντας μια D-θηλιά.

https://www.youtube.com/watch?v=3qgBKrAZCLg

Οι πρωτεΐνες Ruv καταλύουν τη μετανάστευση της διακλάδωσης ενός κόμβου Holliday στην E. coli Η RuvA αναγνωρίζει τη δομή του κόμβου και η RuvB είναι μια ελικάση που καταλύει τη μετανάστευση διακλάδωσης. Η RuvC αποσυγκροτεί τους κόμβους, ώστε να δημιουργηθούν τα προϊόντα του ανασυνδυασμού.

Αν ο δρόμος RecBCD αδρανοποιηθεί τότε αναλαμβάνει δράση το σύστημα RecE. Αν αδρανοποιηθεί και το RecE τότε τελευταία εφεδρεία είναι το RecF.

Ομόλογος ανασυνδυασμός και επιδιόρθωση Λόγω της αρχικής συσχέτισης του ομόλογου ανασυνδυασμού με τη γενετική, οι αρχικές μελέτες αφορούσαν τη μείωση Όμως, στελέχη E. coli με ελαττώματα στο σύστημα RecBCD βρέθηκαν προβληματικά και ως προς την επιδιόρθωση του DNA Σήμερα πιστεύουμε ότι ο κύριος ρόλος του ανασυν- δυασμού είναι η μετα-αντιγραφική επιδιόρθωση

Επιδιόρθωση μονόκλωνου χάσματος μέσω RecF: όταν ένα τμήμα του γονιδιώματος φέρει πολλές βλάβες (πχ διμερή Τ), η DNA pol αναπηδά

Αν η βλάβη δεν μπορεί να παρακαμφθεί, τότε η διχάλα αντιγραφής θα σταματήσει, θα οπισθοχωρήσει δημιουργώντας δίκλωνο ανάμεσα στα θυγατρικά μόρια. Στη συνέχεια η διχάλα θα συνεχίσει μπροστά με ένα μηχανισμό ανάλογο της μετανάστευσης της διακλάδωσης Holiday.

Αν μια από τις μητρικές αλυσίδες περιέχει εντομή: δημιουργείται δίκλωνη εντομή στο σημείο αυτό και η διχάλα αντιγραφής χάνεται. Η εντομή επιδιορθώνεται με ομόλογο ανασυνδυασμό μεταξύ του σπασμένου άκρου και του δεύτερου άθικτου μορίου.

Ο βακτηριακός ανασυνδυασμός συμβαίνει ως αντίδραση επιδιόρθωσης που ενεργοποιείται από την παρουσία βλαβών στο DNA. Ο ανασυνδυασμός στους ευκαρυώτες συμβαίνει κατά τη μείωση σε επίπεδο ολόκληρου χρωμοσώματος. Παρόλα αυτά, και στις δύο περιπτώσεις πρέπει να εμπλέκονται παρόμοιες μοριακές διαδικασίες χειρισμού του DNA.

Τοπο-ειδικός ανασυνδυασμός

Ενσωμάτωση του βακτηριοφάγου λ στο γονιδίωμα της E. coli

Εικόνα 15.25 Το κυκλικό DNA του φάγου μετατρέπεται σε ενσωματωμένο προφάγο με αμοιβαίο ανασυνδυασμό ανάμεσα στις θέσεις attP και attB. Η εκτομή του προφάγου γίνεται με αμοιβαίο ανασυνδυασμό ανάμεσα στις θέσεις attL και attR. Οι θέσεις att έχουν διαφορετικό μέγεθος: Η attP είναι 240 bp ενώ η attB είναι μόλις 23 bp, έχοντας μόνο μια κοινή κεντρική αλληλουχία Ο, μεγέθους 15 bp. H διαφορά στο μέγεθος υποδηλώνει τους διαφορετικούς τους ρόλους κατά τον ανασυνδυασμό.

Genes VIII - Ακαδημαϊκές Εκδόσεις 2004 Εικόνα 15.27 Ασυμπτωτικές διασπάσεις στην κοινή κεντρική αλληλουχία των attP και attB επιτρέπουν τη δημιουργία αμοιβαίων ανασυνδυασμένων κόμβων με σταυρωτή επανένωση.

Ο ανασυνδυασμός καταλύεται από ένα ειδικό τύπο τοποϊσομεράσης Ι που ονομάζεται ιντεγκράση Μέσα στην attP υπάρχουν τουλάχιστον 4 θέσεις πρόσδεσης για την ιντεγκράση και… …τουλάχιστον 3 θέσεις για τον παράγοντα ενσωμάτωσης του ξενιστή (IHF, integration host factor)

Τι να μελετήσετε: Genes VIII: 15.1 έως 15.4 15.8 15.10 15.16-15.17 15.20-15.22 15.25-15.27 15.29