DNS chipek, DNS hibridizáció

Az előadások a következő témára: "DNS chipek, DNS hibridizáció"— Előadás másolata:

1 DNS chipek, DNS hibridizáció
Készítette: Megyesi Éva

2 Bevezetés a DNS-nek két alapvető szerepe van:
raktározza, változatlanul megőrzi, és szaporodáskor továbbadja az örökletes információt az egyedi élet során működteti ezt az információt, vagyis utasításokat ad az első feladat szempontjából a DNS legfontosabb sajátsága a kettős- hélix szerkezet

3 A DNS kettős-hélix szerkezete
a két DNS-lánc egymást kiegészítő és meghatározó szerkezetű, az egyik lánc A, C, G és T nukleotidjaival átellenben a másik láncban csak T,G,C és A foglalhat helyet ez a mechanizmus felel az örökletes információtartalom változatlan továbbadásáért a következő nemzedéknek azonban a DNS lánc megkettőződése során bizonyos valószínűséggel hibák történhetnek: ezeket a hibákat, ha megmaradnak mutációknak nevezzük.

4 DNS hibridizáció Egy adott DNS szakasz szerkezetében bekövetkezett változás, például egy mutáció észleléséhez és azonosításához nincs feltétlenül szükség a költséges és fáradságos szekvencia- meghatározásra

5 DNS hibridizáció a természetes DNS két szálát egymástól elválasztják (melegítéssel) a vizsgálandó rövid szakaszon elkészítik mesterségesen az egyik szál pontos másolatát, és ezt megjelölik olyan körülmények teremtése, amelyben a kettős lánc helyreáll, de csak akkor, ha érvényesül a fenti szabályszerűség Ha egyetlen ponton is eltérés van, azaz mutáció történt, akkor nem alakul ki a kettős lánc.

6 DNS-chip A hibridizációs technikának a csúcstechnológiája a DNS-chip:
Ez egy 1 négyzetcentiméteres lapocska, amelyre szabályos rendben több tízezer különböző, mesterségesen szintetizált rövid DNS darabot visznek fel és egy mikroszkóppal összeépített leolvasó berendezéssel megállapítható, hogy a vizsgálandó DNS ezek közül melyikkel hibridizál.

7

8

9 DNS - chip analízis menete:
. a sejtek inkubálása adott körülmények között, a vizsgálandó gének expresszálódnak sejtfeltárás az mRNS kivonása fluoreszcensen jelölt cDNS másolat készítése reverz- transzkriptáz segítségével a DNS chip inkubálása a cDNS tartalmú oldatban a komplementer szekvenciák kötődnek a chip felületére a nem kötődöt cDNS lemosása a chip megvilágítása különböző hullámhosszúságú lézerekkel,a képek számítógépes tárolása a képek számítógépes egyesítése és elemzése meghatározható, hogy mely gének expresszálódtak

10 DNS „ujjlenyomat” A DNS nemcsak fehérjéket kódoló DNS szakaszokat tartalmaz sőt,az ilyen szakaszok vannak többségben Ezen részek feladatairól keveset tudunk,szerkezetükről valamivel többet: igen egyszerű,ismétlődő szekvenciaelemek a gének között helyezkednek el, a kromoszóma minden szakaszán

11 DNS „ujjlenyomat” 2-3 betűs „rövid szavak” sokszoros ismétlődései
az, hogy egy adott ponton egy ilyen rövid szócska hányszor ismétlődik meg: egyéni,öröklődik ezek a mintázatok ugyanolyan jellemzőek és egyediek,mint az ujjlenyomat hibridizációs reakcióval ki lehet mutatni

12 A DNS mikro chipek alkalmazásai
A globális génexpresszió megfigyelése "Ujjlenyomat" készítése: a chipre felvitt gének ismerete nélkül is detektálhatjuk a génexpresszióban beálló változásokat A teljes genomot feldarabolva, genetikai különbségeket detektálhatunk

13 Az utóbbi évek nagy technikai fejlesztése, a "biochip"-technológia ma már lehetővé teszi, hogy a sejtekben lezajló különböző biológiai folyamatokról - mint mutációk létrejötte, gén- és fehérjekifejeződés, a genomban történő változások, illetve a különböző fehérje-fehérje kölcsönhatások - átfogó képet nyerjünk. A "biochipek" olyan kémiailag aktivált üveglemezek, melyek felületére nagyszámú oligonukleotid, cDNS, fehérje vagy kis molekulasúlyú potenciális gyógyszermolekula van nagy sűrűségben nyomtatva. Ezek a kis üveglemezek rendkívül hatékony eszközei a molekuláris biológiának, hiszen segítségükkel gyors és összehasonlító képet kaphatunk a genomban, a gén- és fehérjekifejeződésben (transzkriptom, proteom) bekövetkező változásokról.

14

15 Befezezés: A DNS-microarray géncsiptechnika hatalmas teljesítőképessége, miniatürizálhatósága (nanotechnológia), automatizálhatósága kitűnően kapcsolódik az informatikai technológia robbanásszerű fejlődéséhez és a nemzetközi számítógépes hálózati rendszerekhez. A szerkezeti és funkcionális genomika egy eddig nem létező sajátosságot eredményez, az in silico kutatás és alkalmazás lehetőségét. Ez az eljárás közvetlen laboratóriumi munka nélkül is jelentősen kiterjeszti a korszerű tudományt végző biológus/orvos/bioinformatikusok körét, tehát térben és időben növeli a kreatív kutatási tevékenységet végző kutatók és alkalmazók számát.