1 / 51

A humán genom projekt

Mol. biol. módszerek 1. Dr. Sasvári Mária . A humán genom projekt. A HGP “munkapéldánya”. CeleraGenomics (privát szektor) Craig Venter. HGP (Human Genome Project) Francis Collins. 20 központ, állami támogatás. NCBI:National Center of Biotechnology Information.

borka
Download Presentation

A humán genom projekt

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Mol. biol. módszerek 1. Dr. Sasvári Mária A humán genom projekt

  2. A HGP “munkapéldánya”

  3. CeleraGenomics (privát szektor) Craig Venter HGP (Human Genome Project) Francis Collins 20 központ, állami támogatás NCBI:National Center of Biotechnology Information

  4. A humán genom első nyers szekvenciája 2001 febr 16 Nature: HGP National Human Genome Research Institute NIH, USA) US Department of Energy Wellcome Trust (Anglia) Japán, Franciaország, Németország, Kina kb. 300 millió dollár (fele US támogatásból) 2001 febr 16 Science: Celera

  5. A HGP hierarchikus rendszere Alacsony felbontás Citogenetikai (kromoszómasáv) térképek Átfedő fragmentumok klónozása Restrikciós térképezés Szekvenálás Nagy felbontás

  6. Marker: Egyszer előfordul ó (‘unique’) szekvencia (100-200 bp) Eredmény: 30000 db marker Minden kezdet nehéz J. Watson, a HGP első elnöke Első cél: minél több marker kifejlesztése (átlagos távolság: 150000 bp legyen)

  7. A keletkezett darabok klónozása  BAC (Bacterial Arteficial Chromosome) könyvtár létrehozása A hierarchikus rendszer felépítése Izolált kromoszómák feldarabolása ritkán vágó restrikciós endonukleázokkal 150000 bp darabok

  8. A hierarchikus rendszer felépítése BAC könyvtár: átfedő darabok Következő lépések: 1. restrikciós térképezés 2. Sorba-rendezés 3. A minimális számú BAC klón kiszelektálása

  9. kb. 150 000 bp (BAC) kb. 1500 bp darabok (átfednek) A végek szekvenálása A szekvenciák sorba rakása GCCGAATCCAATTAGAAAAT GCCGAATCCAATTAGAAAAT TAGAAAATCACATTTACCAGTCTGA TAGAAAATCACATTTACCAGTCTGA CCAGTCTGACCCCGCAAACGGGTTT CCAGTCTGACCCCGCAAACGGGTTT BAC könyvtárból fág könyvtár

  10. Összerakás http://www.dnaftb.org/dnaftb/39/concept/index.html

  11. 2000 bp és 10000 bp darabok AAGGACTTATG____________________GGACACAGGTTATGG Craig Venter GACTTA_____CGTTGGA GAGAGGACACA________________CGTTATATTG A végek szekvenálása, összerakás: Celera: A “géppisztoly” módszer

  12. 1992-es adatok a DNS szekvenálásról: 1$/bp, 100,000 bp/év Humán genom 3x109bp: 30,000 év, 3 miliárd dollár ? Módszertani áttörések • Automata DNS szekvenálás kifejlesztése • Polimeráz láncreakció (PCR) • Adatfeldolgozás fejlődése (Bioinformatika)

  13. Nyers szekvencia Automata DNS szekvenálás

  14. Az automata DNS szekvenálás elve ... 3’ C A A G T C A C C T T G C A A G A ddA ‘Színes szekvenálás` A dideoxi lánc termináláson alapul Termináló helyek Szekvenáló reakcióelegy: Mind a négy dNTP Mind a négy ddNTP különböző színű fluorogén festékkel DNA polimeráz, primer

  15. Egy szekvenálási eredmény: + index

  16. PCR (2 x ) 102-103 bp PCR termék PCR: Egy kiválasztott DNS szakasz sokszorosítása A teljes genom 2 x 3x109 bp dsDNS fragmentum

  17. HGP (Human Genome Program) http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ A Humán Genom reprezentációs formái: 1. : ‘in silico’ NCBI:National Center of Biotechnology Information

  18. http://www.ncbi.nih.gov/

  19. 100 x 109 bp Az adatbázis meghaladta a -t International Nucleotide Sequence Database Collaboration: 3 fő tagja van: • GenBank (NIH, Bethesda, Maryland USA) • Európai: EMBL-Bank • (European Molecular Biology Laboratory) • (EMBL's European BioinformaticsInstitute, ma Angliában, régebben Heidelbergben) • 3. DNA Data Bank of Japan 165.000 faj teljes vagy részleges genomját tartalmazza

  20. http://www.ncbi.nih.gov/Genbank/ 2000 2005

  21. A 21-es kromoszómán található gének listája (Entrez/Nucleotides (GenBank)

  22. Keresés: DRD4 gén (Entrez/Nucleotides (GenBank)

  23. A DRD4 gén (dopamin D4-es receptor) helyzete a 11-es kromoszómán (Entrez/Nucleotides (GenBank)

  24. NCBI / Entrez Gene

  25. NCBI / Entrez Gene keresés: DRD4 (humán)

  26. Exon/intron szerkezet Környező gének publikációk NCBI / Entrez Gene keresés: DRD4 (humán)

  27. Keresés betegségre: „Hypercholesterolemia” (Entrez/Nucleotides (GenBank)

  28. Keresés betegségre: OMIM Online Mendelian Inheritance in Man

  29. OMIM keresés: hypercholesterolemia

  30. A Humán Genom reprezentációs formái: 2. : Bakteriális kolóniákban BAC klónok Minden klónozott darab helye ismert FISH (fluorescent in situ hybridization) Markerek STS (short tagged sequence) Egyedi szekvenciák, klón azonosítók (genom) EST (expressed sequence tag) Egyedi szekvenciák a cDNS könyvtárakból

  31. Mit lehet kiolvasni a DNS szekvenciákból?

  32. A “hasznos információ” - hány génünk van? Kb. 20,000 - 30,000 fehérje kódoló gén (sokkal kevesebb, mint amennyit vártunk) vagyis a gének a genom kevesebb mint 5%-át foglalják el…..

  33. Mi van a maradék 95% „extra (felesleg? szemét?) DNS-ben? ISMÉTLŐDŐ SZEKVENCIÁK ??? A humán genom 45% -át “ugráló gének” (transzpozonok) alkotják • LINE • (long interspread elements) 6 kb, 8500 kópia, a genom 25%-a • reverz transzkripcióval szaporodik • nagyon sok sérült (rövidebb, inaktív) példány • SINE (short interspred elements) 100-300 bp, 1,5 millió kópia, • a genom 13%-a, a LINE felhasználásával szaporodik • Egyebek • Humán génduplikációk (pszeudogének) • Egyszerű ismétlések (pl. AAAAAAAAAAAAAA….)

  34. A humán gének statisztikai adatai Exonok átlagos hossza Intronok átlagos hossza humán humán Hozzávetőleges adatok: A legtöbb exon 100-200 bp hosszú 7-9 exon/gén intron: 1000-4000 bp Domain-ek száma a fehérjékben A humán fehérjék domain szerkezetében igen nagy a variabilitás Humán

  35. Gén és fehérje indexek ‘Orvos-biológiai ‘Periódusos rendszer’ A humán gének listája A humán fehérjék listája

  36. Fehérje adatbázisok: HPRF

  37. Poligénes rendszerek: “association studies” Orvosi alkalmazások 1. Öröklődő betegségekért felelős gének azonosítása Monogénes rendszerek: Legalább 30 betegséget azonosítottak 2000-ben: pl. • Teljes színvakság (CNGA3 gén) • (cGMP függő csatorna)

  38. http://www.genome.gov/Pages/News/PaceofDiseaseGeneDiscovery.pdfhttp://www.genome.gov/Pages/News/PaceofDiseaseGeneDiscovery.pdf Cumulative Pace of Disease Gene Discovery (1981-2002). The number of disease genes identified so far is 1,485. Data provided by Online Mendelian Inheritance in Man.

  39. Új gyógyszer-támadáspontok felfedezése ‘in silicio’ Pl.: Szerotonin receptor ismert gén: 5-HT3A új gén (homológ szekvencia): 5-HT3B A kettő együtt alkot egy hatékony szerotonin receptort Pl.: Szekvenciaelemek, melyekre ismert gyógyszerek hatnak Van-e hasonló szekvencia a névtelen gének között ??? Új fehérjék, melyekre hatnak az ismert gyógyszerek Gyógyszeripar

  40. Hogyan tovább?

  41. Hogyan tovább?

  42. Hogyan tovább?

  43. 1999: Mouse Genome Sequencing Network, NIH (2003) Nature, 2001 oct. (413)

More Related