background image

A-PDF Merger DEMO : Purchase from www.A-PDF.com to remove the watermark

A-PDF Merger DEMO : Purchase from www.A-PDF.com to remove the watermark

background image

Metody i techniki 

stosowane w 

biologii 

molekularnej

Katarzyna Bogacz

Ewa Grędowska

Karolina Osińska

Justyna Stolarczuk

Józef Lisowski

background image

PCR 

PCR 

PCR 

PCR 

Polimerase

Polimerase

Polimerase

Polimerase Chain

Chain

Chain

Chain

Reaction

Reaction

Reaction

Reaction

background image

UmoŜliwia powielanie określonego fragmentu DNA

Dzięki tej metodzie otrzymujemy szybko duŜe ilości 
powielonego DNA

Zasady PCR:

Denaturacja

Denaturacja

rozdzielenia nici DNA (94 st. C)

rozdzielenia nici DNA (94 st. C)

Przy

Przy

łą

łą

czenie starter

czenie starter

ó

ó

w

w

do komplementarnych 

do komplementarnych 

miejsc na matrycy (~50 st. C)

miejsc na matrycy (~50 st. C)

Wyd

Wyd

ł

ł

u

u

Ŝ

Ŝ

anie

anie

nici potomnych

nici potomnych

od ko

od ko

ń

ń

ca 3

ca 3

startera

startera

Kolejne cykle powtarzane są wg. tego samego 
schematu. Zwykle zachodzi ok. 35 cykli, czyli 
ilość otrzymanych cząsteczek wynosi 2

35

background image
background image

Termocyklery

background image

Zastosowanie:

Sekwencjonowanie DNA

Mapowanie genów

Filogenetyka molekularna

Medycyna sądowa

Diagnostyka patogenów

Diagnostyka chorób genetycznych

background image

Enzymy 

restrykcyjne

background image

Enzymy uzyskane z bakterii

Rozpoznają i przecinają sekwencje ok. 4 – 8 
nukleotydów

Zwykle są to nici palindromowe (obydwie czytane od 5’
do 3’ są takie same)

W laboratoriach wykorzystujemy ok. 300 enzymów

Wykorzystanie enzymów restrykcyjnych jest podstawą
manipulacji cząsteczkami DNA

background image

5‘- - -T 

CGA- - -3' 

3'- - -AGC 

T- - -5' 

5‘ TCGA 

3‘ AGCT 

Thermus 
aquaticus

TaqI

5'- - -A 

AGCTT- - -3' 

3'- - -TTCGA 

A- - -5'

5‘ AAGCTT 

3‘ TTCGAA

Haemophilus 
influenzae

HindIII

5'- - -

GATC- - -3' 

3'- - -CTAG

- - -5' 

5‘ GATC 

3‘ CTAG

Staphylococcus 
aureus

Sau3A

5'- - -G 

AATTC- - -3' 

3'- - -CTTAA 

G- - -5' 

5‘ GAATTC 

3‘ CTTAAG 

Escherichia coli

EcoRI

Ci

Ci

ę

ę

cie

cie

Rozpoznawana

Rozpoznawana

sekwencja

sekwencja

Pochodzenie

Pochodzenie

Enzym

Enzym

Przykłady enzymów

background image
background image
background image

Elektroforeza

Elektroforeza

Elektroforeza

Elektroforeza - to te

chnika 

umoŜliwiająca rozdzie

lenie 

fragmentów DNA o ró

Ŝ

nej wielkości

przy uŜyciu pola 

elektrycznego.

background image

Podczas elektroforezy stosowane są dwa 

rodzaje Ŝeli:

agarozowe

poliakrylamidowe

(stosuje się, gdy rozdzielane 

fragmenty róŜnią się d

ł

ugością kilku lub nawet jednego 

nukleotydu)

background image

W czasie elektroforezy cząsteczki DNA przemieszczają

się Ŝelu pod wp

ł

ywem przy

ł

oŜonego napięcia 

elektrycznego. Dodatnio na

ł

adowane cząsteczki 

wędrują w kierunku elektrody ujemnej. śel jest siecią

porów, przez które przeciskają się badane cząsteczki. 

Im cząsteczka krótsza, tym szybciej przemieszcza się

a w efekcie przebywa najd

ł

uŜszy odcinek. Cząsteczki 

tej samej d

ł

ugości zajmują to samo miejsce w Ŝelu, 

tworząc prąŜek, który moŜemy uwidocznić pod 

wp

ł

ywem promieni UV stosując związek fluoryzujący, 

wnikający pomiędzy pary zasad DNA.

background image
background image

Jest to technika analizy cząsteczek Dna. UmoŜliwia ona 

identyfikację określonej sekwencji DNA spośród tysięcy innych 

cząsteczek DNA.

Etap pierwszy - poci

ę

cie genomowego DNA przy udziale enzymów 

restrykcyjnych.

Etap drugi - rozdzielanie uzyskanych fragmentów (w zale

Ŝ

no

ś

ci od wielko

ś

ci) 

Ŝ

elu agarozowym.

Etap trzeci – przeprowadzenie denaturacji w 

Ŝ

elu poprzez zanurzenie go w 

roztworze alkalicznym, w celu uzyskania jednoniciowych fragmentów (zdolnych 
do pó

ź

niejszej hybrydyzacji)

Etap czwarty – przeniesienie fragmentów DNA na wi

ąŜą

cy je filtr 

nitrocelulozowy lub nylonowy, a nast

ę

pnie umieszczenie go w biorze

zawieraj

ą

cym wyznakowan

ą

radioaktywnie sond

ę

. Hybrydyzuje ona z 

komplementarn

ą

sekwencj

ą

Etap pi

ą

ty – usuni

ę

cie nadmiaru sondy, po czym metod

ą

autoradiograficzn

ą

wykrywa si

ę

zwi

ą

zane z sond

ą

cz

ą

steczki NA.

W podobny sposób mo

Ŝ

na bada

ć

cz

ą

steczki RNA. Metoda ta nazywana 

jest Northern blot.

background image

RFLP

RFLP

(

ang. Restriction Fragments

Length Polymorphism-

polimorfizm 

polimorfizm 

d

d

ł

ł

ugo

ugo

ś

ś

ci fragment

ci fragment

ó

ó

w restrykcyjnych

w restrykcyjnych.)

background image

W metodzie tej wykorzystujemy enzymy 
restrykcyjne. 
Je

Ŝ

eli w obr

ę

bie rozpoznawanej przez enzym 

sekwencji wyst

ą

pi mutacja punktowa miejsce 

to nie b

ę

dzie rozpoznawane przez enzym i nie 

nast

ą

pi przeci

ę

cie.

background image

RFLP jest wykorzystywany w technice, w której 
organizmy mog

ą

by

ć

Ŝ

nicowane poprzez analiz

ę

wzorów pochodz

ą

cych z poci

ę

cia ich DNA.

Jest to metoda, która pozwala na wykazanie 
powi

ą

za

ń

rodzinnych poprzez porównywanie 

charakterystycznych wzorów polimorficznych, które 
s

ą

otrzymywane, gdy okre

ś

lone regiony ła

ń

cucha 

DNA s

ą

powielane i poci

ę

te przez okre

ś

lone enzymy 

restrykcyjne.
Porównanie fragmentów restrykcyjnych matki, 
dziecka i domniemanego ojca pozwala tak

Ŝ

e na 

potwierdzenie lub wykluczenie ojcostwa.

background image

Przy pomocy tej metody mo

Ŝ

na odró

Ŝ

ni

ć

allel

prawidłowy od zmutowanego, np. w anemii 
sierpowatej. 
Anemia sierpowata spowodowana jest 
mutacj

ą

punktow

ą

polegaj

ą

c

ą

na zmianie 

adeniny w tymin

ę

. Zmiana ta zachodzi w 

obr

ę

bie sekwencji rozpoznawanej przez 

enzym restrykcyjny o nazwie MST II. W 
prawidłowej, normalnej sekwencji wyst

ę

puj

ą

trzy miejsca ci

ę

cia, mutacja natomiast 

powoduje utrat

ę

jednego miejsca ci

ę

cia.

background image

ASO

ASO

(ang. Allele Specific Oligonucleotide

Hybrydization.)

background image

Metoda ta pozwala na wykrycie nawet niewielkich 

Ŝ

nic w badanych sekwencjach. Umo

Ŝ

liwia 

wykrycie pojedynczej mutacji.

Sekwencja DNA, w której zamierzamy bada

ć

okre

ś

lon

ą

mutacj

ę

, amplifikowana jest przy 

pomocy metody PCR. Nast

ę

pnie wykonuje si

ę

hybrydyzacj

ę

badanego odcinka DNA z krótkimi, 

najcz

ęś

ciej sztucznie zsyntetyzowanymi sondami 

DNA, które s

ą

komplementarne do sekwencji 

prawidłowej i zmutowanej. Zmiana nawet 
pojedynczego nukleotydu powoduje brak 
hybrydyzacji.

background image

Dzi

ę

ki tej metodzie mo

Ŝ

na okre

ś

li

ć

genotyp 

pacjenta. 

U heterozygoty hybrydyzacja nast

ą

pi z obiema 

sondami.