Bilgi

3.E: Genlerin İzolasyonu ve Analizi (Alıştırmalar) - Biyoloji

3.E: Genlerin İzolasyonu ve Analizi (Alıştırmalar) - Biyoloji


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

3.2 Vektörlere ligasyon için DNA fragmanlarının uçlarının değiştirilmesi.

(POB'dan uyarlanmıştır)

a) Restriksiyon endonükleazı ile sindirilerek oluşturulan lineer bir DNA fragmanının sonunun yapısını çizin. ekoRİ. Şundan kalan dizileri dahil et: ekoRI tanıma dizisi.

b) Bu son dizinin DNA polimeraz I ve dört deoksinükleosit trifosfat ile reaksiyonundan ortaya çıkan yapıyı çizin.

c) (b)'de türetilen yapıya sahip iki uç bağlanırsa, birleşme noktasında üretilen diziyi çizin.

d) Yapı (a)'nın bir DNA parçası tarafından üretilen bir DNA parçası ile ligasyonuna izin verecek iki farklı kısa sentetik DNA parçası tasarlayın. Pasifik Zaman DilimiBen kısıtlama sindirim. Bu sentetik parçalardan birinde, diziyi, son birleşme her ikisi için de tanıma dizilerini içerecek şekilde tasarlayın. ekoRI ve Pasifik Zaman DilimiI. Diğer parçanın dizisini tasarlayın, böylece hiçbiri ekoRI ne de Pasifik Zaman DilimiI dizisi kavşakta belirir.

3.3. DNA'nın moleküler klonlanmasında kullanılan vektörlerin hangi özellikleri gereklidir?

3.4. Bir öğrenci bağladı BamBamHI ile sindirilmiş bir pUC vektörünün ilgilendiği bir geni içeren HI fragmanı, dönüştürülmüş E. koliligasyon ürünleri karışımı ile kaplandı ve hücreleri antibiyotik ampisilin ve kromojenik substrat X‑gal içeren plakalara kapladı. Öğrenci, rekombinant plazmidi (pUC ile ilgilenilen gen ile) içerenleri bulmak için hangi kolonileri seçmelidir?

3.5. İzole edilmiş bir mRNA ile başlayarak, mRNA'nın çift sarmallı bir kopyasını yapmak ve onu mRNA'ya yerleştirmek istenir. Pasifik Zaman DilimiG-C homopolimer kuyruğu yoluyla pBR322 sitesi. Biri daha sonra dönüşür E. kolibu rekombinant plazmit ile tetrasiklin direnci seçilir. cDNA ekinin hazırlanmasında kullanılan dört enzimatik adım nedir? Enzimleri adlandırın ve ara ürünleri tanımlayın.

3.6 Bir araştırmacının zürafa aktin mRNA'sının bir cDNA klonunu izole etmesi gerekir ve zürafa aktin proteininin boyutunu (Mr = 42.000) ve kısmi amino asit dizisini bilir ve zürafa aktinine karşı spesifik antikorlara sahiptir. Zürafa fibroblastlarının toplam mRNA'sından bir cDNA plazmit bankası oluşturduktan sonra (dG-dC, Pasifik Zaman DilimipBR322 sitesi), aktin cDNA klonunu tanımlamak için bankayı taramak için hangi yöntemler kullanılabilir?

3.7 pBR322'nin kısıtlama haritası:

Kısıtlama siteleri arasındaki baz çiftlerindeki mesafe aşağıdaki gibidir:

PstI - EcoRI 750 bp

EcoRI - HindIII 50 bp

HindIII - BamHI 260 bp

BamHI - PstI 3300 bp

Bir rekombinant cDNA plazmidi, pAlc-1, uç kısmına yerleştirilmiş çift sarmallı cDNA'ya sahiptir. Pasifik Zaman DilimiBu bölünme bölgesini ekin her iki ucunda tutan bir teknik kullanarak pBR322'nin I bölgesi. pBR322 ve pAlc-1'in kısıtlama endonükleazları ile sindirimi, jel elektroforezinden sonra aşağıdaki modeli verir (solda). Parçaların boyutları baz çiftleri olarak verilmiştir. DNA fragmanları jelden nitroselüloz üzerine aktarıldı ve vahşi tipten radyo-etiketli cDNA ile hibritlendi. A. latrobus(Güney leke hibridizasyonu). Hibritleşen fragmanlar, sağdaki otoradyogam diyagramında gösterilmektedir.

a) cDNA ekinin boyutu nedir?

b) cDNA eki içinde hangi iki restriksiyon endonükleazı bölünür?

c) Bu iki restriksiyon endonükleazı için, tek parçadaki her bir DNA fragmanı şu şekilde kesilir: Pasifik Zaman DilimiI çift sindirimde iki DNA parçasına (yani kısıtlama endonükleaz artı Pasifik Zaman DilimiBEN). Her bir özet parçasının hangi parçalara bölündüğünü belirleyin ve bu bilgiyi bir harita oluşturmak için kullanın.

d) pAlc-1 için siteleri gösteren bir kısıtlama haritası çizin. Pasifik Zaman DilimiBEN, ekoRİ, BamMerhaba ve ArkaIII. Siteler arasındaki mesafeyi belirtin ve cDNA ekini net bir şekilde gösterin.

3.8. izole eder ve klonlarsınız kpnben parçalıyorum A. latrobuspAlc-1'de klonlanmış mRNA'yı kodlayan genomik DNA (soru 3.7'de analiz edildiği gibi). kısıtlama haritası genomik fragman

pAlc-1'e hibridize olan her parça bir yıldızla belirtilir. Bu harita, özellikle problem 3.7'dekiyle karşılaştırıldığında, size genin yapısı hakkında ne söylüyor? Mümkün olduğunca nicel olun.

3.9. Bazı özel enzimler, 192 amino asitlik bir polipeptit zincirinden oluşur. Onu kodlayan genin 1,440 nükleotid çifti vardır. Bu polipeptiddeki amino asit sayısı ile genindeki nükleotid çifti sayısı arasındaki ilişkiyi açıklayınız.

3.10. Elektron mikroskobunda bakıldığında, klonlanmış bir zürafa aktin geni (genomik DNA) ile olgun aktin mRNA'sı arasındaki bir melez şöyle görünür:

Zürafadaki aktin gen yapısı hakkında ne söyleyebilirsiniz?

3.11. Biber mRNA'sını tamamlayıcı DNA, ilk iplik sentezi için bir primer olarak oligo (dT) kullanılarak sentezlendi. İkinci zincir (mRNA ile eşanlamlı) daha sonra sentezlendi ve çift sarmallı cDNA popülasyonu, cDNA ekini çevreleyen PstI bölgelerini bırakan bir prosedür kullanılarak bir plazmit vektörüne bağlandı (yani, her klon için terminal PstI bölgeleri, plazmit vektörünün parçası değildir). cDNA'sı). Bu cDNA kütüphanesi, biberden elde edilen mRNA'dan yapılan klonlar için tarandı. sarı gen. Bir klon izole edildi ve kısıtlama endonükleaz bölünme paternlerinin modelinin müteakip analizi, bunun aşağıdaki yapıya sahip olduğunu gösterdi:

Harita, kısıtlama endonükleaz bölünme bölgelerinin pozisyonlarını ve aralarındaki mesafeyi kilobaz (kb) cinsinden gösterir. cDNA ekinin haritası düz çizgilerle gösterilir ve cDNA'yı çevreleyen plazmit vektör DNA'sı noktalı çizgilerle gösterilir. Üst şerit soldan sağa 5' ila 3', alt şerit ise sağdan sola 5' ila 3' yönlendirilmiştir. İki oligonükleotidin, dizi belirleme için sentezi başlatmak için konumları ve yönelimleri gösterilir ve dizileme reaksiyonunda sentezlenecek zincire bitişik olarak yerleştirilir.

a) Dubleks cDNA ekini çevreleyen plazmit vektör dizilerine bağlanan oligonükleotitler, Sanger dideoksinükleotit prosedürü ile dizileme için DNA sentezini başlatmak için kullanıldı. Yukarıda gösterilen haritanın solundaki vektör dizilerine tavlanan bir primer, aşağıda solda gösterilen dizileme jel modelini üretti. Yukarıda gösterilen haritanın sağındaki vektör dizilerine tavlanan bir primer, aşağıda sağda gösterilen dizileme jel modelini üretti. Jeller, üstteki negatif elektrottan alttaki pozitif elektrota doğru çalıştırıldı ve sunulan segment PstI bölgesini geçti (yani, bir PstI tanıma bölgesi aramayın).

Sol astar Sağ astar

G

A

T

C

G

A

T

C

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

____

a) cDNA klonundaki insertin sol ve sağ uçlarının DNA dizisi nedir? 5' ila 3' oryantasyonunu ve dizisi bildirilen ipliği (üst veya alt) belirttiğinizden emin olun. Sol, sağ, üst ve alt terimlerinin tümü, cDNA klonu için yukarıda gösterilen haritaya atıfta bulunur.

b) cDNA klonunun hangi ucunun (yukarıdaki haritada sol veya sağ) mRNA'nın 3' ucuyla eşanlamlı diziyi içermesi daha olasıdır?

c) Verilen sıralama verilerinde hangi kısıtlama endonükleaz bölünme sitelerini görüyorsunuz?

3.12. Biber bitkisinden elde edilen genomik DNA, bir genomik DNA kütüphanesi oluşturmak için bir 1 faj vektöründe EcoRI bölgelerine bağlandı. Bu kütüphane hibridizasyon ile taranmıştır. sarıcDNA klonu. Hibritlenen bir klon için EcoRI bölünme bölgelerinin modeli sarıcDNA klonu iki deneyde analiz edildi.

İlk deneyde, genomik DNA klonu EcoRI ile tamamlanana kadar sindirildi, parçalar bir agaroz jel üzerinde ayrıldı, bir naylon filtreye aktarıldı ve radyoaktif madde ile hibritlendi. sarıcDNA klonu. Özet modeli (agaroz jeli üzerinde gözlemlenen) şerit 1'de gösterilmektedir ve hibridize edici fragmanların modeli (hibridizasyondan sonra bir otoradyogram üzerinde gözlemlenen) şerit 2'de gösterilmektedir. EcoRI fragmanlarının boyutları kb olarak belirtilmiştir. Bu l vektörünün sağ kolu 6 kb uzunluğunda ve sol kolu 30 kb'dir.

İkinci deneyde, genomik DNA klonu bir dizi EcoRI konsantrasyonu ile sindirildi, böylece ürünler kısmi bir sindirmeden tam bir sindirmeye kadar değişti. Bölünme ürünleri, yalnızca sağ yapışkan uca hibridize olan bir radyoaktif oligonükleotide tavlandı (çünküsitesi) l vektör DNA'sı. Bu basitçe, l klonunun (kısmi veya tam) sağ ucuna kadar uzanan tüm reaksiyon ürünlerinin sağ ucuna bir radyoaktif etiket yerleştirir; l klonunun sağ ucunu içermeyen sindirim ürünleri görülmeyecektir. Sindirim sonuçları sağda yukarıda gösterilmiştir. Şerit 1, 1'deki sindirilmemiş genomik DNA klonudur, şerit 5, EcoRI ile tam özettir ve şerit 2, 3 ve 4, artan miktarlarda EcoRI kullanan kısmi özetlerdir. Radyoaktif DNA parçalarının boyutları (kb olarak) verilmiştir ve kutulardaki dolgunun yoğunluğu, otoradyogramdaki sinyalin yoğunluğu ile orantılıdır.

a) Genomik DNA klonundaki EcoRI fragmanlarının haritası nedir ve hangi fragmanlar mRNA'yı kodlar? sarıgen? Aşağıdaki şekli doldurmak isteyebilirsiniz; l vektörünün sol ve sağ kolları verilmiştir. EcoRI bölünme bölgelerinin pozisyonlarını, aralarındaki mesafeleri (kb olarak) gösterin ve cDNA klonuna hibridize olan parçaları belirtin.

EcoRI EcoRI

Sol kol ___| |_ Sağ kol

(30 kb) (6 kb)

Üçüncü bir deneyde, genomik DNA klonundan elde edilen biber DNA'sı kesilip çıkarılmış, sarımRNA, RNA-DNA duplekslerini destekleyen ve R-döngülerini görselleştirmek için elektron mikroskobunda incelenen koşullar altında. Aşağıdaki gibi bir desen gözlendi. Şekildeki çizgiler dupleks DNA, RNA-DNA dupleksleri ve tek sarmallı DNA olabilir.

b) R-loop verileri neyi gösteriyor? Lütfen iki DNA zincirini ve mRNA'yı açıkça gösteren ve şablon (alt veya mesaj tamamlayıcı) ve şablon olmayan (üst veya mesaj eşanlamlı) iplikler arasında ayrım yaparak R-döngülerinin bir yorumunu çizin.

ile hibritleşen EcoRI fragmanları sarıcDNA klonu izole edildi ve SalI (aşağıdaki şekilde S), HindIII (H) ve SalI artı HindIII (S+H) kombinasyonu ile sindirildi. Ortaya çıkan DNA parçaları modelleri aşağıda gösterilmiştir; hepsi melezleşecek sarıcDNA klonu. 5 kb'lik EcoRI fragmanının SalI ile bölünmesi, 2.5 kb'lik iki fragman üretir.

c) EcoRI fragmanlarının her birindeki SalI ve HindIII site(ler)inin haritaları nelerdir? Aşağıdaki şemada bölünme yerlerinin konumlarını ve aralarındaki mesafeleri gösterin.

5 kb EcoRI parçası: 4 kb EcoRI parçası:

EcoRI EcoRI EcoRI EcoRI

|___________________________| |___________________________|

d) Bu kısıtlama haritalarını cDNA klonununkiyle (problem 1.38) ve yukarıda gösterilen R döngüleriyle karşılaştırın. Genomik DNA'daki SalI ve HindIII bölgelerinin cDNA klonundakilere tekabül ettiğini varsayarsak, DNA'nın intron/ekson yapısı hakkında ne çıkarabilirsiniz? sarı5 kb ve 4 kb EcoRI fragmanlarında bulunan gen(ler)? Lütfen ekson-intron yapısını verilerin izin verdiği kadar ayrıntılı olarak çizin (yani, intron(lar)ın boyutunu ve intron/ekson bağlantılarının konumlarını mümkün olduğu kadar kesin olarak gösterin).

5 kb EcoRI parçası: 4 kb EcoRI parçası:

EcoRI EcoRI EcoRI EcoRI

|___________________________| |___________________________|

e) Tüm verileri (cDNA ve genomik klonların haritaları ve R-loop analizi) göz önünde bulundurarak, bunların sayısı ve konumu hakkında ne sonuca varabilirsiniz? sarıbu genomik klondaki gen(ler)?

3.13 adlı bir gen için 1100 baz çifti (bp) cDNA klonu izole ettiniz. gök mavisi mutasyona uğradığında kurbağalarda mavi gözlere neden olur. Ayrıca 3000 bp'yi izole edersiniz salhibridize olan genomik DNA parçası gök mavisicDNA. haritası gök mavisi cDNA, bp cinsinden verilen fragman boyutları ile aşağıdaki gibidir.

3000 bp'nin sindirimi salBelirtilen kısıtlama endonükleazları ile genomik DNA'nın I fragmanı, tümü gök mavisicDNA. Unutmayın ki başlangıç ​​parçası salBen siteleri her iki ucunda. Parça boyutları bp cinsindendir.

Kısıtlama enzimleri

BamHI Bam+Pst PstI Pst+Eco EcoRI Bam+Eko

2700

2300

2000

1900 1900

1200

1100 1100

800

700 700 700

300 300 300

NS salben salI (3000 bp) genomik fragman, 1100 bp cDNA fragmanına hibridize edildi ve heterodupleksler elektron mikroskobunda incelendi. Çok sayıda molekül üzerinde yapılan ölçümler, soldaki yapıda belirtilen boyutların belirlenmesiyle sonuçlanmıştır, yani 400 ve 600 bp'lik dupleks bölgeler, 1500 nükleotidlik tek sarmallı bir döngü ile kesilir ve 500 ve tek sarmallı bölgelerle çevrilidir. 100 nükleotid. Aynı deney 2700 bp ile yapıldığında salben ekocDNA fragmanına hibritlenen RI genomik DNA fragmanı, sağdaki yapı gözlenir.


a) 3000 bp'nin kısıtlama haritası nedir? salben salI genomik DNA parçası gök mavisigen? Baz çiftlerinde siteler arasındaki mesafeleri belirtin.

b) Hücrede kaç tane intron bulunur? gök mavisigenomik DNA parçası?

c) Ekzonlar nerede bulunur? gök mavisigenomik DNA parçası? 3000 bp'nin kısıtlama haritasında ekzonları kutular olarak çizin salben salBen genomik DNA parçası? Kısıtlama bölgeleri ve intron/ekson sınırları arasındaki mesafeleri (baz çiftleri olarak) belirtin.

3.14 T-hücresi reseptörü sadece T-lenfositlerinde bulunur, B-lenfositlerinde veya diğer hücrelerde bulunmaz. T-lenfositlerinden ve B-lenfositlerinden RNA kullanarak çıkarmalı hibridizasyon yoluyla T-hücresi reseptörünü izole etmek için bir strateji tanımlayın.

3.15.İnsan insülininde kaç ekzon vardır (INS) gen, ne kadar büyükler ve onları ayıran intronlar ne kadar büyük? Bunu yanıtlamak için üç farklı biyoinformatik yaklaşım kullanın.

a. içeren mevcut genomik diziyi hizalayın. INS(insülin kodlayan) ekzonları ve intronları bulmak için mRNA dizisi ile INSgen. Sıra dosyaları şunlardır:

INSmRNA: erişim numarası NM_000207

INS gen (bir kısmını içerir NSve IGF2ek olarak INS): erişim numarası L15440

Dosyalar NCBI'den (http://www.ncbi.nlm.nih.gov) veya kurs web sitesinden (www.bmb.psu.edu/Courses/bmb400/default.htm) edinilebilir.

kullanarak mRNA (cDNA) ve genomik diziyi hizalayın. BLAST2diziler sunucusu

ve sim4sunucu

pbil.univ-lyon1.fr/sim4.html

sim4ekson/intron bağlantılarında terminal artıklığını hesaba katmak için tasarlanmıştır, oysa BLAST2değil. Çıktıda bu etkiyi görüyor musunuz?

B. Kullan ilk baştaekzon bulma programı Genscan, mevcut

genler.mit.edu/GENSCAN.html

ekzonları tahmin etmek için INSgenomik dizi (L15440).

Bu, programla analiz sonuçlarıyla nasıl karşılaştırılır? genscan?

C. ne için görüyorsun INSİnsan Genom Tarayıcısı ve Topluluğunda? Bunlara şu adresten erişilir:


Izolasyonu Caenorhabditis elegans genomik DNA ve delesyonların tespiti unc-93 PCR kullanan gen

PCR, genomik DNA izolasyonu ve agaroz jel elektroforezi, çok çeşitli uygulamaları olan yaygın moleküler biyoloji teknikleridir. Bu nedenle, orta düzey bir lisans moleküler biyoloji laboratuvarı dersi için bu teknikleri kullanan bir dizi alıştırma geliştirdik. Bu alıştırmalarda, öğrenciler nematoddan genomik DNA'yı izole ediyor Caenorhabditis elegans ve silmeleri tespit etmek için PCR'yi kullanın. C. elegans unc-93 gen. Alıştırmalar öncesinde, vahşi tip ve üç farklı unc-93 silme mutant suşları eğitmen tarafından büyütülür, hasat edilir ve dondurulur. Bir yaklaşımda, öğrenciler bir genomik DNA izolasyon kiti kullanarak her bir suştan genomik DNA'yı izole eder ve DNA'yı analiz etmek ve konsantrasyonunu tahmin etmek için agaroz jel elektroforezi kullanır. İki farklı bölgeye yönelik primerleri kullanan PCR'ler unc-93 gen, vahşi tip ve mutant suşlardan genomik DNA üzerinde gerçekleştirilir ve PCR ürünleri, agaroz jel elektroforezi ile analiz edilir. Öğrenciler, üç mutant suştaki silmelerin yaklaşık konumunu ve boyutunu belirlemek için jeli analiz eder. Alternatif olarak, öğrenciler tekli nematodları parçalayabilir ve bir laboratuvar oturumunda PCR yapabilir. Bu alıştırmalar, herhangi bir organizmada iyi karakterize edilmiş silmelerin saptanmasına kolayca uyarlanabilir olmalıdır.


Memeli sinir sisteminin gelişiminde rol oynayan genler için gen tuzağı ifadesi ve mutasyon analizi †

A. Stoykova, K. Chowdhury, P. Bonaldo ve M. Torres bu makaleye eşit derecede katkıda bulundular.

Soyut

Gelişmekte olan sinir sisteminde rol oynayabilecek genlerin izolasyonu ve mutasyonu için geniş ölçekli bir gen tuzağı yaklaşımı kullandık. İki farklı gen tuzak vektörünün in vitro entegrasyonundan sonra (pGT1.8geo: Skarnes ve diğerleri [1995] Proc. Natl. Acad. Sci. ABD 92:6592–6596 IRESβgeo: Chowdhury ve diğerleri [1997] Nucleic Acids Res. 25 :1531–1536) fare embriyonik kök (ES) hücre hatlarında, 64 transgenik fare hattı oluşturduk. Heterozigot embriyoların embriyogenezi sırasında raportör genin ekspresyon analizi, çeşitli desenlere sahip 47 çizgi ortaya çıkardı. Bu gen tuzak hatlarının yaklaşık üçte biri (%36), ya gelişen sinir sisteminde ağırlıklı olarak kısıtlanmış (11 satır %17) ya da yaygın fakat sinir dokusunda çok yüksek düzeyde ekspresyonla (12 satır %19) uzamsal-zamansal ekspresyon gösterdi. ). Çoğu durumda, raportör gen ekspresyonunun in vitro ve in vivo modelleri arasında bir korelasyon bulundu. Şimdiye kadar, gelişmekte olan sinir sisteminde potansiyel olarak ilginç ekspresyon modellerine sahip 16 gen tuzak hattının ön mutant analizi, sekiz (%50) ekleme için homozigot farelerin öldürücü olduğunu gösterirken, beş gen tuzak hattından gelen homozigot farelerin (%31) bir canlı homozigot hayvanların beklenenden daha düşük Mendel oranı. Embriyogenez sırasında β-galaktosidaz raportör gen ekspresyonunun analizi, dört transgenik hattın faydalı olduğunu göstermiştir. lakGelişmekte olan sinir sisteminin belirli bölgeleri için Z in situ belirteçleri. Burada, sinirsel gelişimin kontrolünde potansiyel olarak yer alan kapana kısılmış genlerin sayısını artırabilecek bazı in vivo ve in vitro seçim kriterlerini ve gen tuzağı yaklaşımının verimliliğini daha da artırmak için gelecekteki bazı stratejileri tartışıyoruz. geliştirici Din. 1998212:198–213. © 1998 Wiley-Liss, Inc.


Çevrimiçi kaynaklar

Aşağıda ayrıntıları verilen alıştırmalarda kullanılan biyoinformatik uygulamaları, PC ve Mac bilgisayarların ortak web tarayıcılarında çalışan kullanıcı dostu arayüzlere sahip, açık erişimli ve web tabanlıdır. Seçilen uygulamalar, yaygın olarak kullanılan ve şu anda günlük araştırma rutinlerinde vazgeçilmez olan köklü web tabanlı platformlarda barındırılsa da, öğrencilere bu biyoinformatik uygulamaların daha fazla veri eklenmesinden kaynaklanan gelişen dinamikleri hakkında bilgi vermek önemlidir. yeni kaynakların geliştirilmesi veya giderek daha sezgisel arayüzlerin görüntülenmesi. Bu biyoinformatik etkinliklerin pilot denemesi, altı okuldan 14 öğretmenin işbirliğiyle ve toplam 387 lise öğrencisi (15-18 yaş) ile bir sınıf ortamında gerçekleştirildi.


3.E: Genlerin İzolasyonu ve Analizi (Alıştırmalar) - Biyoloji

1. Bir gen havuzu, melezlenen bir popülasyonda bulunan tüm genlerden ve farklı alellerinden oluşur.

  • Gen havuzu = belirli bir zamanda melezlenen bir popülasyondaki tüm genler.
  • alel frekansı = bir popülasyondaki bir genin tüm alellerinin oranı olarak bir alelin frekansı.
    • alel frekansları 0 ile 1,0 arasında veya yüzde olarak
    • evrim her zaman bir popülasyonun gen havuzundaki alel frekansında birkaç nesil boyunca bir değişikliği içerir.

    Beceri: Coğrafi olarak izole edilmiş popülasyonların alel frekanslarının karşılaştırılması.

    2. Evrim, popülasyonlarda alel frekanslarının zamanla değişmesini gerektirir.

    3. Biyolojik tür kavramı, bir gen havuzunun üreme izolasyonuna dayanır.

    • Darwin'den önce, her tür, diğer türlerden morfolojik olarak farklı, sabit bir varlık olarak kabul edildi.
      • Darwin, bir tür içindeki bireylerin morfolojik olarak benzer olmasının nedeninin, onların iç içe geçmeleri olduğunu kabul etti.
      • melezleme yeteneği morfolojik özelliklerden daha önemlidir
      • biyolojik tür tanımı: üreme açısından bu tür diğer gruplardan izole edilmiş, ortak bir gen havuzuna sahip, potansiyel olarak kendi aralarında üreyen bir popülasyon grubu
      • kardeş türler, kendi aralarında çiftleşemeyen ancak morfolojik olarak belirsiz olan popülasyonlardır.
      • Bazı tür çiftleri morfolojik olarak farklıdır, ancak kendi aralarında çiftleşirler.
      • birçok bitki türü melez oluşturur
      • bazı türler her zaman eşeysiz ürerler
      • fosil türleri biyolojik tür tanımına göre sınıflandırılamaz

      4. Uygulama: Yönlendirici, dengeleyici ve bozucu seçim örneklerinin belirlenmesi.

      5. Popülasyonların üreme izolasyonu zamansal, davranışsal veya coğrafi olabilir.

      • Bir türün iki popülasyonu, çoğalamayacakları şekilde coğrafi bir bariyerle ayrıldığında, bunlar allopatrik olarak kabul edilir.
      • Dağılma mekanizmaları, bir popülasyonun bazı bireylerinin, ebeveyn, sempatik popülasyonu iki veya daha fazla allopatrik popülasyona ayırarak yeni yerlere göç etmesine neden olur.
      • Üreme açısından izole edilmiş allopatrik popülasyonlar aşağıdakilerden dolayı farklılık gösterecektir:
        • biraz farklı ortamlar nedeniyle farklı doğal seçilim baskıları
        • mutasyonun rastgele doğası nedeniyle farklı mutasyon basınçları
        • Genetik sürüklenme, şansın allopatrik popülasyonlarda, özellikle de popülasyonun kurucu üyelerinin sayısı azsa, biraz farklı alelik frekanslar üretmesi muhtemel olduğundan.
        • Sempatik popülasyonlar coğrafi dağılımda örtüşüyor
        • popülasyonun bir kısmı, ana popülasyon tarafından kullanılmayan kaynaklara sabitlenebilir.
        • kaynak kullanımındaki farklılıklar, iki farklı uyarlama arasında bir dengeye yol açabilir, dengeli bir polimorfizm
        • Dengeli polimorfizm asortif çiftleşmeye yol açarsa, sempatik türleşme sonuçlanabilir.
        • örnek: Kuzey Amerika elma kurtçuk sineği, Rhagoletis pomonella
          • sadece larvalarının besini olan alıç meyvelerine yumurta bırakırdı.
          • şimdi bir popülasyon elma ağaçlarını da istila ediyor, larvalarının besini
          • meyveler farklı zamanlarda olgunlaştığı için erginler farklı zamanlarda ortaya çıkar ve çiftleşir.
          • dolayısıyla gen havuzları arasında davranışsal ve zamansal engeller vardır.
          • iki popülasyon arasında alelik frekans farklılıkları var
          • onlar sempatik nüfus sürecindeler

          Gen havuzlarının üreme izolasyonu

          • Habitat izolasyonu: populasyonlar farklı habitatlarda yaşarlar ve bir araya gelmezler.
          • Geçici izolasyon: çiftleşme veya çiçeklenme farklı mevsimlerde veya günün farklı saatlerinde gerçekleşir.
          • Davranışsal izolasyon: erkekler ve kadınlar arasında çok az veya hiç çekim yok
          • Mekanik izolasyon: cinsel organlardaki veya çiçeklerdeki yapısal farklılıklar, çiftleşmeyi veya polen transferini önler
          • Gametik izolasyon: dişi ve erkek gametler birbirini çekemez veya yaşayamaz

          Gen havuzlarının genetik izolasyonu:

          • Azaltılmış hibrit canlılığı: hibrit zigotlar gelişemez veya olgunluğa ulaşamaz
          • Azaltılmış melez doğurganlık: melezler işlevsel gametler üretemez
          • Hibrit dökümü: melezlerin yavruları, canlılığı veya doğurganlığı azaltmıştır.

          6. Poliploidi türleşmeye katkıda bulunabilir.

          • poliploidi, coğrafi izolasyon gerektirmeyen bir sempatik türleşme şeklidir.
          • poliploidi, ikiden fazla homolog kromozom setine sahip olmak anlamına gelir.
          • poliploidi bitkilerde en yaygın olarak mayoz bölünme sırasındaki hataların bir sonucu olarak ortaya çıkar.
          • eğer bitki çoğalırsa, tek bir poliploid bireyin oluşumu bile bir türleşme olayı olabilir:
            • eşeysiz (vejetatif)
            • kendi kendine döllenme ile

            Uygulama: Poliploidi ile Allium cinsinde türleşme.

            7. Allopatrik, sempatik iken coğrafi izolasyon yoluyla türleşmeye yol açar. ekolojik izolasyon yoluyla türleşmeye yol açar.

            allopatrik türleşme coğrafi izolasyonun bir sonucu olarak ortaya çıkar:

            • Bir türün iki popülasyonu, aralarında çiftleşemeyecekleri şekilde coğrafi bir bariyerle ayrıldığında, bunlar allopatrik olarak kabul edilir.
            • Dağılma mekanizmaları, bir popülasyonun bazı bireylerinin, ebeveyn, sempatik popülasyonu iki veya daha fazla allopatrik popülasyona ayırarak yeni yerlere göç etmesine neden olur.
            • Üreme açısından izole edilmiş allopatrik popülasyonlar aşağıdakilerden dolayı farklılık gösterecektir:
              • biraz farklı ortamlar nedeniyle farklı doğal seçilim baskıları
              • mutasyonun rastgele doğası nedeniyle farklı mutasyon basınçları
              • Genetik sürüklenme, şans eseri allopatrik popülasyonlarda, özellikle de popülasyonun kurucu üyelerinin sayısı azsa, biraz farklı alelik frekanslar üretebilir.

              sempatik türleşme genellikle ekolojik/niş izolasyon gerektirir:

              • Sempatik popülasyonlar coğrafi dağılımda örtüşüyor
              • bir popülasyonun bir kısmı, ana popülasyon tarafından kullanılmayan kaynaklara sabitlenebilir
              • kaynak kullanımındaki farklılıklar, iki farklı uyarlama arasında bir dengeye yol açabilir, dengeli bir polimorfizm
              • Dengeli polimorfizm asortif çiftleşmeye yol açarsa, sempatik türleşme sonuçlanabilir.

              Her tür türleşme, gen havuzlarının üreme izolasyonunu gerektirir.

              • Birçok türü üreme izolasyon mekanizmaları türleşmeden geçen iki popülasyon arasındaki ayrışmayı hızlandırmak
                • Habitat izolasyonu: populasyonlar farklı habitatlarda yaşarlar ve bir araya gelmezler.
                • Geçici izolasyon: çiftleşme veya çiçeklenme farklı mevsimlerde veya günün farklı saatlerinde gerçekleşir.
                • Davranışsal izolasyon: erkekler ve kadınlar arasında çok az veya hiç çekim yok
                • Mekanik izolasyon: cinsel organlardaki veya çiçeklerdeki yapısal farklılıklar, çiftleşmeyi veya polen transferini önler
                • Gametik izolasyon: dişi ve erkek gametler birbirini çekemez veya yaşayamaz
                • Azaltılmış hibrit canlılığı: hibrit zigotlar gelişemez veya olgunluğa ulaşamaz
                • Azaltılmış melez doğurganlık: melezler işlevsel gametler üretemez
                • Hibrit dökümü: melezlerin yavruları, canlılığı veya doğurganlığı azaltmıştır.

                8. İzole edilmiş popülasyonların farklılaşmasından kaynaklanan türleşme kademeli olabilir.

                • Ortak bir atadan türeyen türler, morfolojide giderek daha fazla birbirinden ayrılır.
                • benzersiz uyarlamalar elde ettikleri için
                • doğal seçilimin yavaş ama amansız etkileri sayesinde.

                9. Türleşme aniden ortaya çıkabilir.

                noktalı denge kayda değer bir değişiklik olmaksızın uzun dönemler ve kısa hızlı evrim dönemleri anlamına gelir. :


                Gelecek görünüşü

                Sıralama teknolojileri ilerledikçe, yeni teknik zorlukları çözmek ve yeni uygulamaları desteklemek için hesaplama araçlarının paralel olarak gelişmesi gerekecektir. Örneğin, sıralama platformlarının daha uzun okumalar üretme yeteneği bir gerçeklik haline geldiğinden, uzun okumaları doğru ve verimli bir şekilde hizalamak için yeni haritalama yöntemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Daha uzun okumalar birden fazla ekzon bağlantılarını kapsayabileceğinden, alternatif izoformların tanımlanması ve nicelenmesi, daha uzun okumalarda kodlanan ekstra bilgilerle önemli ölçüde iyileşecektir. Ayrıca, laboratuvar yöntemleri çok küçük miktarlarda RNA'nın sıralanmasını sağlamak için olgunlaştıkça, teknik gürültü ile anlamlı biyolojik varyasyon arasında ayrım yapmak için karmaşık istatistiksel yaklaşımlara ihtiyaç duyulacaktır. Bu ilerlemeler, nadir hücre tiplerinde ve hücre durumlarında transkriptomların analizini kolaylaştıracak ve araştırmacıların hücresel düzeyde aktif olan biyolojik ağları yeniden yapılandırmasını sağlayacaktır. Ek olarak, bu gelişmeler, transkriptome analizinin klinik teşhis alanına girmesine izin verecektir, örneğin, kanser taramasının ve hamileliğin daha erken izlenmesi, anne kanındaki kanserli RNA veya fetal RNA'nın dizilenmesiyle gerçekleştirilebilir. Ayrıca, daha büyük örneklerde RNA-Seq ile tam genom dizilemenin entegrasyonu, genetik düzenleyici varyasyon hakkında daha fazla bilgi sağlayacaktır. Bu deneysel ve biyoinformatik ilerlemeler, temel biyolojik sorularla ilgili olduğu için transkriptomu tam olarak karakterize etmek için güçlü bir araç kutusu ve kişiselleştirilmiş tıp üzerindeki artan etkisi sağlayacaktır.


                3.E: Genlerin İzolasyonu ve Analizi (Alıştırmalar) - Biyoloji

                GenAlEx içinde el hesaplamaları ve alıştırmaları kullanan popülasyon genetik analizi üzerine kendi hızınızda bir dizi öğretici sunmaktan mutluluk duyuyoruz. Bunlar, kısmen dünya çapında (ortak ve bağımsız olarak) sunduğumuz lisansüstü atölye çalışmalarından alınmıştır. İlgilendiğiniz öğreticileri indirmek için aşağıdaki bağlantıları tıklayın. 2012'de Eğiticiler 1-6, onları GenAlEx 6.5'in yeni özellikleriyle güncel hale getirmek için revize edildi. Daha yeni Sorun Giderme Eğitimi, tüm kullanıcılar için şiddetle tavsiye edilir. Bazı veri kümelerinin çalışmasını engelleyebilecek bazı sorunları çözmek için yararlı ipuçları sağlar.

                Frekansa Dayalı Popülasyon Genetik Analizine Giriş: puanlama genetik belirteçler, Alel Frekansı, Heterozigotluk, F-istatistikleri, Nei Genetik Mesafe, Shannon Çeşitlilik İndeksleri ve Hardy-Weinberg Dengesi için Ki-kare testleri

                Genetik Uzaklık ve AMOVA: Haploid, Kodominant ve İkili Genetik Uzaklık, AMOVA ve F-istatistikleri

                Mekansal Genetik Analiz: Temel Koordinat Analizi (PCoA), Matris Uyumluluğu için Mantel Testleri ve Mekansal Otokorelasyon Analizi

                Gelişmiş Frekans Tabanlı Analiz: DNA Profili Olasılığı, Kimlik Olasılığı, Dışlama Olasılığı, Popülasyon Ataması ve İkili İlişki

                Veri Alma ve Verme Dahil Gelişmiş Özellikler: DNA dizileriyle çalışma, ham genotipik verileri alma ve işleme, GenAlEx'ten diğer yazılımlara veri aktarma. İstatistikler menüsü ve GenAlEx menüsünün nasıl özelleştirileceği de kısaca anlatılmıştır.

                TwoGener: Erkek gametik çıkarım, erkek gametik mesafeler, gametik AMOVA

                Hiyerarşik Shannon Çeşitlilik Analizi

                Bu öğretici, GenAlEx başlangıçta bazı veri kümelerini çalıştıramadığında sorun giderme için yararlı ipuçları sağlar.


                T: 514-398-5634 | jean-benoit.charron [at] mcgill.ca (E-posta) | Raymond Binası, R2-022a

                Derece

                lisans Biyokimya (Université de Montréal)
                Yüksek Lisans, Doktora Biyoloji (Université du Québec à Montréal)

                Aktif Bağlantılar

                Société canadienne de biologie végétale/Kanada Bitki Biyologları Derneği Kıdemli Direktörü
                Yayın Kurulu Üyesi Bilimsel Raporlar, Nature Publishing Group

                Araştırma Alanları

                Laboratuvarımız, bitkilerde stres toleransını kontrol eden kromatin düzenleyici mekanizmaları inceler. Kromatin, genlerin ekspresyonunu modüle etmek için değiştirilebilen oldukça organize bir yapıdır. Bu kontrol, DNA metilasyonu ve/veya çeşitli histon modifikasyonları ve nükleozom yeniden modellemesi yoluyla uygulanabilir. Bu modifikasyonlar, yerel kromatin durumunu bir "açık" (transkripsiyonel olarak aktif) veya "kapalı" (transkripsiyonel olarak bastırılmış) bir konfigürasyondan değiştirerek gen ekspresyonunu etkileyebilir ve bunun tersi de geçerlidir. Bu süreci kontrol etmek için özel proteinler, gerektiğinde gen ekspresyonunu aktive etmek veya bastırmak için farklı modifikasyon kombinasyonları üretecektir. Araştırmamızın uzun vadeli amacı, bu özel proteinlerin, çevresel stres koşullarının algılanması üzerine bitkinin kromatin yapısının dinamik ayarını nasıl modüle ettiğini ve bunun, hücresel ortamdan gelen stres sinyallerini DNA'dan gelen düzenlenmiş tepkilere nasıl çevirdiğini anlamaktır.

                Kromatin dinamiklerini incelemek için monokot kullanıyoruz Brakipodyum distachyon (mor sahte brom) bir genetik model sistemi olarak. Bu bitki, buğday ve arpanın yakın bir akrabasıdır ve öncelikle küçük genomu ve dönüştürülebilmesinin göreceli kolaylığı nedeniyle moleküler çalışmalar için çekicidir. Transgenik bitkiler, stres tepki mekanizmasında yer alan özel kromatin değiştirici genlerin işlevini izole etmemize ve analiz etmemize izin verdiğinden, ikincisi laboratuvardaki çalışmalarımız için çok önemlidir. Aşırı ekspresyon ve RNAi aracılı demonte Brachypodium hatlarının geliştirilmesi şu anda laboratuvarda devam etmektedir. Bitkilerde strese tepki mekanizmalarında yer alan bu kromatin değiştirici genleri tanımlamak ve işlevsel olarak karakterize etmek için bir dizi son teknoloji moleküler teknik (RT-qPCR, ChIP-qPCR, ChIP-seq ve RNA-seq dahil) kullanıyoruz. Stres toleransında yer alan kromatin mekanizmalarının aydınlatılmasının nihayetinde önemli tahıl monokot mahsullerinin iyileştirilmesi için stratejilere yol açacağını umuyoruz.

                Daha da geliştirmenin yanı sıra Brakipodyum model organizma olarak şu anda endüstriyel kenevirle de çalışıyoruz (esrar sativa), Kanada'da özel ekonomik öneme sahip bir dikot mahsulü. Bu mahsulün stres tepki mekanizmalarının moleküler yönleri şu anda laboratuvarda analiz ediliyor. Ayrıca, Tarım ve Agrifood Kanada ve Phytodata inc. havadaki tarla mantar örneklerinden dirençli ve hassas izolatların eşzamanlı tespiti ve miktar tayini için doğru moleküler testler geliştiriyoruz. Bu deneylere, minimum fungisit kullanımına odaklanan, çevresel olarak kabul edilebilir bitki koruma stratejilerinin geliştirilmesi için ihtiyaç duyulmaktadır.

                Güncel Araştırma

                • Tahıl bitkisinin abiyotik stres tepkilerinde kromatin değiştirici komplekslerin rolünü anlamak, Kanada Doğa Bilimleri ve Mühendislik Araştırma Konseyi (NSERC), Discovery Grant
                • Québec'te yetiştirilen endüstriyel kenevirin verimini ve kalitesini artırma, Ministère de l'Agriculture, des Pêcheries et de l'Alimentation du Québec (MAPAQ), Tarımsal gıda endüstrisinde yeniliği destekleme programı
                • Mantar ilacı direncine yönelik entegre yönetim modelinin geliştirilmesi, Ministère de l'agriculture, des pêcheries et de l'alimentation du Québec (MAPAQ), Innov'action Programı
                • Kromatin biyolojisi ve epigenetik laboratuvarı için altyapı, Kanada inovasyon vakfı (CFI), Altyapı işletme hibesi
                • Centre de recherche en sciences du végétal (Centre SEVE), Fonds de recherche du Québec – Nature et Technologies (FRQNT), Stratejik kümeler

                Dersler

                Yaşam Bilimleri: Ders, hayvanların, bitkilerin, bakterilerin ve virüslerin klasik, moleküler ve popülasyon genetiğini bütünleştirir. Amaç, bir hücre içindeki, aileler içindeki ve popülasyonlardaki genetik bilgi akışını anlamaktır. Problem çözmeye dayalı öğrenmeye önem verilecektir. Laboratuvar çalışmaları, genetik deneysel verilerin yorumlanmasını vurgulayacaktır.

                • Kısıtlama: BİOL 202 almış öğrencilere açık değildir.
                • Şartlar
                  • Güz 2021
                  • Jean-Benoit Charron

                  Biyoteknoloji: Pratik laboratuvar temelli araştırma deneyimi. Hücresel ve moleküler biyolojide teknikler, deney tasarlama ve deneysel sonuçların yorumlanması ve iletilmesinde beceri geliştirme.


                  Alkali Lizis:

                  Alkali liziz, moleküler biyolojide, plazmit DNA'yı veya proteinler gibi diğer hücre bileşenlerini hücreleri kırarak izole etmek için kullanılan bir yöntemdir. İlgili plazmidi içeren bakteriler ilk önce büyütülür ve daha sonra bir deterjan sodyum dodesil sülfat (SDS) ve güçlü bir baz sodyum hidroksitten oluşan bir alkalin lizis tamponu ile parçalanmasına izin verilir. Deterjan, zarın fosfolipid çift tabakasını parçalar ve alkali, hücre zarının yapısının korunmasında yer alan proteinleri denatüre eder. Ajitasyon, çökeltme, santrifüjleme ve süpernatantın uzaklaştırılmasını içeren bir dizi adım yoluyla, hücresel artıklar uzaklaştırılır ve plazmit izole edilir ve saflaştırılır.


                  3.E: Genlerin İzolasyonu ve Analizi (Alıştırmalar) - Biyoloji

                  Aşağıdaki alıştırmada size bilinmeyen bir DNA dizisi verilecek ve diziyi bir amino asit dizisine çevirmek için bir web aracı kullanmanız ve umarız uygun okuma çerçevesini belirlemeniz istenecektir. Daha sonra, bir sonraki alıştırmada kullanmak istiyorsanız, bu amino asit dizisini bir kelime işlemci programına kaydedeceksiniz (veya kendinize e-posta ile göndereceksiniz).

                  Sıralamanızı elde etmek
                  Laboratuarda bu, bir cDNA kitaplığından bir klonun dizilenmesiyle veya amplifiye edilmiş bir DNA fragmanının bir PCR amplifikasyonundan izole edilmesiyle elde edilebilir. Genellikle, böyle bir ürünü sıraladığımızda, analiz etmemiz gereken beklenmedik bir DNA parçasına sahip olduğumuzu görürüz. Burada diziler veritabanımızdan rastgele kısmi bir dizi sağlayacağız. Get Gene Sequence düğmesine tıkladıktan sonra aşağıdaki pencerede kısmi bir nükleotid dizisi görünecektir.

                  Sırayı Çevirmek
                  Web'deki birkaç site, bir giriş dizisinin çevirisini gerçekleştirir. Aşağıdaki Expasy bağlantısına tıklamak, bir çeviri aracına erişmenizi sağlayan yeni bir pencere açacaktır. DNA dizisinin çevrilmesi, bir seferde üç baz nükleotid dizisinin okunması ve ardından bir amino asit dizisine ulaşmak için genetik kod tablosuna bakılmasıyla yapılır. Bu program, olası altı çerçevenin tümünde giriş dizisini inceler (yani, nt 1, nt 2 ve nt 3 ile başlayan diziyi 5' ila 3' ve 3' ila 5' arasında okur). Uygun translasyonu belirlemede tipik olarak aradığımız şey, bir durdurma kodonu ile karşılaşılmadan önce en uzun amino asit dizisini veren çerçevedir. (64 kodon ve saçmalık için üç kod olduğundan, sadece "çerçeve dışı" bir diziyi okursak, ortalama olarak her 20 amino asitte bir bir durdurma kodonunun görünmesini bekleriz. Ancak, "ortalama olarak" sadece budur ve bu Durdurma kodonları olmadan genişletilmiş bir dizi vermek için yanlış bir okuma çerçevesine sahip olmak mümkündür.Bir sonraki alıştırma bu sorunu ele alacaktır.

                  Çeviri için Expasy araçlarını kullanacağız. Üzerine tıklamak yeni bir pencere açacaktır, böylece talimatlar için bu pencereye dönebilir ve dizinizi kopyalayabilirsiniz.


                  Videoyu izle: 3 Replikasyon - Özel Ders 12. Sınıf (Haziran 2022).


Yorumlar:

  1. Andriel

    Blogumda yayınlayabilir miyim?

  2. Chilton

    Tam olarak ihtiyacım olan bu değil. Başka kim önerebilir?

  3. Algar

    I can't help but believe you :)

  4. Isadoro

    I'd rather not say anything

  5. Grangere

    The matchless theme, is pleasant to me :)

  6. Wintanweorth

    evet arkadaşlar çıktı :o)



Bir mesaj yaz