История биологии
<<  Основы экспериментальной биологии Основы экспериментальной биологии  >>
Основы экспериментальной биологии
Основы экспериментальной биологии
Эры развития молекулярной биологии
Эры развития молекулярной биологии
Эволюция знаний
Эволюция знаний
Постгеномная эра
Постгеномная эра
Основные разделы «…омик»
Основные разделы «…омик»
Новая эра – новые ресурсы
Новая эра – новые ресурсы
Новая эра – новые подходы
Новая эра – новые подходы
Геномика
Геномика
Словарик
Словарик
ГЕНОМИКА – раздел молекулярной биологии, изучающий геном и гены живых
ГЕНОМИКА – раздел молекулярной биологии, изучающий геном и гены живых
Основные этапы становления геномных исследований
Основные этапы становления геномных исследований
1. ЭТАП
1. ЭТАП
Генеалогии, демонстрирующие различные типы наследования признаков у
Генеалогии, демонстрирующие различные типы наследования признаков у
2. ЭТАП
2. ЭТАП
Методы клеточных технологий (соматическая гибридизация)
Методы клеточных технологий (соматическая гибридизация)
Получение моноклональных антител
Получение моноклональных антител
3. ЭТАП
3. ЭТАП
Метод пцр
Метод пцр
ДНК
ДНК
ДНК
ДНК
Основные компоненты пцр
Основные компоненты пцр
Стадии пцр
Стадии пцр
СТАДИИ ПЦР
СТАДИИ ПЦР
СТАДИИ ПЦР
СТАДИИ ПЦР
СТАДИИ ПЦР
СТАДИИ ПЦР
Анимация ПЦР
Анимация ПЦР
ЭВОЛЮЦИЯ ПЦР
ЭВОЛЮЦИЯ ПЦР
Исследование генома Thermus aquaticus
Исследование генома Thermus aquaticus
ЭВОЛЮЦИЯ ПЦР
ЭВОЛЮЦИЯ ПЦР
Основы экспериментальной биологии
Основы экспериментальной биологии
Разработаны варианты постановки ПЦР, направленные на: 1. увеличение
Разработаны варианты постановки ПЦР, направленные на: 1. увеличение
Основные направления геномных исследований
Основные направления геномных исследований
Разделы геномики
Разделы геномики
Основы экспериментальной биологии
Основы экспериментальной биологии
Структурная геномика
Структурная геномика
Геном человека
Геном человека
Геном человека
Геном человека
Геном человека
Геном человека
Основные цели проекта
Основные цели проекта
Стоимость полногеномного сиквенса
Стоимость полногеномного сиквенса
Основы экспериментальной биологии
Основы экспериментальной биологии
Функциональная геномика
Функциональная геномика
Фрагмент генной сети, контролирующей синтез NO при активации макрофага
Фрагмент генной сети, контролирующей синтез NO при активации макрофага
В настоящее время определены гены основных ферментов, участвующие в
В настоящее время определены гены основных ферментов, участвующие в
Сравнительная геномика
Сравнительная геномика
Эволюционная геномика
Эволюционная геномика
Медицинская геномика
Медицинская геномика
Рекомендуемая литература
Рекомендуемая литература

Презентация на тему: «Основы экспериментальной биологии». Автор: user. Файл: «Основы экспериментальной биологии.ppt». Размер zip-архива: 8034 КБ.

Основы экспериментальной биологии

содержание презентации «Основы экспериментальной биологии.ppt»
СлайдТекст
1 Основы экспериментальной биологии

Основы экспериментальной биологии

Лекция 5 Горизонты науки. Ч.1. Биология постгеномной эры.

2 Эры развития молекулярной биологии

Эры развития молекулярной биологии

СЕКВЕНИРОВАНИЕ ГЕНОМА БАКТЕРИОФАГА (?-X174 ) СЕКВЕНИРОВАНИЕ ГЕНОМА БАКТЕРИИ (haemophilus influenzae) СЕКВЕНИРОВАНИЕ ГЕНОМА ЧЕЛОВЕКА ПРОЕКТ 1000 ГЕНОМОВ

Открытие днк и рнк расшифровка генетического кода открытие механизмов матричного ситнеза

Открытие эпигенетических механизмов программа транскриптом программа протеом программа метаболом

3 Эволюция знаний

Эволюция знаний

М е х а н и з м ы р е г у л я ц и и

Совокупность всех генов организма

Совокупность всех видов РНК организма

Совокупность всех видов белков организма

Совокупность всех метаболических процессов в организме

4 Постгеномная эра

Постгеномная эра

ГЕНОМИКА, ПРОТЕОМИКА И МЕТАБОЛОМИКА – это современные науки, которые будут определять передний край развития научной мысли в начале XXI века, также как иммунология, молекулярная биология и биотехнология определяли ее развитие в конце XX века

5 Основные разделы «…омик»

Основные разделы «…омик»

6 Новая эра – новые ресурсы

Новая эра – новые ресурсы

В 1970 году ввела термин биоинформатика

Биоинформатика – наука, занимающаяся разработкой компьютерных технологий для изучения биологической информации

Полина Хогевег

7 Новая эра – новые подходы

Новая эра – новые подходы

СИСТЕМНАЯ БИОЛОГИЯ – междисциплинарная область науки, анализирует биологические системы с учетом их многокомпонентности, наличия прямых и обратных связей.

Транскриптомика

Метаболомика

Протеомика

Системная биология

Геномика

Липидомика

Биоинформатика

Другие омики

8 Геномика

Геномика

Основы экспериментальной биологии. Биология постгеномной эры.

9 Словарик

Словарик

Картирование генов – определение положения гена на хромосоме относительно других генов Сиквенс (англ. sequence) – получение последовательности мономеров в полимерной цепи Секвенирование – это общее название методов, которые позволяют установить последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК (или аминокислот в структуре белка) ПЦР – полимеразная цепная реакция

10 ГЕНОМИКА – раздел молекулярной биологии, изучающий геном и гены живых

ГЕНОМИКА – раздел молекулярной биологии, изучающий геном и гены живых

организмов

Генетика

Биофизика

Биохимия

Молекулярная биология

Микробиология

Инженерные науки

Иммунология

11 Основные этапы становления геномных исследований

Основные этапы становления геномных исследований

12 1. ЭТАП

1. ЭТАП

1900 – 1940 гг.

Методы анализа генеалогических карт (родословных)

ИЗУЧАЮТСЯ: менделирующие признаки человека МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ: генеалогический анализ

13 Генеалогии, демонстрирующие различные типы наследования признаков у

Генеалогии, демонстрирующие различные типы наследования признаков у

человека

14 2. ЭТАП

2. ЭТАП

1940 – 1980 гг.

Методы визуального (с помощью микроскопа) исследования хромосом

ИЗУЧАЮТСЯ: группы сцепления МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ: генеалогический, цитогенетический, метод гибридизации соматических клеток

15 Методы клеточных технологий (соматическая гибридизация)

Методы клеточных технологий (соматическая гибридизация)

16 Получение моноклональных антител

Получение моноклональных антител

Моноклональные антитела – антитела, вырабатываемые иммунными клетками, принадлежащими к одному клеточному клону, т.е. против одной специфической детерминанты антигена

17 3. ЭТАП

3. ЭТАП

1980 гг. – …

Методы молекулярной генетики (ПЦР, молекулярное клонирование, секвенирование и др.)

ИЗУЧАЮТСЯ: локализации генов в геноме, расшифровка их нуклеотидной последовательности. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ: молекулярно-генетические

18 Метод пцр

Метод пцр

1983 г. разработан метод ПЦР

Кэри Мюллис (1940 - )

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) – экспериментальный метод молекулярной биологии. Предназначен для увеличения малых концентраций определённых фрагментов нуклеиновой кислоты (ДНК) в биологическом материале (пробе)

19 ДНК

ДНК

Репликация

20 ДНК

ДНК

Репликация

21 Основные компоненты пцр

Основные компоненты пцр

22 Стадии пцр

Стадии пцр

Обычно при проведении ПЦР выполняется 20 - 35 циклов, каждый из которых состоит из трех стадий

23 СТАДИИ ПЦР

СТАДИИ ПЦР

Денатурация

ДЕНАТУРАЦИЯ (0,5 – 2 мин.) Двухцепочечную ДНК-матрицу нагревают до 94 - 96°C, чтобы цепи ДНК разошлись. Температурное воздействие приводит к разрушению водородных связей между двумя цепями

1

24 СТАДИИ ПЦР

СТАДИИ ПЦР

Отжиг

2. ОТЖИГ (0,5 – 2 мин.) Когда цепи разошлись, температуру понижают, чтобы праймеры связались с одноцепочечной матрицей. Температура отжига зависит от праймеров и обычно выбирается на 4 - 5°С ниже их температуры плавления. Праймеры отмечают точки начала репликации

2

25 СТАДИИ ПЦР

СТАДИИ ПЦР

Элонгация

3. ЭЛОНГАЦИЯ (10 – 15 мин.) Температура элонгации зависит от полимеразы. Часто используемые полимеразы наиболее активны при 72°C. Время элонгации зависит как от типа ДНК-полимеразы, так и от длины амплифицируемого фрагмента. ДНК-полимераза реплицирует матричную цепь, используя праймер в качестве затравки

3

26 Анимация ПЦР

Анимация ПЦР

27 ЭВОЛЮЦИЯ ПЦР

ЭВОЛЮЦИЯ ПЦР

Полимераза

Taq ДНК-полимераза

термостабильная ДНК-полимераза выделанная из бактерий Thermus aquaticus в 1976 г.

Грамотрицательная палочковидная экстремально термофильная бактерия

28 Исследование генома Thermus aquaticus

Исследование генома Thermus aquaticus

T. aquaticus HB27 Геном представлен хромосомой размером 1 894 877 п.н. и мегаплазмидой pTT27 размером 232 605 п.н. T. aquaticus Y51MC23 Геном составляет 2 340 768 п.н., хромосома содержит 2570 гена, из которых 2520 кодируют белки, доля пар Г+Ц составляет 68 %.

29 ЭВОЛЮЦИЯ ПЦР

ЭВОЛЮЦИЯ ПЦР

Амплификаторы

Термоциклеры, обеспечивающие периодическое охлаждение и нагревание пробирок, с точностью не менее 0,1 °C

Амплификаторы Real-Time

30 Основы экспериментальной биологии
31 Разработаны варианты постановки ПЦР, направленные на: 1. увеличение

Разработаны варианты постановки ПЦР, направленные на: 1. увеличение

эффективности реакции 2. снижение риска образования неспецифических продуктов 3. реализацию возможности проведения как качественного, так и количественного анализа участков молекулы ДНК/РНК

32 Основные направления геномных исследований

Основные направления геномных исследований

Основы экспериментальной биологии. Биология постгеномной эры.

33 Разделы геномики

Разделы геномики

Структурная

Сравнительная

Функциональная

Генетические карты высокого разрешения

Эволюция хромосом

Синтез транскриптов

Консервативность генов

Синтез белков

Физические карты

Полногеномная нуклеотидная последовательность

Эпигенетика

Структура транскрипта

Структура белка

34 Основы экспериментальной биологии
35 Структурная геномика

Структурная геномика

Предмет. Задачи. Методы.

Изучение содержания и организация геномной информации

36 Геном человека

Геном человека

Подсчитано, что геном человека состоит из 3,3 млрд. нуклеотидов.

Проект по расшифровке генома человека (The Human Genome Project, HGP)

37 Геном человека

Геном человека

1953 г. Дж. Уотсон и Ф. Крик разработали модель ДНК

1988 г. Стартует международный проект «Геном человека»

1995 г. NHGRI публикует первую полную последовательность ДНК бактерии Haemophilus influenzae

1996 г. Определен первый геном эукариотической клетки дрожжей Saccharomyces cerevisiae

38 Геном человека

Геном человека

1998 г. Опубликована первая последовательность ДНК многоклеточного организма – плоского червя Caenorhabditis elegans

К концу 1999 г. Расшифровано свыше двух десятков геномов

февраль 2001 г. Международный консорциум обнародовали первый набросок генома человека

39 Основные цели проекта

Основные цели проекта

40 Стоимость полногеномного сиквенса

Стоимость полногеномного сиквенса

41 Основы экспериментальной биологии
42 Функциональная геномика

Функциональная геномика

исследует функции структурных и регуляторных генов, их взаимодействие в клеточной системе Важнейшая задача – создание «генной сети», т.е. схемы взаимосвязанной работы генов

Генная сеть системы кроветворения включает в себя работу не менее 500 генов. Они не только взаимосвязаны между собой, но связаны и с другими генами.

43 Фрагмент генной сети, контролирующей синтез NO при активации макрофага

Фрагмент генной сети, контролирующей синтез NO при активации макрофага

44 В настоящее время определены гены основных ферментов, участвующие в

В настоящее время определены гены основных ферментов, участвующие в

биосинтезе ИУК у триптофановых ауксотрофов. Это TRPI – ген антранилатфосфорибозилтрансферазы, превращающей антранилат в 5-фосфорибозилантранила. TRP3 – ген триптофансинтазы ?, катализирующей превращение индол-3-глицерофосфата в индол. Образующийся на последующих стадиях ИАН превращается в ИУК с помощью фермента нитрилазы (NIT), которую кодируют по меньшей мере четыре гена.

45 Сравнительная геномика

Сравнительная геномика

Изучает сходства и различия в организации геномов разных организмов

46 Эволюционная геномика

Эволюционная геномика

Объясняет пути эволюции геномов, происхождение генетического полиморфизма и биоразнообразия, роль горизонтального переноса генов

Эволюционное дерево 29 видов плацентарных млекопитающих Синим выделены полностью прочтенные геномы, зеленым – высококачественные, черным – менее качественные «черновики». Цифрами показано количество нуклеотидных замен (на 100) для каждой ветви дерева. Красным выделены ветви с более чем десятью заменами на 100 нуклеотидов.

47 Медицинская геномика

Медицинская геномика

Решает прикладные вопросы клинической и профилактической медицины на основе знания геномов человека и патогенных организмов

48 Рекомендуемая литература

Рекомендуемая литература

Лекция №19. Геномика /автор Янковский Н.К., МФТИ, 2008 bio.fizteh.ru/student/files/biology/biolections/lection19.html? Генетика и геномика!!! Н.К. Янковский (видео-лекция) http://tvkultura.ru/video/show/brand_id/20898/episode_id/156646

«Основы экспериментальной биологии»
http://900igr.net/prezentacija/biologija/osnovy-eksperimentalnoj-biologii-121798.html
cсылка на страницу

История биологии

2 презентации об истории биологии
Урок

Биология

136 тем
Слайды
900igr.net > Презентации по биологии > История биологии > Основы экспериментальной биологии