Применение биохимических исследований Выполнили: Яшнева В. Даниленко Н.
План Методы биохимии Обратная генетика Нокаут гена Искусственная экспрессия Визуализация продуктов генов Исследование механизма экспрессии
БИОХИМИЯ (биол. химия), изучает хим. состав и структуру в-в, содержащихся в живых организмах, пути и способы регуляции их метаболизма, а также энергетич. обеспечение процессов, происходящих в клетке и организме.
хроматография • спектроскопия • центрифугирование Методы биохимии • электрофорез • рентгеноструктурный анализ
Хроматография. Изобретена М. С. Цветом в 1906 г. , • Центрифугирование (Т. Сведберг, 1923 г. , Нобелевская премия по химии 1926 г)
Спектроскопия (Абсорбционная спектроскопия, люминесцентный анализ). • Электрофорез (А. Тизелиус, 1937 г. , Нобелевская премия по химии 1948 г. )
Рентгеноструктурный анализ (Д. Кроуфут-Ходжкин, 40 -е гг. ),
![«Обратная» генетика (reverse genetics) [греч. genetikos — относящийся к рождению, происхождению] — современное](https://present5.com/presentation/1/-43098338_256219242.pdf-img/-43098338_256219242.pdf-8.jpg "«Обратная» генетика (reverse genetics) [греч. genetikos — относящийся к рождению, происхождению] — современное")
«Обратная» генетика (reverse genetics) [греч. genetikos — относящийся к рождению, происхождению] — современное направление молекулярной генетики, сочетающее направленные изменения структуры ДНК (мутагенез) с изучением их фенотипического проявления в конкретной биологической тест-системе по принципу от гена к продукту (признаку). основной подход которой — от признака к гену.
Нокаут гена Для изучения функции того или иного гена может быть применен нокаут гена. Так называется техника удаления одного или большего количества генов, что позволяет исследовать последствия подобной мутации. Для нокаута синтезируют такой же ген или его фрагмент, изменённый так, чтобы продукт гена потерял свою функцию. Для получения нокаутных мышей полученную генно-инженерную конструкцию вводят в эмбриональные стволовые клетки, где конструкция подвергается соматической рекомбинации и замещает нормальный ген, а измененные клетки имплантируют в бластоцист суррогатной матери. У плодовой мушки дрозофилы мутации инициируют в большой популяции, в которой затем ищут потомство с нужной мутацией. Сходным способом получают нокаут у растений и микроорганизмов.
Искусственная экспрессия Логичным дополнением нокаута является искусственная экспрессия, то есть добавление в организм гена, которого у него ранее не было. Этот способ генной инженерии также можно использовать для исследования функции генов. В сущности процесс введения дополнительных генов таков же, как и при нокауте, но существующие гены не замещаются и не повреждаются.
Визуализация продуктов генов Используется, когда задачей является изучение локализации продукта гена. Одним из способов мечения является замещение нормального гена на слитый с репортёрным элементом, например, с геном зелёного флуоресцентного белка (GFP). Этот белок, флуоресцирующий в голубом свете, используется для визуализации продукта генной модификации. Хотя такая техника удобна и полезна, ее побочными следствиями может быть частичная или полная потеря функции исследуемого белка. Более изощрённым, хотя и не столь удобным методом является добавление к изучаемому белку не столь больших олигопептидов, которые могут быть обнаружены с помощью специфических антител.
Исследование механизма экспрессии. В таких экспериментах задачей является изучение условий экспрессии гена. Особенности экспрессии зависят прежде всего от небольшого участка ДНК, расположенного перед кодирующей областью, который называется промотор и служит для связывания факторов транскрипции. Этот участок вводят в организм, поставив после него вместо собственного гена репортерный, например, GFP или фермента, катализирующего легко обнаруживаемую реакцию. Кроме того, что функционирование промотора в тех или иных тканях в тот или иной момент становится хорошо заметным, такие эксперименты позволяют исследовать структуру промотора, убирая или добавляя к нему фрагменты ДНК, а также искусственно усиливать его функции.
Вывод: Использование в лабораторных условиях генетических принципов, лежащих в основе природных перемещений генов, позволило разработать системы передачи генетической информации между организмами и приступить к исследованиям генетических явлений на молекулярном уровне. Необходимость манипулирования генами диктуется задачами фундаментальных и прикладных исследований. Работа с изолированными генами позволяет определить границы генов, выделить их в чистом виде и идентифицировать элементы структуры, существенные для функционирования. Доказательством функциональной значимости выделенного участка генома может быть только его нормальная экспрессия в модельной генетической системе. Поэтому следующим этапом исследования выделенного гена является перемещение его в такую генетическую систему, где экспрессия гена легко обнаруживается. Результаты экспрессии оценивают либо по появлению белкового продукта, кодируемого исследуемым геном, либо по изменению функций биологической системы вследствие появления в ней новой ферментативной или другой активности, например, по компенсации присутствующей в этой системе мутации. В результате исследования структуры конкретного гена и моделирования его экспрессии в искусственной генетической системе можно понять особенности его функционирования в живом организме. Подобный подход может быть применен как к известным генам, которые выделяются целенаправленно, так и к неидентифицированным ранее последовательностям нуклеотидов, функциональную значимость которых определяют лишь после выделения их в чистом виде.
Скачать презентацию Применение биохимических исследований Выполнили Яшнева В Даниленко Н
применение биохими..pptx