Presentation laddar. Vänta.

Presentation laddar. Vänta.

Förändringar i genomet - mutationer och rekombination Molekylärbiologi, T3 Ht-11 Biomedicinska analytikerprogrammet Karolinska Institutet Annica Nordvall.

Liknande presentationer


En presentation över ämnet: "Förändringar i genomet - mutationer och rekombination Molekylärbiologi, T3 Ht-11 Biomedicinska analytikerprogrammet Karolinska Institutet Annica Nordvall."— Presentationens avskrift:

1 Förändringar i genomet - mutationer och rekombination Molekylärbiologi, T3 Ht-11 Biomedicinska analytikerprogrammet Karolinska Institutet Annica Nordvall Bodell

2 Kunskapsmål för detta avsnitt Från kursplan: •på ett övergripande sätt förklara de mekanismer som ligger bakom förändringar i genomet och dra slutsatser av vad detta kan få för konsekvenser för celler och individer

3 Lite mer utförligt: •Olika typer av mutationer och hur de benämns •Hur DNA-skador kan uppstå och hur dessa skador kan ge upphov till mutationer •Vilka konsekvenser mutationer kan få för celler och individer •Vilka reparationssystem som är viktiga för våra celler, samt principen för hur dessa fungerar •Varför mutationer är vanligare i mitokondrie-DNA •Terminologi (nonsense- missense- silent-mutationer, substitution, deletion, insertion/addition, transition/transversion, frameshift m.m.) •Huvudtyperna av rekombination; homolog, platsspecifik och transposition •Principerna för respektive rekombination. •Exempel på var och när dessa typer av rekombination sker. •Att rekombination kan användas inom gentekniken.

4 Vad är en mutation?

5 Olika typer av mutationer •Små mutationer –De flesta mutationer är små mutationer –Punktmutationer – Transition/Transversion –Frameshift mutationer – Insertion/deletion •Strukturella kromosomförändringar –Deletioner ( DE / ) –Duplikationer –Translokationer –Inversioner •Numeriska förändringar –Aneuploidier –Polyploidier

6 Olika typer av punktmutationer

7 Olika typer av punktmutationer forts.

8 Hur uppstår en mutation?

9 Ex på anledningar till spontana skador •Replikationsmisstag •Deaminering av baser –Ex CU, C met T •Depurinering/depyrimidering –Ca AP-sites / dag och human cell

10 Spontana skador på DNA Deaminering Depurinering

11 Ex på kemiska faktorer som kan inducera DNA-skada •Interkalerande ämnen –Ex EtBr – DNA sträcks ut, extra nt kan sättas in •Ämnen som ändrar basers struktur och förmåga att baspara korrekt –Ex alkylering, epoxider, DNA addukter

12 Interkalerande ämnen

13 Examples of DNA base Damage Induced by Chemicals Benzo-(a)pyrene

14 Strålning som kan orsaka DNA-skada •Joniserande strålning (röntgen, gamma) Strängbrott, Crosslinking, Basförluster •UV-strålning framförallt pyrimidindimerer (Tymindimerer)

15 Damage by UV-radiation

16 Reparationsmekanismer •De flesta DNA-skador repareras innan de ger upphov till mutationer •Om reparation ej skett innan skadat DNA replikeras kan mutation uppstå •Reparationsmekanismer kan delas upp i –Direct repair –Excision repair –Error prone repair –Recombinational repair

17 Direct repair of ss break in DNA DNA ligase + ATP

18 Direct repair of O 6 -Methylguanine 6.20

19 Excision repair Base-Excision Repair (BER) 6.21

20 Nucleotide- Excision Repair (NER) Videolänk 6.22

21 Mismatch Repair

22 Error prone repair (E.coli)

23 Repair of double strand break

24 Recombinational repair

25 Varför rekombination? •Rekombination innebär omlagring i genomet till skillnad från mutationer som introducerar ny information i genomet •Viktigt för –Variabilitet –Reparation –Immunförsvaret

26 Olika typer av rekombination •Homolog/generell rekombination •Platsspecifik rekombination •Transposition

27 Homolog rekombination •Kräver längre homologa sekvenser för rekombination •Sker reciprokt – ömsesidigt utbyte •Sker tex vid –Meiosen (spermatogenes och oogenes) –Recombination repair –Omlagring av repetitiva sekvenser –Mellan homologa bakteriekromosomer

28 Homolog rekombination under meiosen The Cell 16.34

29 Första steget i homolog rekombination enligt Holliday modellen The Cell 6.30 Mest studerad i E.coli 1. Rec BCD särar på DNA strängen och introducerar nick

30 2. Rec A binder ssDNA och underlättar rekombination

31 Branch migration 3. Ruv A,B,C möjliggör ”branch migration” och klyver de överkorsade strängarna

32 Isomerisering och upplösning av Holliday modellen videolänk

33 Översikt homolog rekombination

34 Rekombinationen initieras förmodligen av ds brott i en av strängarna

35 Vad blir resultatet av homolog rekombination •vid equal cross over? •vid unequal crossover?

36 Unequal cross over

37 Platsspecifik rekombination •Sker vid specifika sekvenser – ofta korta homologa sekvenser •Medieras av proteiner som binder till de specifika sekvenserna •Mest studerat är lambdas integrering i E.coil kromosomen •Ex. i humana celler ; Ig-genernas rearrangering

38

39 Rearrangering av antikropps-gener

40 VDJ-rekombination The Cell 6.40

41 Transposition •Förflyttning av transposoner (transposabla element) kräver ingen sekvenshomologi •DNA transposoner förflyttar sig som DNA (vanligt i bakterier, har tidigare under evolutionen även skett i humana genomet) •Retrotransposoner förflyttar sig via en RNA kopia (vanligt i högre eukaryoter)

42 Transposition av DNA-tranposon i bakterier

43 Modell för retrotransposition i eukaryoter

44 Hur kan rekombination utnyttjas inom gentekniken – några exempel •Transgena djur –Slumpmässigt införande av ny gen –Utslagning av en specifik gen (”knock out”) –Utbyte av en gen mot en annan (”knock in”) •Genterapi?

45 Vad kan förändringar i genomet innebära •för en gen? •för en cell? •för en individ?

46 Transgena möss – slumpmässig integrering av ny gen i kromosom

47 Specifik integrering (tex ”knock out möss”) kräver att man kan screena odlade ES-celler

48


Ladda ner ppt "Förändringar i genomet - mutationer och rekombination Molekylärbiologi, T3 Ht-11 Biomedicinska analytikerprogrammet Karolinska Institutet Annica Nordvall."

Liknande presentationer


Google-annonser