Informacija

14.0: DNR struktūros ir funkcijos preliudija – biologija

14.0: DNR struktūros ir funkcijos preliudija – biologija



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.

Trys raidės „DNR“ dabar tapo nusikaltimų išaiškinimo, tėvystės nustatymo, žmogaus identifikavimo ir genetinio tyrimo sinonimais. Kiekvieno žmogaus DNR yra unikali, todėl pagal šias unikalias savybes galima nustatyti skirtumus tarp atskirų rūšių individų.

DNR analizė turi daug praktinių pritaikymų ne tik teismo ekspertizei. Žmonėms DNR tyrimai taikomi daugeliu atvejų: tėvystės nustatymui, genealogijos atsekimui, patogenų nustatymui, archeologiniams tyrimams, ligų protrūkių atsekimui ir žmonių migracijos modeliams tirti. Medicinos srityje DNR naudojama diagnostikoje, naujų vakcinų kūrime ir vėžio terapijoje. Dabar pažvelgus į genus galima nustatyti polinkį sirgti ligomis.

Kiekvienoje žmogaus ląstelėje yra 23 chromosomų poros: viena chromosomų rinkinys yra paveldėtas iš motinos, o kitas – iš tėvo. Taip pat yra mitochondrijų genomas, paveldėtas tik iš motinos, kuris gali būti susijęs su paveldimais genetiniais sutrikimais. Kiekvienoje chromosomoje yra tūkstančiai genų, atsakingų už individo genotipo ir fenotipo nustatymą. Genas apibrėžiamas kaip DNR seka, koduojanti funkcinį produktą. Žmogaus haploidiniame genome yra 3 milijardai bazinių porų ir nuo 20 000 iki 25 000 funkcinių genų.


Biomakromolekulės: įvadas į struktūrą, funkcijas ir informatiką

Tekstas pradedamas supažindinant su biomakromolekulėmis, po to aptariami išskyrimo ir gryninimo būdai, fizikinės ir biocheminės savybės bei struktūrinės charakteristikos. Kita knygos dalis skirta sekų analizei, konformacijos analizei naudojant spektroskopiją, cheminę sintezę ir skaičiavimo metodus. Tolesniuose skyriuose aptariamos biomolekulinės sąveikos, fermentų veikimas, genų perdavimas, signalų perdavimas ir biomakromolekulinė informatika. Autorius baigia pristatydamas naujausius genomikos, proteomikos, glikomikos ir biomakromolekulinės evoliucijos atradimus.

Šis tekstas yra neįkainojamas šaltinis mokslinių tyrimų specialistams, norintiems pereiti prie genomikos, proteomikos ir glikomikos tyrimų. Tai taip pat naudinga biochemijos, molekulinės biologijos, bioinžinerijos, biotechnologijų ir bioinformatikos studentams.


Prieigos parinktys

Gaukite visą žurnalo prieigą 1 metams

Visos kainos nurodytos NET.
PVM bus pridėtas vėliau kasoje.
Mokesčių apskaičiavimas bus baigtas apmokėjimo metu.

Gaukite ribotą laiką arba visą straipsnių prieigą „ReadCube“.

Visos kainos nurodytos NET.


Biologų atradimas gali priversti peržiūrėti biologijos vadovėlius: nauja chromatino dalelė pusiaukelėje tarp DNR ir nukleosomos

Gali prireikti šiek tiek peržiūrėti pagrindinius biologijos vadovėlius dabar, kai San Diego universiteto biologai atrado niekada anksčiau nepastebėtą mūsų pagrindinės genetinės medžiagos komponentą.

Remiantis vadovėliais, chromatinas, natūrali DNR būsena ląstelėje, susideda iš nukleozomų. Nukleosomos yra pagrindinis pasikartojantis chromatino vienetas.

Žiūrint pro didelio galingumo mikroskopą, nukleosomos atrodo kaip karoliukai ant stygos. Tačiau žurnalo rugpjūčio 19 d Molekulinė ląstelė, UC San Diego biologai praneša atradę naują chromatino dalelę pusiaukelėje tarp DNR ir nukleosomos. Nors tai atrodo kaip nukleosoma, jie sako, kad iš tikrųjų tai yra atskira dalelė.

„Ši nauja dalelė buvo rasta kaip nukleosomos pirmtakas“, – sakė UC San Diego biologijos profesorius Jamesas Kadonaga, kuris vadovavo tyrėjų grupei ir vadina dalelę „ikinukleosoma“. "Šios išvados rodo, kad būtina persvarstyti, kas yra chromatinas. Tikėtina, kad ikinukleosoma bus svarbi mūsų genetinės medžiagos dubliavimo ir naudojimo veikėja."

Biologai teigia, kad nors priešnukleosoma po mikroskopu gali atrodyti kaip nukleosoma, biocheminiai tyrimai parodė, kad iš tikrųjų ji yra pusiaukelėje tarp DNR ir nukleosomos.

Mokslininkai teigia, kad šias ikinukleosomas į nukleosomas paverčia motorinis baltymas, kuris naudoja energijos molekulę ATP.

„Prenukleozomų atradimas rodo, kad didžioji dalis chromatino, kurią paprastai sudaro tik nukleozomos, gali būti nukleozomų ir prenukleozomų mišinys“, - sakė Kadonaga. "Taigi, šis atradimas gali būti mūsų supratimo apie chromatinas revoliucijos pradžia."

„DNR supakavimas su histono baltymais, kad susidarytų chromatinas, padeda stabilizuoti chromosomas ir atlieka svarbų vaidmenį reguliuojant genų veiklą ir DNR replikaciją“, – sakė Anthony Carteris, prižiūrintis chromatino stipendijas Nacionaliniame sveikatos instituto Nacionaliniame bendrųjų medicinos mokslų institute. , kuri finansavo tyrimą. „Naujo tarpinio DNR-histono komplekso atradimas suteikia intriguojančių įžvalgų apie chromatino prigimtį ir gali padėti mums geriau suprasti, kaip jis veikia šiuos pagrindinius ląstelių procesus.


14.0: DNR struktūros ir funkcijos preliudija – biologija

Katedros vedėjas : Nesrin Özören

Asocijuoti skyriaus vedėjai:

Profesoriai: Esra Battaloğlu, Batu Erman, Arzu Çelik Fuss, Nesrin Özören, Jonathan M. Scholey•, Müge Türet

Docentai: N.C. Tolga Emre, Stefanas H. Fussas, Umutas Şahinas, İbrahimas Yamanas

Docentai: Şükrü Anıl Doğan, Steven Footitt, Necla Birgül İyison, Igor Kryvoruchko, Tolga Sütlü.

Instruktoriai:Erşen Kavak•

Molekulinės biologijos ir genetikos katedra buvo įkurta 1977 m. kaip pirmasis molekulinės biologijos katedra šalyje ir nuo to laiko išsiplėtė ir apėmė daugybę biologijos sričių. Be bakalauro studijų programos, katedra dabar siūlo magistrantūros ir daktaro laipsnius. lygius. Visi dėstytojai aktyviai atlieka mokslinius tyrimus ir dėsto ir daug dėmesio skiria studentų dalyvavimui klasėje ir mokslinėje veikloje. Studentai įgyja tvirtus biologijos pagrindus per paskaitų ir laboratorinius kursus bei praktinę patirtį dalyvaudami mokslinių tyrimų projektuose. Katedros tikslas – parengti studentus perspektyviai mokslinių tyrimų ateičiai, todėl didelė dalis absolventų magistrantūros studijas siekia šalyje ir užsienyje.

Per pirmuosius dvejus bakalauro studijų metus pagrindiniai kursai (matematika, fizika, chemija, įvadinė biologija) suteikia tvirtą mokslinį pagrindą, kuriuo galima remtis. Trečiaisiais ir ketvirtaisiais metais studentai derina privalomus biochemijos, mikrobiologijos, ląstelių biologijos, genetikos ir laboratorinių metodų kursus su pasirenkamaisiais specializuotų dalykų, tokių kaip vystymosi biologija, augalų genetika, žmogaus genetika ir imunologija, dalykais. Galimos dvi pagrindinės programos su fizikos, matematikos ir chemijos katedromis.

Departamentas yra vienas iš pirmaujančių Turkijos molekulinės biologijos ir žmogaus genetikos tyrimų centrų, ypatingą dėmesį skiriant sudėtingiems genetiniams sutrikimams. Šiuo metu atliekami tyrimai dėl naujų ligų genų ir genetinių bei molekulinių mechanizmų, susijusių su vėžiu, epilepsija, hemofilija, neurodegeneraciniais sutrikimais, periferinėmis neuropatijomis ir talasemija, identifikavimui. Kitos pagrindinės mokslinių tyrimų temos apima vertimo mechanizmus, signalų perdavimą, neurologinį vystymąsi, augalų atsparumą patogenams ir įgimtą imunitetą.

BAKALAUJŲ PROGRAMA

Pirmas semestras Kr. ECTS
BIO 101 Ląstelinė ir molekulinė bio. aš 3 5
BIO 111 Preliudija į molekulinę biologiją. 1 1
CHEM 103 Bendroji chemija I 3 7
CHEM 109 Bendrosios chemijos laboratorija 1 2
MATEMATIKA 101 Skaičiavimas I 4 6
PHYS 101* Fizika I 4 8
16 29
Antrasis semestras Kr. ECTS
BIO 102 Ląstelių ir molekulinė biologija II 3 5
BIO 106 Ląstelių biologijos laboratorija 2 3
CHEM 104 Bendroji chemija II 3 6
MATEMATIKA 102 Skaičiavimas II 4 6
PHYS 130* Thermodyn, Waves, Opt&Mod Phy. 4 7
HSS -- HSS pasirenkamasis 3 4
19 31
Trečiasis semestras
BIO 201 Evoliucija ir biologinė įvairovė 3 3
BIO 203 /
MATEMATIKA 344
Biostatistika / Statistika 3 5
CHEM 203 Organinės chemijos laboratorija I 1 3
CHEM 221 Organinės chemijos tyrimas 4 5
PHYS 201* Fizika III 4 6
HIST 105 / HUM 101*** HIST/HUM Pasirenkamas dalykas 3/4 5/6
TK 221 Turkas I 2 3
20/21 30/31
Ketvirtasis semestras
BIO 252 Genetika 3 6
BIO 254 Genetikos laboratorija. 3 6
MATEMATIKA 201 Matricos teorija 4 5
CMPE -- Pasirenkamasis kompiuteris**** 3 5
HIST 106 / HUM102*** HIST/HUM Pasirenkamas dalykas 3/4 5/6
TK 222 turkų 2 3
18/19 30/31
Penktasis semestras
BIO 301 Biochemija I 4 6
BIO 331 Tech. biologiniuose tyrimuose 3 6
BIO 333 Biochemijos laboratorija 3 6
BIO 353 Molekulinė genetika 4 5
BIO 355 Molekulinės biologijos laboratorija. 3 4
HTR 311 Ata Pr.& Hist. Turkijos. Rev. 2 3
19 30
Šeštasis semestras .
BIO 302 Biochemija II 4 6
BIO 308 Seminaras I 1 2
BIO 310 Ląstelių ir molekulinė biologija III 4 6
BIO 322 Molekulinės biologijos siologijos tyrimų temos I 1 2
BIO 342 Žmogaus fiziologija 3 6
HSS -- HSS pasirenkamasis 3 5
HTR 312 Ata Pr. & Istorija. Turkijos. Rev. 2 3
18 30
Septintasis semestras
BIO 403 Mokslinis elgesys 1 2
BIO 407 II seminaras 2 3
BIO -- Padalinys pasirenkamasis 3 6
-- -- Comp/Dept pasirenkamasis 3 7
-- -- Neribojamas pasirenkamasis 3 6
-- -- Neribojamas pasirenkamasis 3 6
15 30
Aštuntas semestras
BIO -- Padalinys pasirenkamasis 3 6
BIO -- Padalinys pasirenkamasis 3 6
HSS -- HSS pasirenkamasis 3 5
-- -- Neribojamas pasirenkamasis 3 6
-- -- Comp/Dept. Pasirenkamasis 3 7
15 30

Iš viso BU kreditų: 140/142

Iš viso BU ECTS kreditų: 240/242

*Fizikos kursai yra viena iš 3 serijų: Phys 101, Phys 130, Phys 201
Phys 101, Phys 102, Phys 201, Phys 202
Phys 121, Phys 201, Phys 202.

**Kai kursą siūlo, studentai turi užpildyti BIO 203. Kitu atveju galima pasiimti Marh 344.

***HUM/HIST pasirenkamieji dalykai yra bet kurie du iš HUM 101, HUM 102, HIST 105, HIST 106 kursų.

**** Kompiuterių pasirenkamasis dalykas: CMPE 150 arba aukštesnio lygio pasirenkamieji kompiuterių kursai.

BIO 101 Ląstelinė ir molekulinė biologija I (3+0+0) 3 ECTS 5
(Hücresel ve Moleküler Biyoloji I)
Ląstelių ir evoliucijos teorijos apžvalga gyvybės chemija makromolekulių ląstelių ir organelių membranų struktūra pernešimas per membraną endomembraninė sistema bioenergetika fermentai cheminė energijos apykaita aerobinis kvėpavimas fotosintezė citoskeleto sistemos.

BIO 102 Ląstelinė ir molekulinė biologija II (3+0+0) 3 ECTS 5
(Hücresel ve Moleküler Biyoloji II)
Ląstelių judėjimas ir mobilumas ląstelių adhezija tarpląstelinės matricos elektrinis ir cheminis signalo perdavimas DNR, chromosomos, branduolio ląstelių ciklas, DNR replikacija, mitozė, lytinis dauginimasis, mejozė, rekombinacija Mendelio genetika genų ekspresija rekombinantinės DNR technologija ir jos pritaikymai.

BIO 106 ląstelių biologijos laboratorija (1+0+3) 2 ECTS 3
(Hücre Biyolojisi Laboratuvarı)
Mokslinio pranešimo rašymas šviesos mikroskopija, gramų dažymas buferių ir tirpalų paruošimas spektrofotometriniai matavimai: bakterijų augimo kreivė sterilūs metodai DNR išskyrimas agarozės geliu elektroforezė organelių frakcionavimas ir tarpląstelinių frakcijų analizė eukariorų ląstelių transfekcija baltymų subląstelinė lokalizacija naudojant mitozės ląstelių ciklo analizės žymes.
Būtina sąlyga: BIO 102

BIO 111 preliudija į molekulinę biologiją (1+0+0) 1 ECTS 1
(Moleküler Biyolojiye Giriş)
Istorinė molekulinės biologijos raida. Įvadas į aktualias šios srities temas, tokias kaip biotechnologijos, klonavimas ir genų terapija.

BIO 121 Įvadas į ląstelių biologiją (3+0+0) 3 ECTS 5
(Hücre Biyolojisine Giriş)
Ląstelių ląstelių sandaros ir funkcijos biochemija fotosintezė ir kvėpavimo citokinezė mitozė ir mejozė, paveldimumo genų ir chromosomų principai, molekuliniai paveldėjimo rekombinantinės DNR technologijos ir genų inžinerijos pagrindai.

BIO 152 Įvadas į šiuolaikinę biologiją (3+0+0) 3 ECTS 5
(Šiuolaikinis Biyolojiye Giriş)
Gyvybės kilmė ir ypatybės biologinės makromolekulės eukariotinės ir prokariotinės ląstelės sandara membranos struktūra ir funkcijos citokinezė, mitozės ir mejozės genai, chromosomos ir paveldimumas homeostatinės kontrolės mechanizmai nervų sistemos sąmonės smegenys ir elgesys jutimo sistema endokrininė sistema.

BIO 201 Evoliucija ir biologinė įvairovė (3+0+0) 3 ECTS 3
(Evrim ve Biyolojik Çeşitlilik)
Darvino evoliucijos perspektyva, filogenija, genetinės įvairovės šaltiniai, natūrali atranka, genetinis dreifas, genų srautas, populiacijos genetika, rūšių samprata, gyvybės žemėje istorija, gyvybės medis, gyvūnų, augalų ir mikrobų įvairovė, ekologija.

BIO 203 Biostatistika (3+0+0) 3 ECTS 5
(Biyoistatistik)
Matavimų duomenų analizė ir organizavimas biologiniai ir statistiniai kintamieji pavyzdžiai ir populiacijos aprašomoji statistika centrinė tendencija, sklaida, standartinė paklaida, pasitikėjimo ribos grafinis duomenų sampratų atvaizdavimas tikimybių pasiskirstymas hipotezių tikrinimas ir išvados tikslūs dvinario testai, chi kvadrato testai, tinkamumo testai , Fišerio testas, Stjudento t testas, ANOVA, MANOVA, Kruskal-Wallis testas, rango testai regresijos koreliacijos nenumatytų atvejų lentelės galios analizė.

BIO 252 Genetika (3+0+0) 3 ECTS 6
(Genetika)
Genai, genomai ir genetinė analizė DNR struktūra ir genetinė variacija Mendelio genetika ir jos pritaikymai chromosomos ir lyties chromosomų paveldėjimas genetinis ryšys chromosomų kartografavimas, žmogaus kariotipai, chromosomų elgsena ekstranuklearinis paveldėjimas, molekulinė evoliucija, populiacijos genetika.

BIO 254 Genetikos laboratorija (1+0+4) 3 ECTS 6
(Genetik Laboratuvarı)
Restrikcijos fermentų virškinimo panaudojimas genetinės sąsajos analizėje Drosophila kaip pavyzdinis organizmo monohibridinis ir dihibridinis kryžminio politeno chromosomų ir kariotipo analizės poligeninio paveldėjimo ir kompleksinių požymių fluorescencijos in situ hibridizacijos (FISH) bakterijų konjugacijos ir transdukcijos komplementacijos kandidato genų metodas.
Būtina sąlyga: BIO 252

BIO 301 Biochemija I (4+0+0) 4 ECTS 6
(Biyokimya I)
Baltymų nukleino rūgščių DNR kaip genetinės medžiagos srautas genetinės informacijos fermentų membranos struktūra ir dinamika membranų kanalų ir siurblių gyvybės struktūros ir funkcijos molekulės.

BIO 302 Biochemija II (4+0+0) 4 ECTS 6
(Biyokimya II)
Fosfatinių jungčių katabolizmas ir susidarymas energijos glikolizė TCA ciklas oksidacinis fosforilinimas riebalų rūgščių oksidacija ir oksidacinis aminorūgščių skaidymas fotosintezė angliavandenių, lipidų, aminorūgščių ir nukleotidų biosintezė.

BIO 308 I seminaras (2+0+0) 1 ECTS 2
(I seminaras)
Įvairių molekulinės biologijos krypčių studentų parengta ir pristatyta literatūros apžvalga.

BIO 310 Ląstelinė ir molekulinė biologija III (4+0+0) 4 ECTS 6
(Hücresel ve Moleküler Biyoloji III)
Endomembraninės sistemos pūslelių transportavimo ir rūšiavimo signalų perdavimas (receptoriai, pasiuntiniai) citoskeletinės sistemos ir judrumo vystymasis kamieninės ląstelės ir diferenciacija imunologija vėžys.
Būtina sąlyga: BIO 102

BIO 322 Molekulinės biologijos tyrimų temos (1+0+0) 1 ECTS 2
(Moleküler Biyolojide Araştırma Alanları)
Pristatymai apie katedroje vykdomus mokslo projektus.

BIO 331 Biologinių tyrimų metodai (3+0+0) 3 ECTS 6
(Biyolojide Araştırma Teknikleri)
Šviesos ir elektronų mikroskopija spektrofotometriniai metodai (UV ir matomos absorbcijos spektroskopija) chromatografijos metodai centrifugavimo elektroforezė fermentų tyrimai elektroizotopų panaudojimas biologiniuose tyrimuose.

BIO 333 Biochemijos laboratorija (1+0+4) 3 ECTS 6
(Biyokimya Laboratuvarı)
Aminorūgščių pK nustatymas, ląstelių ardymo metodai, centrifugavimo metodai, sacharozės gradiento centrifugavimas, dializė, chromatografijos metodai, SDS-PAGE elektroforezė spektrofotometrinis baltymų ir nukleorūgščių koncentracijos matavimas baltymų kiekių nustatymas Bradfordo tyrimu, Western Blotting plonasluoksnė chromatografija Michaelis Menteno chromatografija .
Būtina sąlyga: BIO 301

BIO 342 Žmogaus fiziologija (3+0+0) 3 ECTS 6
(Insan Fizyolojisi)
Homeostatiniai valdymo mechanizmai nervų ląstelių fiziologija centrinė nervų sistema periferinė nervų sistema raumenų fiziologija širdies ir kraujagyslių fiziologija kraujo ir kraujodaros kvėpavimas ir dujų mainai inkstai skysčių ir elektrošviesos balansas maisto apykaitos virškinimas ir įsisavinimas bei energijos balansas endokrininė sistema, endokrininė medžiagų apykaitos kontrolė.

BIO 353 molekulinė genetika (4+0+0) 4 ECTS 5
(Moleküler Genetik)
Genų DNR replikacijos ir rekombinacijos transkripcijos transliacijos chemija genų reguliavimo perkeliamų elementų mutacijų kontrolė bakterijų ir fagų genetika genų klonavimas ir manipuliavimas.
Būtinos sąlygos: BIO 102.

BIO 355 Molekulinės biologijos laboratorija (1+0+4) 3 ECTS 4
(Moleküler Biyoloji Laboratuarı)
Kaip naudotis duomenų bazėmis pradmenų projektavimas bakterijų augimo kreivių konstravimas kompetantų bakterijų ląstelių paruošimas plazmidės DNR išskyrimas agarozės gelio elektroforezė plazminio vektoriaus ir PGR produktų valymas polimerazės grandininės reakcijos (PCR) būdu, virškinimas restrikcijos fermentais, ligavimas ir transformacijos atranka su kolonijų PGR transfekcija eukariotinės ląstelės su vektoriniu mikroskopiniu fluorescenciniu būdu pažymėtų baltymų vizualizavimu, kiekybine realaus laiko PGR ir DNR seka.
Būtina sąlyga: BIO 353

BIO 403 mokslinis elgesys (1+0+0) 1 ECTS 2
(Bilimsel Yordam)
Atsakingas tyrimų vykdymas (RCR) Bendradarbiaujantis mokslas, interesų konfliktai ir įsipareigojimų duomenų gavimas, valdymas, dalijimasis ir nuosavybė, etikos taisyklės atliekant tyrimus, kuriuose dalyvauja žmonės ir gyvūnai, kuravimas Peer review Publikavimo praktika ir atsakingas autorystės tyrimo nusižengimas.

BIO 407 II seminaras (2+0+0) 2 ECTS 3
(II seminaras)
Studentų pristatymas ir mokslinių straipsnių aptarimas, apimantis įvairias molekulinės biologijos ir genetikos sritis, tokias kaip vystymasis, vėžys, genomika.
Būtina sąlyga: BIO 353.

BIO 410 vėžio biologija (3+0+0) 3 ECTS 6
(Kanser Biyolojisi)
Vėžio onkogenų ir naviką slopinančių genų pobūdis, signalizuojantis apie vėžio ląstelių ciklo disreguliaciją ir apoptozės etapus gydant vėžio navikogenezę.

BIO 420 Imunologija (3+0+0) 3 ECTS 6
(Imunoloji)
Pagrindinės imunologijos sampratos Įgimto ir adaptyvaus imuniteto principai limfocito antigeno receptorių generavimas B ir T limfocitų antigenų atsiradimas B ir T limfocitų išgyvenimas ir brendimas periferiniuose audiniuose T ląstelių sąlygotas imunitetas humoralinis imuninis atsakas.

BIO 424 fermentų katalizė ir kinetika (3+0+0) 3 ECTS 6
(Enzim Katalizi ve Kinetiği)
Fermentų katalizės pereinamųjų būsenų teorijos principai pagrindinės fermentų kinetikos lygtys pastovios būsenos ir iki pastovios būsenos kinetika negrįžtamas ir grįžtamasis fermentų slopinimas fermentų greičio konstantos, greičio nustatymo procesai praktiniai kinetikos ir pusiausvyros nustatymo metodai tarpinių junginių nustatymas fermentinėse reakcijose jungimosi energijos panaudojimas katalizėje fermentų specifiškumo ir tikslumo redagavimas arba korektūros mechanizmas, fermentinių reakcijų tikslumo kaina.

BIO 430 Neurologija (3+0+0) 3 ECTS 6
(Nörobilim)
Nervų sistemos ląsteliniai ir struktūriniai komponentai elektrinis signalizavimas nervinėse ląstelėse veikimo potencialo sklidimas sinapsinio perdavimo struktūra ir jonų kanalų funkcija jutimo sistemų vystymasis nervų sistemos vystymasis nervų plastiškumas mokymasis ir atmintis sąmonė ir elgesys emocijos nervų sistemos sutrikimai.

BIO 440 genomo biologija (3+0+0) 3 ECTS 6
(Genom Biyolojisi)
Genomų kartografavimas ir sekvenavimas Genominės įvairovės istorija ir struktūra Žmonių įvairovės genomika ir ligų genominės technologijos įvadas į sistemų biologiją.

BIO 450 Bioinformatika (3+0+0) 3 ECTS 6
(Bijoinformatika)
Paslėptų Markovo modelių optimizavimo algoritmų klasifikavimo klasterizacijos algoritmai ir jų taikymas identifikuojant motyvus, ekspresiją, metilinimą, mikroRNR ir TF reguliavimo mechanizmus.

BIO 460 raidos biologija (3+0+0) 3 ECTS 6
(Gelişim Biyolojisi)
Ląstelių diferenciacijos vystymosi mechanizmų modeliai ląstelių likimo ir embrioninių ašių ląstelių sąveikos formavimosi metu specifikacija.

BIO 470 genetiniai sutrikimai (3+0+0) 3 ECTS 6
(Genetik Hastalıklar)
Paveldimų sutrikimų genetinis pagrindas naujų genų identifikavimas ir apibūdinimas daugiafaktoriniai sutrikimai molekulinės diagnostikos genų terapija.

BIO 475 augalų molekulinės biologijos skelbimo genetika (3+0+0) 3 ECTS 6
(Bitki Moleküler Biyoloji ve Genetiği)
Branduolinių ir citoplazminių genomų struktūros, genų perdavimo būdai, genų ekspresija ir reguliavimas žydinčių augalų vystymesi, transgeniniai augalai ir jų panaudojimas biotechnologijoje.

BIO 478 Taikomoji mikrobiologija ir biotechnologija (3+0+0) 3 ECTS 6
(Uygulamalı Mikrobiyoloji ve Biyoteknoloji)
Mikroorganizmų įvairovė ir jų veikla Mikroorganizmų sąveika su jų mikrobine aplinka Mikroorganizmų panaudojimas biotechnologijoje.

BIO 480-490 ir BIO 493-499 Specialios molekulinės biologijos ir genetikos temos
(Moleküler Biyoloji ve Genetikte Özel Konular) (3+0+0) 3 ECTS

BIO 491 specialusis projektas I (1+0+5) 3 ECTS 6
(„Özel Proje I“)
Skirta individualiems studentams laboratorinių tyrimų projektams vykdyti, vadovaujant dėstytojui. Reikalinga rašytinė galutinė ataskaita.

BIO 492 specialusis projektas II (1+0+5) 3 ECTS 6
(„Özel Proje II“)
Taip pat skirta individualiems studentams laboratorinių tyrimų projektams vykdyti prižiūrint dėstytojui. Reikalinga rašytinė galutinė ataskaita.


ĮVADAS

Sėkmingų mokslo kursų sukūrimas nemokslinėms studijoms gali būti iššūkis. Pavyzdžiui, nemokslinės krypties studentai dažnai turi neigiamą požiūrį į mokslą (French ir Russell, 2001). Įrodyta, kad mokymasis patirtyje šią kliūtį įveikia (French ir Russell, 2001). Tačiau gali būti sudėtinga rengti praktinius pratimus, kuriuos lengvai atlieka ne mokslo kryptys, tačiau jie yra pakankamai sudėtingi, kad palaikytų tyrimais pagrįstą mokymąsi ir sustiprintų kritinį mąstymą. Norėjau sukurti kursą, kuris spręstų šiuos iššūkius ir apimtų ląstelių biologiją. Tuo tikslu sukūriau teismo ekspertizės kursą, kuriame buvo šie trys tikslai: stiprinti kritinį mąstymą, gerinti požiūrį į mokslą ir pristatyti ląstelių biologijos koncepcijas.

Siekdama šių tikslų, kriminalistika turi daug privalumų. Pavyzdžiui, jis lengvai pritaikomas interaktyvioms pedagogikoms, tokioms kaip tyrimais pagrįstas mokymasis, mokymasis bendradarbiaujant ir probleminis mokymasis – visa tai stiprina kritinį mąstymą (Lawson ir kt., 1990 Tolman, 1999 Nacionalinė tyrimų taryba, 2000 Cruickshank ir Olander, 2002 Russell ir French, 2002 Wright ir Boggs, 2002 kriminalistika naujienose, 2003 Tanner ir kt., 2003). Kriminalistai taip pat yra skėtis, po kuriuo galima dėstyti beveik bet kurį mokslinį dalyką (Reddy, 2003 Zeno, 2003). Galiausiai, studentai, įskaitant ne gamtos mokslų specialybes, sužino daugiau, kai tema juos domina (Project Kaleidoscope, 2001). Kriminalistai tai labai tinka, nes ji turi ilgalaikį patrauklumą, ankstesnį nei dabartinis populiarių televizijos laidų šėlsmas, ir greičiausiai jas išgyvens.

Pastaruoju metu kriminalistikos kursai išplito visame akademiniame pasaulyje ( Teismo ekspertizė naujienose, 2003). Čia aprašytas kursas skiriasi, nes kriminalistika yra susieta su ląstelių biologijos temomis, tokiomis kaip žmogaus vystymasis, enzimologija ir molekulinė biologija.


Leidėjo pastaba: Springer Nature išlieka neutralus paskelbtų žemėlapių ir institucinių ryšių atžvilgiu.

Išplėstiniai duomenys 1 pav. Mėginio paruošimas ir ORC-DNR komplekso vaizdo apdorojimas.

a, glicerolio gradiento frakcijų SDS-PAGE analizė. ORC-DNR kompleksai (be fiksacijos) buvo centrifuguojami 10–30% glicerolio gradientu. Frakcijos buvo surinktos ir išspręstos SDS-PAGE. Didžiausios frakcijos (5–7), kuriose yra nepažeistų ORC kompleksų, buvo apdorotos tolesnei elektronų mikroskopijos analizei. Eksperimentai buvo kartojami kelis kartus (n > 10), buvo gauti panašūs rezultatai. b, ORC-DNR komplekso neigiamo dažymo elektronų mikroskopija. 6 frakcijos mėginiai buvo neigiamai nudažyti. Pastebėta stipri kompleksų disociacija. c, ORC-DNR komplekso neigiamo dažymo elektronų mikroskopija, paruošta GraFix metodu, naudojant glutaraldehido gradientą (0–0,025%). d, reprezentatyvus neapdorotas ORC-DNR (72 bp) komplekso krio-EM vaizdas. e, 2D klasės ORC-DNR (72 bp) dalelių vidurkiai. f, ORC-DNR (72 bp) dalelių vaizdo apdorojimo eiga. Apdorojimas apima 2D klasifikavimo, 3D klasifikavimo, struktūrinio tobulinimo ir užmaskuoto tobulinimo procedūras. g, galutinio ORC-DNR (72 bp) komplekso tankio žemėlapio FSC kreivės. h, Galutinio tankio žemėlapio vietinis skyros žemėlapis. i, Scheminis Orc1–Orc6 subvienetų domenų organizavimas. Regionai, sukurti galutiniame atominiame modelyje, buvo pažymėti punktyrinėmis pilkomis linijomis. jn, Orc1-BP galutinio krio-EM tankio žemėlapio tipinių regionų vietinis tankis (j), Orc4-IH (k), Orc1 ATP surišanti kišenė (l) ir dar du regionai (m, n). Aiškumo dėlei ATPγS tankis neįtrauktas j paryškinti Walker A motyvą Orc1.

Išplėstiniai duomenys 2 pav. ORC-DNR (36 bp) ir apoORC dalelių vaizdo apdorojimo eiga.

a, ORC-DNR (36 bp) dalelių vaizdo apdorojimo eiga. Apdorojimas apima 2D klasifikavimo, 3D klasifikavimo, struktūrinio tobulinimo ir užmaskuoto tobulinimo procedūras. b, apoORC dalelių vaizdo apdorojimo eiga. c, ORC-DNR (36 bp) komplekso tankio žemėlapių FSC kreivės.

Išplėstiniai duomenys 3 pav. AAA+ ir WHD domenų organizavimas aplink pradinę DNR.

a, Orc1 – Orc5 subvienetų AAA+ domenų organizavimas aplink kilmės DNR. AAA+ domenų ir DNR krio-EM žemėlapiai rodomi kieto paviršiaus pavidalu ir užkoduoti spalvomis. Orc2 WHD, blokuojantis atotrūkį tarp Orc1 ir Orc2 AAA+ domenų, rodomas animaciniame filme. b, Tas pats kaip ir a, bet Orc1–Orc5 subvienetų WHD. c, WHD HTH motyvų pasiskirstymas aplink kilmės DNR. Orc1 – Orc5 subvienetų WHD rodomi animaciniame filme su paryškintais HTH motyvais. d, Domeno keitimas tarp AAA+ ir WHD pakopų. Kaip parodyta, Orc2-WHD padėtis skiriasi nuo kitų. e, Lankstus linkeris (375–436 liekanos) prieš Orc1 AAA+ domenus tęsiasi Orc4 AAA+ domeno paviršiuje (paviršiaus vaizdas), o tolesnės pagrindinės pataisų sekos įterpiamos į mažąjį ACS griovelį. Surištas ATPγS parodytas lazdos modelyje (oranžinė). f, Pats Orc3 N terminalo plėtinys (15–50 likučių) apgaubia Orc2 AAA+ domeną (paviršiaus atvaizdas) ir baigiasi sąsajoje tarp Orc2-WHD ir Orc2-AAA+ domeno. g, Labai ilgas N-galo linkeris (NTD kilpa) prieš Orc2 AAA+ domeną tęsiasi Orc3-WHD ir Orc6 TFIIB-B domeno paviršiuje. Atkreipkite dėmesį, kad Orc2 jungtis, apvyniojama aplink Orc6, yra atsekama krio-EM tankio žemėlapyje, tačiau modelio nepavyko sukurti atominiu lygiu.

Išplėstiniai duomenys 4 pav. Trijų ATPazės centrų konfigūracija ORC-DNR komplekse.

a, Priartintas ATPazės centro, susidariusio tarp Orc1 (O1) ir Orc4 (O4), vaizdas. Orc1, Orc4 ir ATPγS-Mg 2+ yra atitinkamai mėlynos, žalsvai mėlynos ir žalios spalvos. Orc1 Walker A ir B motyvai (WA ir WB) ir Orc4 (R267) arginino pirštas yra paryškinti lazdų modeliuose. Įdėtas ATPγS-Mg 2+ lazdelės modelis su krio-EM tankiu. b, Priartintas ATPazės centro, susidariusio tarp Orc4 ir Orc5 (O5), vaizdas. Orc4, Orc5 ir ATPγS-Mg 2+ yra atitinkamai žalsvai mėlynos, tamsiai žalios ir žalios spalvos. Orc4 Walker A ir B motyvai (WA ir WB) ir lygiavertis Orc5 arginino pirštas (R178) yra paryškinti lazdų modeliuose. Rodomas Orc5 K151 4 Å atstumu nuo γ-fosfato. Įdėtas ATPγS-Mg 2+ lazdelės modelis su krio-EM tankiu. c, Priartintas ATPazės centro, susidariusio tarp Orc5 ir Orc3 (O3), vaizdas. Orc5, Orc3 ir ATPγS-Mg 2+ yra atitinkamai tamsiai žalios, oranžinės ir žalios spalvos. Orc5 Walker A ir B motyvai yra paryškinti lazdų modeliuose. Įdėtas ATPγS-Mg 2+ lazdelės modelis su krio-EM tankiu. d, O1:O4 ir O4:O5 ATPazės centrų palyginimas, pabrėždamas surišto ATPγS bazinės dalies apvertimą O4:O5 centre. Apversti priverčia konservuotą gliciną pakeitus stambia tirozino liekana (Y107), esančia Orc4 Walker A motyve. „Walker A“ motyvai buvo naudojami kaip nuoroda lygiuojant. e, Palyginimas tarp mielių O4:O5 ir žmogaus O4:O5 (PDB kodas 5UJ7)32 ATPazės centrų, pabrėžiant surišto ATPγS bazinės dalies apsivertimą mielių O4:O5 centre. „Walker A“ motyvai buvo naudojami kaip nuoroda lygiuojant. f, skirtingų rūšių Orc4 motyvo Walker-A sekos suderinimas.

Išplėstiniai duomenys 5 pav. Orc6 sąveikauja su Orc2, Orc3 ir Orc5.

a, b, Orc3, Orc2, Orc5 ir Orc6 sąveikos apžvalga. c, d, Padidinti langelių regionų vaizdai a ir b norėdami pabrėžti jų santykinai hidrofobines sąsajas. Pasirinkti hidrofobiniai likučiai sąsajoje rodomi lazdos modelyje. Trumpa spiralė jungtyje tarp Orc6-CTD ir Orc6-TFIIB-B paketų su dviem sraigtais iš Orc2-AAA+ ir Orc3-WHD (c). Ilgas Orc2 N-galo jungiklis (prieš AAA+ domeną) apgaubia Orc6 TFIIB-B domeną. Atkreipkite dėmesį, kad Orc2 jungtis (Orc2-NTD kilpa) yra atsekama krio-EM tankio žemėlapyje, tačiau modelio nepavyko sukurti atominiu lygiu. e, Žemo dažnio filtruotas ORC – DNR komplekso žemėlapis, pabrėžiantis Orc6 jungiklio sekos (tarp TFIIB domenų A ir B) ir DNR sąveiką (kurią rodo papildomas tankis). Mūsų žemėlapyje modelio, sukurto Orc6, N terminalo (N-ter) galas yra S217. f, Mielių Orc6 – TFIIB-B ir žmogaus ORC6 – TFIIB-B palyginimas. Žmogaus ORC6 struktūra yra iš kristalografijos tyrimo (PBP kodas 3M03)65. Bendra mielių ORC6 – TFIIB-B struktūra yra gana panaši į žmogaus atitikmenį. g, TFIIB-DNR struktūros uždėjimas ant ORC-DNR komplekso. Žmogaus TFIIB-TBP-DNR (PDB kodas 1VOL) 66 kristalinė struktūra buvo suderinta naudojant ORC6 – TFIIB-B kaip nuorodą. Kaip parodyta, ORC6 – TFIIB-B nenustatė didelės sąveikos su DNR. Gali būti, kad norint sukurti plačią sąveiką su DNR, kaip tai daro TFIIB, reikia tolesnių Orc6 konformacinių pokyčių, tikriausiai vėlesniame replikacijos licencijavimo etape.

Išplėstiniai duomenys 6 pav. ORC kompleksų lankstumas.

ac, ORC-DNR komplekso (36 bp) I, II ir III būsenų palyginimas. Trijų būsenų tankio žemėlapiai rodomi paviršiaus vaizde ir Orc1 – Orc2 šoniniame vaizde. Orc2-WHD modelis paryškintas raudoname animaciniame filme. Kaip parodyta, Orc2-WHD trijuose žemėlapiuose užima skirtingas pozicijas. II būsenos žemėlapyje Orc2-WHD tankis yra palyginti silpnas ir užima panašią padėtį kaip OCCM struktūra30. III būsenos žemėlapyje Orc2-WHD yra panašioje padėtyje kaip ir I būsenoje, tačiau jo tankis yra labai suskaidytas. Kartu tai rodo, kad Orc2-WHD yra lankstus. d, I ir II būsenų modelių superpozicija. II būsenos atominis modelis buvo gautas lanksčiai pritaikius I būsenos modelį į II būsenos tankio žemėlapį. Lygiavimas buvo atliktas naudojant Orc2 ir Orc3. Palyginti su I būsena, II būsenos struktūros atotrūkis yra siauresnis. Siekiant aiškumo, Orc2 WHD dviejose būsenose praleisti. e, I ir III būsenų modelių superpozicija. III būsenos atominis modelis buvo gautas lanksčiai pritaikius I būsenos modelį į III būsenos tankio žemėlapį. Lygiavimas buvo atliktas naudojant Orc2 ir Orc3. Palyginti su I būsena, III būsenos struktūros atotrūkis yra šiek tiek didesnis. Siekiant aiškumo, Orc2 WHD dviejose būsenose praleisti. f, g, I ir IV būsenų tankio žemėlapių palyginimas iš ORC-DNR (72 bp) duomenų rinkinio. Pagrindinis skirtumas tarp dviejų žemėlapių yra DNR lenkimo kampas. DNR lenkimo mastas koreliuoja su Orc6 ir Orc3 (AAA+ modulio įterpimo domeno) stabilumu. h, Viršutinis (kairysis) ir apatinis (dešinėje) apoORC komplekso krio-EM žemėlapio vaizdai su uždėtu atominiu modeliu, kuris buvo gautas lanksčiai pritaikius ORC – DNR modelį į tankio žemėlapį. ORC subvienetai žymimi spalvomis. Orc1 AAA+ domenas ir Orc2 WHD yra labai lankstūs, todėl tarp Orc1 ir Orc2 susidaro didelė anga, kaip rodo sumažėjęs atitinkamų regionų EM tankis.

Išplėstiniai duomenys 7 pav. Struktūrinis palyginimas tarp S. cerevisiae ORC-DNR ir Drosophila apoORC kompleksai.

a, b, Mielių ORC – DNR ir DNR palyginimas Drosophila apoORC (PDB kodas 4XGC) 31 kompleksas. a, Mielių ORC-DNR struktūra parodyta animaciniame filme, o Orc1-AAA+ ir Orc2-WHD atitinkamai paryškinti jūrine ir mėlyna spalva. b, The Drosophila apoORC struktūra parodyta animaciniame filme, o Orc1-AAA+ ir Orc2-WHD atitinkamai paryškinti purpurine ir raudona spalva. c, Mielių ORC-DNR uždėjimas ir Drosophila apoORC struktūros naudojant Orc3 – Orc5 kaip nuorodą. Atkreipkite dėmesį, kad Orc1-AAA+ ir Orc2-WHD padėtys ir orientacijos abiejose struktūrose labai skiriasi. d, Orc1 uždėjimas iš mielių ORC – DNR struktūrų ir Drosophila apoORC kompleksai, naudojant Orc1-AAA+ kaip nuorodą. Atkreipkite dėmesį, kad Orc2-WHD dviejose struktūrose yra visiškai skirtingose ​​padėtyse, palyginti su Orc1-AAA+, išryškinant skirtingas sąsajas tarp Orc1-AAA+ ir Orc2-WHD dviejose struktūrose.

Išplėstiniai duomenys 8 pav. Orc1-BP, Orc4-IH, Orc5-BP ir Orc2-BP kelių sekų derinimas.

ad, Orc1 N terminalo pagrindinių pataisų kelių sekų derinimas (a), Orc4 įterpimo spiralės (b), Orc5 WHD pagrindiniai pataisymai (c) ir Orc2 N terminalo pagrindiniai pataisymai (d) iš įvairių rūšių, kaip nurodyta. e, Keli pagrindiniai lopai tarp Orc1 BAH ir AAA+ domenų nuo mielių iki žmogaus. Bazinių pleistrų kriterijai yra 10–14 aminorūgščių ruožas, apsuptas lizino arba arginino, tarp kurių yra mažiausiai trys bazinės (K arba R) liekanos, o jų pora yra 3–4 likučių atstumu, kaip nustatyta Orc1 ( R367 ir K362). f, Orc1 pagrindinių pataisų sekos informacija d iš įvairių rūšių yra išvardyti kaip nurodyta.

Išplėstiniai duomenys 9 pav. Struktūrinis mielių ORC-DNR ir OCCM kompleksų palyginimas.

a, b, AAA+ (a) ir šone (b) ORC-DNR komplekso vaizdai. ORC subvienetai ir DNR rodomi animaciniame filme ir užkoduoti spalvomis. c, d, AAA+ (c) ir šone (d) ORC nuomones OCCM komplekso kontekste. ORC subvienetai ir DNR rodomi animaciniame filme ir užkoduoti spalvomis. OCCM struktūra (PBP kodas 5UDB) yra iš ankstesnio krio-EM darbo 30 . Palyginti su OCCM struktūra, Orc1 ir Orc2 ORC subvienetai ORC – DNR struktūroje yra kompaktiškesni aplink DNR. Cdc6 (pilka) įtrauktas į šoninį vaizdą. e, Santykinė kilmės DNR orientacija su Orc1 ORC – DNR komplekse. Orc1-BP įterpiamas į mažą ACS DNR griovelį. f, Tas pats kaip ir e, bet DNR ir Orc1 OCCM komplekse. Atstumas tarp AAA+ domeno ir DNR yra žymiai didesnis, todėl prarandamas DNR kontaktas. gi, ORC-DNR (72 bp) ir OCCM (PBP kodas 5UDB) 30 struktūrų superpozicija. Aiškumo dėlei ORC subvienetai iš OCCM nerodomi. Mcm2 – Mcm7 subvienetai iš OCCM rodomi pilkai. Tik Mcm2 ir Mcm5 yra pažymėti etiketėmis ir spalvomis, kaip nurodyta.


Įvadas

Genetinė įvairovė yra evoliucijos ir rūšių diferenciacijos Žemėje pagrindas. Genetinė mutacija, rekombinacija ir transformacija yra genetinės įvairovės varomieji veiksniai. Ankstesni tyrimai daugiausia buvo skirti in vivo DNR dėl pripažintos svarbos biologinei evoliucijai, įvairovei ir toksiškumui, o tarpląstelinės DNR aplinkos ir biologinio elgesio tyrimai buvo menki. Iš prokariotinių ir eukariotinių ląstelių išsiskirianti tarpląstelinė DNR yra didžiausia visos aplinkos DNR dalis 1 ir buvo aptikta įvairiuose aplinkos skyriuose, tokiuose kaip jūros vanduo (568–3163 ng ml–1) 2 ir gėlas vanduo (9–11 ng ml–1). 3,4 . Neląstelinę DNR mikroorganizmai gali išskirti, suskaidyti arba paimti kaip maistinių medžiagų šaltinį. Jis taip pat gali būti absorbuojamas į mineralus, taip skatinant jo patvarumą aplinkoje5 ir galimai išsaugoti genetinę informaciją iš praeities.DNR likučiai aplinkoje gali sąveikauti su kitais teršalais ir taip pakeisti tiek DNR, tiek teršalų elgesį aplinkoje. Plazmidinės DNR prisijungimas prie policiklinių aromatinių angliavandenilių sumažina jos transformacijos efektyvumą6. Taigi svarbu ištirti DNR sąveiką su kitais teršalais ir su ja susijusią šių sąveikų įtaką ekstraląstelinės DNR likimui aplinkoje.

Ekstraląstelinės DNR gausa aplinkoje ir biologinė reikšmė pirmiausia yra kontroliuojama jos skilimo. DNR gali būti skaidoma hidrolizės, oksidacijos ir fermentinės reakcijos metu 7,8,9, o skilimo produktus (nukleotidus ir nukleozidus) gali pakartotinai pasisavinti mikroorganizmai. Pavyzdžiui, Fe(II)∙bleomicinas gali sukelti O2priklausoma DNR hidrolizė, pradedant dezoksiribozės 3’-4’-anglies jungties lūžimu ir galiausiai DNR suskaidymu į oligonukleotidus, bazes ir junginius, panašius į malondialdehidą 10 . DNR taip pat gali oksiduoti oksidatoriai, tokie kaip reaktyviosios deguonies rūšys. Ozonas gali tiesiogiai ir netiesiogiai pažeisti DNR, skaidydamas bazę ir cukraus dalį hidroksilo radikalais11. Nepaisant to, fermentinė reakcija laikoma pagrindiniu DNR skilimo būdu aplinkoje12,13. Tiesą sakant, DNR skaidymą daugiausia kontroliuoja DNR ardančių fermentų rūšys, veikla ir reakcijos būdai 14 . Tarp DNR ardančių fermentų homeing endonukleazės yra dvigrandė DNazė, kuri atakuoja dideles DNR atpažinimo vietas (12–40 bp), suardydama specifinę dvigrandę tikslinėje alelio vietoje, kurioje nėra atitinkamo judriojo introno. 15 . Mikrobinė restrikcijos endonukleazė I gali suskaidyti DNR į mažesnius maždaug 400 bp oligonukleotidų dvipusius DNR fragmentus16. DNazė I gali suskaldyti DNR dvigubos spiralės fosfodiesterio pagrindą esant dvivalečiams katijonams (pvz., Mg 2+ ir Ca 2+ ) ir įvesti viengrandžius įtrūkimus per P-O hidrolizę.3'-ryšis, dėl kurio susidaro 5'-fosforilinti fragmentai 17 .

Gerai žinoma, kad fermentinis DNR skaidymas priklauso nuo aplinkos veiksnių, tokių kaip tirpalo pH ir katijonų tipas bei koncentracija. 18 DNazės I aktyvumas didžiausias, kai pH yra maždaug 7,0, esant Mg 2+ ir Ca 2+ . 19,20 DNazės I protonų akceptoriaus-donoro grandinė E-H-vanduo yra būtina DNR skaidymui. 21 Trumpai tariant, E 75 karboksilato anijonas gali priimti protoną iš H 131, kuris savo ruožtu gauna protoną, padovanotą vandens molekulės. Tada susidaręs reaktyvusis vandens hidroksilas gali inicijuoti nukleofilinį fosforo atomo ataką ir tokiu būdu suskaidyti P-O-3' ryšį. Šios reakcijos metu Ca 2+ jonas gali palengvinti nukleofilinį ataką, tinkamai suderindamas fosfodiesterio ryšį su DNaze I. Be to, esant rūgštinio tirpalo pH, H 131 gali būti protonuotas ir tada negali priimti protono iš vandens molekulės. veda prie DNazės I inaktyvavimo. Kai kurios organinės molekulės taip pat gali turėti įtakos DNR skilimui 22,23 . Pavyzdžiui, dėl nežinomo mechanizmo DNR, prijungta prie humino rūgšties, buvo mažiau jautri DNazės I skaidymui nei laisva DNR24. Neomicinas B (aminoglikozidinis antibiotikas) visiškai slopina DNR skaidymą DNaze I in vitro esant 2 mmol L -1 25 koncentracijai dėl konformacinio perėjimo iš B-DNR į A-DNR, kurį sukelia neomicino prisijungimas prie DNR 26 . Atsižvelgiant į tai, kad dėl žmogaus veiklos į aplinką buvo išleista daugybė sintetinių organinių junginių, labai įdomu ištirti kai kurių tipiškų junginių poveikį fermentiniam DNR skaidymui. Pesticidai nusipelno ypatingo dėmesio dėl didelio jų naudojimo, patvarumo aplinkoje ir bioakumuliacijos. Šiame tyrime daugiausia dėmesio buvo skiriama heksachlorcikloheksanams (HCH), kurie yra plataus spektro insekticidai. Šios grupės pesticidai buvo plačiai gaminami ir naudojami nuo šeštojo dešimtmečio pradžios iki devintojo dešimtmečio pabaigos, todėl jie buvo visur aplinkoje ir biologiškai kaupiasi maisto grandinėje. Kinija ir Indija, dvi pagrindinės HCH naudotojos, nustojo naudoti žemės ūkyje atitinkamai 1983 ir 1990 m. Tačiau HCH vis dar buvo naudojamas Indijoje iki 1995 m., o didžiausias suvartojimas buvo 25 000 tonų XX amžiaus dešimtajame dešimtmetyje 27 . Nors HCH buvo uždraustas, ankstesnio naudojimo aplinkoje esantis HCH yra labai patvarus ir vis tiek gali turėti neigiamą poveikį žmonių ir ekosistemų sveikatai 28 . Be to, pagal struktūrą HCH neturi kitų elementų ir funkcinių grupių, išskyrus C ir H elementus, kurie pabrėžia chloro vaidmenį. Buvo ištirti trys HCH izomerai (α-HCH, β-HCH ir γ-HCH), turintys skirtingas fizikines ir chemines savybes bei biologinį aktyvumą, greičiausiai dėl kintančio chiralinio chloro atomų išsidėstymo cikloheksano žiede29. Nepaisant to, HCH įtaka DNR aplinkos elgesiui buvo retai tiriama. Taigi, HCH yra idealus kandidatas tirti organinių chlorintų teršalų poveikį fermentiniam DNR skaidymui.

Todėl mes siekėme išsiaiškinti trijų HCH izomerų poveikį ir pagrindinį mechanizmą DNR fermentiniam skaidymui. DNR skaidymas DNaze I, esant HCH, buvo ištirtas gelio elektroforeze, po to buvo atlikti spektroskopiniai ir skaičiavimo tyrimai, siekiant tiksliai nustatyti pagrindinius mechanizmus. DNazės I aktyvumo pokytis veikiant HCH buvo tiriamas spektroskopiškai, o fluorescencijos gesinimo titravimo eksperimentai buvo atlikti siekiant nustatyti HCH prisijungimą prie DNR. Surišimo mechanizmas ir dėl to atsirandantis konformacinis DNR struktūros pokytis buvo tiriamas naudojant molekulinį skaičiavimą, Furjė transformuotą infraraudonųjų spindulių spektroskopiją (FTIR), ultravioletinę (UV)-Vis spektroskopiją ir žiedinį dichroizmą (CD). Mūsų rezultatai suteikė įžvalgos apie fermentinį DNR skaidymą, kurį veikia organiniai chlorinti teršalai, taip pagerindami supratimą apie DNR elgesį užterštoje aplinkoje.


Plaučių tūris ir talpa

Skirtingi gyvūnai turi skirtingą plaučių talpą, atsižvelgiant į jų veiklą. Gepardai išvystė daug didesnį plaučių pajėgumą nei žmonių, tai padeda aprūpinti visus kūno raumenis deguonimi ir leidžia jiems bėgti labai greitai. Drambliai taip pat turi didelę plaučių talpą. Šiuo atveju ne todėl, kad jie greitai bėga, o dėl to, kad jie turi didelį kūną ir turi sugebėti pasisavinti deguonį pagal savo kūno dydį.

Žmogaus plaučių dydį lemia genetika, lytis ir ūgis. Esant maksimaliai talpai, vidutinis plautis gali talpinti beveik šešis litrus oro, tačiau plaučiai paprastai neveikia maksimalia talpa. Oras plaučiuose matuojamas plaučių tūriai ir plaučių talpos (20.12 pav. ir 20.1 lentelė). Tūris matuoja oro kiekį vienai funkcijai (pvz., įkvėpimui ar iškvėpimui). Talpa yra bet kokie du ar daugiau tūrių (pavyzdžiui, kiek galima įkvėpti nuo maksimalaus iškvėpimo pabaigos).

20.12 pav.
Rodomi žmogaus plaučių tūriai ir talpos. Bendras suaugusio vyro plaučių tūris yra šeši litrai. Potvynių tūris yra oro tūris, įkvėptas vienu normaliu įkvėpimu. Įkvėpimo talpa – tai oro kiekis, paimamas giliai įkvėpus, o liekamasis tūris – tai oro kiekis, likęs plaučiuose po stipraus kvėpavimo.

Tūrį plaučiuose galima suskirstyti į keturis vienetus: potvynio tūrį, iškvėpimo rezervinį tūrį, įkvėpimo rezervinį tūrį ir liekamąjį tūrį. Potvynių garsas (televizorius) matuoja oro kiekį, kuris įkvepiamas ir iškvėpiamas normaliai kvėpuojant. Vidutiniškai šis tūris yra apie pusę litro, o tai yra šiek tiek mažiau nei 20 uncijų gėrimo butelio talpa. The iškvėpimo rezervo tūris (ERV) yra papildomas oro kiekis, kurį galima iškvėpti po įprasto iškvėpimo. Tai rezervinė suma, kurią galima iškvėpti viršijant normalią. Ir atvirkščiai, rezervinis įkvėpimo tūris (IRV) yra papildomas oro kiekis, kurį galima įkvėpti po įprasto įkvėpimo. The liekamasis tūris (RV) yra oro kiekis, kuris lieka iškvėpus rezervinį tūrį. Plaučiai niekada nebūna visiškai tušti: po maksimalaus iškvėpimo plaučiuose visada lieka šiek tiek oro. Jei šio likutinio tūrio nebūtų, o plaučiai visiškai ištuštėtų, plaučių audiniai suliptų, o energija, reikalinga iš naujo pripūsti plaučius, gali būti per didelė. Todėl plaučiuose visada lieka šiek tiek oro. Likutinis tūris taip pat svarbus siekiant išvengti didelių kvėpavimo dujų svyravimų (O2 ir CO2). Likutinis tūris yra vienintelis plaučių tūris, kurio negalima išmatuoti tiesiogiai, nes neįmanoma visiškai ištuštinti plaučių oro. Šį tūrį galima tik apskaičiuoti, o ne išmatuoti.

Talpa yra dviejų ar daugiau tūrių matavimai. The gyvybinis pajėgumas (VC) matuoja didžiausią oro kiekį, kurį galima įkvėpti arba iškvėpti kvėpavimo ciklo metu. Tai iškvėpimo rezervo tūrio, potvynio tūrio ir įkvėpimo rezervo tūrio suma. The įkvėpimo pajėgumas (IC) yra oro kiekis, kurį galima įkvėpti pasibaigus įprastam iškvėpimui. Todėl tai yra potvynio tūrio ir rezervinio įkvėpimo tūrio suma. The funkcinis liekamasis pajėgumas (FRC) apima iškvėpimo rezervo tūrį ir liekamąjį tūrį. FRC matuoja papildomo oro kiekį, kurį galima iškvėpti po įprasto iškvėpimo. Galiausiai, bendra plaučių talpa (TLC) yra bendro oro kiekio, kurį gali išlaikyti plaučiai, matavimas. Tai yra likutinio tūrio, iškvėpimo rezervo tūrio, potvynio tūrio ir įkvėpimo rezervinio tūrio suma.

Plaučių tūris matuojamas naudojant metodą, vadinamą spirometrija . Svarbus spirometrijos matavimas yra priverstinio iškvėpimo tūris (FEV) , kuris matuoja, kiek oro gali būti išstumtas iš plaučių per tam tikrą laikotarpį, paprastai vieną sekundę (FEV1). Be to, matuojamas priverstinis gyvybinis pajėgumas (FVC), kuris yra bendras oro kiekis, kurį galima priverstinai iškvėpti. Šių verčių santykis ( FEV1/FVC santykis ) naudojamas plaučių ligoms, įskaitant astmą, emfizemą ir fibrozę, diagnozuoti. Jei FEV1/FVC santykis yra didelis, plaučiai neatitinka reikalavimų (tai reiškia, kad jie yra standūs ir negali tinkamai sulenkti), o pacientas greičiausiai serga plaučių fibroze. Pacientai labai greitai iškvepia didžiąją plaučių tūrio dalį. Ir atvirkščiai, kai FEV1/FVC santykis mažas, plaučiuose atsiranda atsparumas, būdingas astmai. Tokiu atveju pacientui sunku ištraukti orą iš plaučių, o maksimalus iškvėpimas trunka ilgai. Bet kuriuo atveju pasunkėja kvėpavimas ir atsiranda komplikacijų.


Pakeitimų istorija

Monk, M., Boubelik, M. & amp Lehnert, S. Laikini ir regioniniai DNR metilinimo pokyčiai embrioninių, ekstraembrioninių ir gemalo ląstelių linijose pelių embrionų vystymosi metu. Plėtra 99, 371–382 (1987).

Kafri, T. ir kt. Genui specifinio DNR metilinimo vystymosi modelis pelės embrione ir gemalo linijoje. Genes Dev. 6, 705–714 (1992).

Smithas, Z.D. ir kt. Unikali DNR metilinimo reguliavimo fazė ankstyvajame žinduolių embrione. Gamta 484, 339–344 (2012).Tai yra dinaminių DNR metilinimo pokyčių gametogenezės ir ankstyvos embriogenezės metu apibūdinimas.

Mayer, W., Niveleau, A., Walter, J., Fundele, R. & Haaf, T. Demetilacija zigotinio tėvo genomo. Gamta 403, 501–502 (2000).

Oswald, J. ir kt. Aktyvus tėvo genomo demetilinimas pelės zigotoje. Curr. Biol. 10, 475–478 (2000).

Inoue, A. & Zhang, Y. Nuo replikacijos priklausomas 5-hidroksimetilcitozino praradimas pelių embrionuose prieš implantaciją. Mokslas 334, 194 (2011).

Cedar, H. & amp Bergman, Y. DNR metilinimo ir histono modifikacijos susiejimas: modeliai ir paradigmos. Nat. Kunigas Genet. 10, 295–304 (2009).

Sanfordas, J. P., Clarkas, H. J., Chapmanas, V. M. & Rossant, J. DNR metilinimo skirtumai oogenezės ir spermatogenezės metu bei jų išlikimas ankstyvosios embriogenezės metu pelėje. Genes Dev. 1, 1039–1046 (1987).

Bourc'his, D., Xu, G.L., Lin, C.S., Bollman, B. & amp Bestor, T.H. Dnmt3L ir motinos genominių atspaudų nustatymas. Mokslas 294, 2536–2539 (2001).

Brandeis, M. ir kt. Alelių specifinio metilinimo ontogeniškumas, susijęs su įspaustais genais pelėje. EMBO J. 12, 3669–3677 (1993).

Li, X. ir kt. Motinos-zigotinio poveikio genas Zfp57 palaiko tiek motinos, tiek tėvo atspaudus. Dev. Ląstelė 15, 547–557 (2008).

Mackay, D.J. ir kt. Kelių įspaustų lokusų hipometilinimas asmenims, sergantiems trumpalaikiu naujagimių diabetu, yra susijęs su ZFP57 mutacijomis. Nat. Genet. 40, 949–951 (2008).

Wossidlo, M. ir kt. 5-hidroksimetilcitozinas žinduolių zigote yra susijęs su epigenetiniu perprogramavimu. Nat. Komun. 2, 241 (2011).

Nakamura, T. ir kt. PGC7/Stella apsaugo nuo DNR demetilinimo ankstyvoje embriogenezėje. Nat. Cell Biol. 9, 64–71 (2007).

Nakamura, T. ir kt. PGC7 suriša histoną H3K9me2, kad apsaugotų nuo 5mC konversijos į 5hmC ankstyvuose embrionuose. Gamta 486, 415–419 (2012).

Farthing, C.R. ir kt. Visuotinis DNR metilinimo žemėlapis pelių promotoriuose atskleidžia epigenetinį pluripotencijos genų perprogramavimą. PLoS Genet. 4, e1000116 (2008).

Ng, R.K. ir kt. Epigenetinis embrioninių ląstelių linijos likimo apribojimas metilinant Elf5. Nat. Cell Biol. 10, 1280–1290 (2008). Šioje ataskaitoje teigiama, kad demetilinimas Elfas5 pradžioje embrionas leidžia ekstraembrioninei diferenciacijai.

Kohas, K.P. ir kt. Tet1 ir Tet2 reguliuoja 5-hidroksimetilcitozino gamybą ir ląstelių linijos specifikaciją pelių embrioninėse kamieninėse ląstelėse. Ląstelių kamieninė ląstelė 8, 200–213 (2011).

Maegawa, S. ir kt. Plačiai paplitę ir specifiniai audiniams su amžiumi susiję DNR metilinimo pokyčiai pelėse. Genome Res. 20, 332–340 (2010).

Kaminen-Ahola, N. ir kt. Motinos etanolio vartojimas keičia epigenotipą ir palikuonių fenotipą pelės modelyje. PLoS Genet. 6, e1000811 (2010).

Daxinger, L. & Whitelaw, E. Transgenerational epigenetic heritance: daugiau klausimų nei atsakymų. Genome Res. 20, 1623–1628 (2010).

Okano, M., Bell, D.W., Haber, D.A. & Li, E. DNR metiltransferazės Dnmt3a ir Dnmt3b yra būtinos de novo metilinimas ir žinduolių vystymasis. Ląstelė 99, 247–257 (1999).

Brandeis, M. ir kt. Sp1 elementai apsaugo CpG salą nuo de novo metilinimas. Gamta 371, 435–438 (1994).

Straussman, R. ir kt. CpG salų metilinimo profilių vystymasis žmogaus genome. Nat. Struktūra. Mol. Biol. 16, 564–571 (2009). Šis darbas rodo, kad CpG salų apsauga nuo de novo metilinimas nustatomas pagal sekos informaciją.

Laurent, L. ir kt. Dinaminiai žmogaus metilo pokyčiai diferenciacijos metu. Genome Res. 20, 320–331 (2010).

De Carvalho, D.D. ir kt. DNR metilinimo patikra nustato vėžinių ląstelių išgyvenimo epigenetinius įvykius. Vėžio ląstelė 21, 655–667 (2012).

Cedar, H. ir Bergman, Y. DNR metilinimo modelių programavimas. Annu. kun. Biochem. 81, 97–117 (2012).

Lienert, F. ir kt. Genetinių elementų, kurie savarankiškai nustato DNR metilinimo būsenas, identifikavimas. Nat. Genet. 43, 1091–1097 (2011).

Macleod, D., Charlton, J., Mullins, J. & amp Bird, AP. Sp1 vietos pelės Aprt geno promotoriuje reikalingos, kad būtų išvengta CpG salos metilinimo. Genes Dev. 8, 2282–2292 (1994).

Siegfriedas, Z. ir kt. DNR metilinimas slopina transkripciją in vivo. Nat. Genet. 22, 203–206 (1999).

Goren, A. ir kt. Tikslus globino geno ekspresijos derinimas DNR metilinimo būdu. PLoS ONE 1, e46 (2006).

Weber, M. ir kt. Promotorių DNR metilinimo pasiskirstymas, nutildymo potencialas ir evoliucinis poveikis žmogaus genome. Nat. Genet. 39, 457–466 (2007).

Meissner, A. ir kt. Genomo masto pluripotentinių ir diferencijuotų ląstelių DNR metilinimo žemėlapiai. Gamta 454, 766–770 (2008).

Oi, S.K. ir kt. DNMT3L jungia nemetilintą histono H3 liziną 4 su de novo DNR metilinimas. Gamta 448, 714–717 (2007).

Otani, J. ir kt. Struktūrinis pagrindas H3K4 metilinimo būsenai atpažinti pagal DNR metiltransferazės 3A ATRX-DNMT3-DNMT3L domeną. EMBO Rep. 10, 1235–1241 (2009).

Clouaire, T. ir kt. Cfp1 integruoja ir CpG turinį, ir genų aktyvumą, kad būtų galima tiksliai H3K4me3 nusodinti embrioninėse kamieninėse ląstelėse. Genes Dev. 26, 1714–1728 (2012).

Pollack, Y., Stein, R., Razin, A. & Cedar, H. Svetimų DNR sekų metilinimas eukariotinėse ląstelėse. Proc. Natl. Akad. Sci. JAV 77, 6463–6467 (1980).

Yisraeli, J. ir kt. Raumenims būdingas metilinto chimerinio aktino geno aktyvavimas. Ląstelė 46, 409–416 (1986).

Li, E., Bestor, T.H. & Jaenisch, R. Tikslinė DNR metiltransferazės geno mutacija sukelia embriono mirtingumą. Ląstelė 69, 915–926 (1992).

Leonhardt, H., Page, A.W., Weier, H.U. & Bestor, T.H. Tikslinė seka nukreipia DNR metiltransferazę į DNR replikacijos vietas žinduolių branduoliuose. Ląstelė 71, 865–873 (1992).

Gruenbaum, Y., Cedar, H. & Razin, A. Eukariotinės DNR metilazės substrato ir sekos specifiškumas. Gamta 295, 620–622 (1982).

Bostick, M. ir kt. UHRF1 vaidina svarbų vaidmenį palaikant DNR metilinimą žinduolių ląstelėse. Mokslas 317, 1760–1764 (2007).

Sharif, J. ir kt. SRA baltymas Np95 tarpininkauja epigenetiniam paveldėjimui, įdarbindamas Dnmt1 į metilintą DNR. Gamta 450, 908–912 (2007).

Sharif, J. & Koseki, H. SRA baltymo Np95 (Uhrf1) Dnmt1 vaidmenų ir kitų veiksnių įdarbinimas. Prog. Mol. Biol. Vertimas Sci. 101, 289–310 (2011).

Achour, M. ir kt. ICBP90 SRA domeno sąveika su nauju DNMT1 domenu yra susijusi su VEGF geno ekspresijos reguliavimu. Onkogenas 27, 2187–2197 (2008).

David, L. ir kt. Didelės skiriamosios gebos mielių genomo transkripcijos žemėlapis. Proc. Natl. Akad. Sci. JAV 103, 5320–5325 (2006).

Petruk, S. ir kt. TrxG ir PcG baltymai, bet ne metilinti histonai, lieka susiję su DNR replikacijos būdu. Ląstelė 150, 922–933 (2012).

Ben-Shushan, E., Pikarsky, E., Klar, A. & amp Bergman, Y. Oct-3/4 genų ekspresijos išnykimas embriono karcinomos x fibroblastų somatinių ląstelių hibriduose lydi metilinimo būsenos, chromatino struktūros pokyčių, ir transkripcijos aktyvumas spalio 3/4 aukštupio regione. Mol. Ląstelė. Biol. 13, 891–901 (1993).

Gidekel, S. & amp Bergman, Y. Unikalus Oct-3/4 DNR metilinimo vystymosi modelis yra kontroliuojamas cis-demodifikacijos elementu. J. Biol. Chem. 277, 34521–34530 (2002).

Feldman, N. ir kt. G9a sukelta negrįžtama epigenetinė Oct-3/4 inaktyvacija ankstyvos embriogenezės metu. Nat. Cell Biol. 8, 188–194 (2006). Šis darbas tai parodo de novo metilinimas yra vėlyvas pluripotencinių genų inaktyvavimo įvykis, tačiau laikui bėgant užtikrina stabilumą.

Epsztejn-Litman, S. ir kt. De novo G9a skatinamas DNR metilinimas neleidžia perprogramuoti embrioniškai nutildytų genų. Nat. Struktūra. Mol. Biol. 15, 1176–1183 (2008).

Keohane, A.M., Lavender, J.S., O'Neill, L.P. ir Turner, B.M. Histono acetilinimas ir X inaktyvavimas. Dev. Genet. 22, 65–73 (1998).

Plath, K. ir kt. Histono H3 lizino 27 metilinimo vaidmuo inaktyvuojant X. Mokslas 300, 131–135 (2003).

Silva, J. ir kt. Norint nustatyti histono H3 metilinimą neaktyvioje X chromosomoje, reikia laikinai įdarbinti Eed-Enx1 polikombinės grupės kompleksus. Dev. Ląstelė 4, 481–495 (2003).

Lock, L.F., Takagi, N. & amp Martin, G.R.HPRT geno metilinimas ant neaktyvaus X įvyksta po chromosomų inaktyvacijos. Ląstelė 48, 39–46 (1987).

Gendrel, A.V. ir kt. Nuo Smchd1 priklausomi ir nepriklausomi keliai lemia CpG salos metilinimo neaktyvioje x chromosomoje vystymosi dinamiką. Dev. Ląstelė 23, 265–279 (2012).

Kaslow, D.C. ir Migeon, B.R. DNR metilinimas stabilizuoja X chromosomos inaktyvaciją euterijose, bet ne marsupialuose: žinduolių X dozės kompensavimo daugiapakopis įrodymas. Proc. Natl. Akad. Sci. JAV 84, 6210–6214 (1987).

Wareham, K.A., Lionas, M.F., Glenister, P.H. ir Williamsas, E.D. Su amžiumi susijusi su X susijusio geno reaktyvacija. Gamta 327, 725–727 (1987).

Lande-Diner, L. ir kt. DNR metilinimo vaidmuo stabiliose genų represijose. J. Biol. Chem. 282, 12194–12200 (2007).

Liang, G. ir kt. DNR metiltransferazių bendradarbiavimas palaikant pasikartojančių elementų metilinimą. Mol. Ląstelė. Biol. 22, 480–491 (2002).

Jonesas, P.A. & Liang, G. Permąstymas, kaip palaikomi DNR metilinimo modeliai. Nat. Kunigas Genet. 10, 805–811 (2009).

Illingworth, R. ir kt. Naujas CpG salų rinkinys nustato specifinį audinių metilinimą vystymosi genų lokusuose. PLoS Biol. 6, e22 (2008).

Vire, E. ir kt. Polycomb grupės baltymas EZH2 tiesiogiai kontroliuoja DNR metilinimą. Gamta 439, 871–874 (2006).

O'Haganas, H.M. ir kt. Oksidacinis pažeidimas nukreipiamas į kompleksus, kuriuose yra DNR metiltransferazių, SIRT1 ir polikombų narių, į promotorių CpG salas. Vėžio ląstelė 20, 606–619 (2011).

Thillainadesan, G. ir kt. Nuo TGF beta priklausomą aktyvų demetilinimą ir p15ink4b naviko slopintuvo ekspresiją sutrikdo ZNF217 / CoREST kompleksas. Mol. Ląstelė 46, 636–649 (2012).

Yisraeli, J. & Szyf, M. Genų metilinimo modeliai ir ekspresija. in DNR metilinimas: biochemija ir biologinė reikšmė (sud. Razin, A., Cedar, H. & Riggs, A.D.) 352–370 (Springer-Verlag, Niujorkas, 1984).

Paroush, Z., Keshet, I., Yisraeli, J. & Cedar, H. α aktino geno demetilinimo ir aktyvavimo dinamika mioblastuose. Ląstelė 63, 1229–1237 (1990).

Lichtenstein, M., Keini, G., Cedar, H. & amp Bergman, Y. B-ląstelių specifinis demetilinimas: naujas vaidmuo introninės κ grandinės stipriklio sekai. Ląstelė 76, 913–923 (1994).

Zhang, L.P., Stroud, J., Eddy, C.A., Walter, C.A. & McCarrey, J. R. Keli elementai daro įtaką žmogaus sėklidėms būdingo PGK2 promotoriaus transkripcijos reguliavimui transgeninėse pelėse. Biol. Atgaminti. 60, 1329–1337 (1999).

Kirillov, A. ir kt. Branduolinio NF-κB vaidmuo specifiniame B ląstelėms demetilinant Igκ lokusas. Nat. Genet. 13, 435–441 (1996).

Goldmit, M. ir kt. Epigenetinė kappa lokuso ontogenija B ląstelių vystymosi metu. Nat. Immunol. 6, 198–203 (2005).

Stadleris, M.B. ir kt. DNR surišantys faktoriai formuoja pelės metilomą distaliniuose reguliavimo regionuose. Gamta 480, 490–495 (2011). Darbas rodo, kad iš dalies metilintus regionus reguliuoja trans -veikiantys veiksniai, kurių daugelis gali būti stiprikliai.

ENCODE projekto konsorciumas. ir kt. Integruota žmogaus genomo DNR elementų enciklopedija. Gamta 489, 57–74 (2012).

Sullivanas, C.H. & Graingeris, R.M. δ-Crystallin genai tampa hipometilinti postmitozinėse lęšio ląstelėse viščiukų vystymosi metu. Proc. Natl. Akad. Sci. JAV 84, 329–333 (1987).

Bhattacharya, S.K., Ramchandani, S., Cervoni, N. & Szyf, M. Žinduolių baltymas, pasižymintis specifiniu demetilazės aktyvumu mCpG DNR. Gamta 397, 579–583 (1999).

Ng, H. H. ir kt. MBD2 yra transkripcijos represorius, priklausantis MeCP1 histono deacetilazės kompleksui. Nat. Genet. 23, 58–61 (1999).

Jost, J.P. Viščiukų embrionų branduoliniai ekstraktai skatina aktyvų DNR demetilinimą, pašalinant 5-metildeoksicitidiną. Proc. Natl. Akad. Sci. JAV 90, 4684–4688 (1993).

Weiss, A., Keshet, I., Razin, A. ir Cedar, H. DNR demetilinimas in vitro: RNR įsitraukimas. Ląstelė 86, 709–718 (1996).

Razin, A. ir kt. 5-metilcitozino pakeitimas citozinu: galimas laikino DNR demetilinimo diferenciacijos metu mechanizmas. Proc. Natl. Akad. Sci. JAV 83, 2827–2831 (1986).

Wu, H. ir kt. Dvigubos Tet1 funkcijos transkripcijos reguliavime pelių embrioninėse kamieninėse ląstelėse. Gamta 473, 389–393 (2011).

Iqbal, K., Jin, S.G., Pfeifer, G.P. & Szabo, P.E. Tėvo genomo perprogramavimas po apvaisinimo apima 5-metilcitozino oksidaciją visame genome. Proc. Natl. Akad. Sci. JAV 108, 3642–3647 (2011).

Gu, T.P. ir kt. Tet3 DNR dioksigenazės vaidmuo epigenetiniame oocitų perprogramavime. Gamta 477, 606–610 (2011).

Wu, H. & Zhang, Y. Tet baltymų sukeltos 5-metilcitozino oksidacijos mechanizmai ir funkcijos. Genes Dev. 25, 2436–2452 (2011).

Jis, Y.F. ir kt. Tet-medijuotas 5-karboksilcitozino susidarymas ir jo išskyrimas TDG žinduolių DNR. Mokslas 333, 1303–1307 (2011). Šis darbas rodo, kad Tet gali oksiduoti 5 mC, kad susidarytų produktai, kuriuos vėliau atstato glikozilazės ir taip vyksta demetilinimas..

Valinluck, V. ir Sowers, L.C. Endogeniniai citozino pažeidimo produktai keičia žmogaus DNR palaikymo metiltransferazės DNMT1 vietos selektyvumą. Cancer Res. 67, 946–950 (2007).

Hashimoto, H. ir kt. Citozino hidroksimetilinimo replikacijos ir ištrynimo atpažinimas ir galimi mechanizmai. Nucleic Acids Res. 40, 4841–4849 (2012).

Popp, C. ir kt. AID trūkumas turi įtakos viso genomo DNR metilinimo ištrynimui pelių pirminėse gemalo ląstelėse. Gamta 463, 1101–1105 (2010).

Guo, J.U., Su, Y., Zhong, C., Ming, G.L. & Song, H. 5-metilcitozino hidroksilinimas TET1 skatina aktyvią DNR demetilaciją suaugusiųjų smegenyse. Ląstelė 145, 423–434 (2011). Šis darbas rodo, kad TET1 tarpininkauja specifinei demetilacijai smegenyse.

Fritzas, E.L. & Papavasiliu, F.N. Citidino deaminazės: padeda DNR demetilinti? Genes Dev. 24, 2107–2114 (2010).

Rusmintratip, V. & Sowers, L.C. Netikėtai didelis 5-hidroksimetiluracilo pašalinimo pajėgumas žmogaus ląstelių ekstraktuose. Proc. Natl. Akad. Sci. JAV 97, 14183–14187 (2000).

Nabel, C.S. ir kt. AID/APOBEC deaminazės nepalankios modifikuotų citozinų, susijusių su DNR demetilinimu. Nat. Chem. Biol. 8, 751–758 (2012).

Cedar, H. ir Bergman, Y. Imuninės sistemos genų pertvarkymo vystymosi reguliavimas. Curr. Nuomonė. Immunol. 11, 64–69 (1999).

Engler, P. & Storb, U. Hipometilinimas yra būtinas, bet nepakankamas V(D)J rekombinacijai transgeniniame substrate. Mol. Immunol. 36, 1169–1173 (1999).

Wilks, A., Seldran, M. ir Jost, J. P. Nuo estrogenų priklausomas vištienos vitellogenino geno 5′ galo demetilinimas nepriklauso nuo DNR sintezės. Nucleic Acids Res. 12, 1163–1177 (1984).

Benvenisty, N., Mencher, D., Meyuchas, O., Razin, A. & Reshef, L. Nuosekli žiurkių fosfoenolpiruvato karboksikinazės geno DNR metilinimo modelių pokyčiai vystymosi metu. Proc. Natl. Akad. Sci. JAV 82, 267–271 (1985).

Shemer, R. ir kt. Apo AI geno metilinimas keičiasi pelės embriono vystymosi metu. Proc. Natl. Akad. Sci. JAV 88, 10300–10304 (1991).

Kunnath, L. ir Locker, J. Raidos pokyčiai žiurkių albumino ir alfa-fetoproteino genų metilinimo srityje. EMBO J. 2, 317–324 (1983).

Busslinger, M., Hurst, J. ir Flavell, R.A. DNR metilinimas ir globino geno ekspresijos reguliavimas. Ląstelė 34, 197–206 (1983).

Siegfried, Z. & Cedar, H. DNR metilinimas: molekulinis užraktas. Curr. Biol. 7, R305–R307 (1997).

Qian, W. ir kt. Histono acetiltransferazė reguliuoja aktyvų DNR demetilinimą Arabidopsis. Mokslas 336, 1445–1448 (2012).

Jonesas, P.A. & Baylin, S.B. Pagrindinis epigenetinių įvykių vaidmuo sergant vėžiu. Nat. Kunigas Genet. 3, 415–428 (2002).

Jonesas, P.A. & Baylin, S.B. Vėžio epigenomika. Ląstelė 128, 683–692 (2007).

Baylin, S. & amp Bestor, T.H. Pakeisti metilinimo modeliai vėžio ląstelių genomuose: priežastis ar pasekmė? Vėžio ląstelė 1, 299–305 (2002).

Gal-Yam, E.N. ir kt. Dažnas Polycomb represinių ženklų keitimas ir DNR hipermetilinimas PC3 prostatos vėžio ląstelių linijoje. Proc. Natl. Akad. Sci. JAV 105, 12979–12984 (2008).

Keshet, I. ir kt. Mokomojo mechanizmo įrodymai de novo metilinimas vėžio ląstelėse. Nat. Genet. 38, 149–153 (2006). Šis darbas tai parodo de novo CpG salų metilinimas sergant vėžiu vyksta fiksuotose genomo vietose.

Zardo, G. ir kt. Integruotos genominės ir epigenominės analizės tiksliai nustato bialelinio geno inaktyvaciją navikuose. Nat. Genet. 32, 453–458 (2002).

Ohm, J.E. ir kt. Į kamienines ląsteles panašus chromatino modelis gali paskatinti naviko slopinimo genus į DNR hipermetilinimą ir paveldimą nutildymą. Nat. Genet. 39, 237–242 (2007).

Schlesinger, Y. ir kt. Polycomb tarpininkaujantis histono H3 (K27) metilinimas iš anksto pažymi genus de novo metilinimas sergant vėžiu. Nat. Genet. 39, 232–236 (2007).

Widschwendter, M. ir kt. Epigenetinių kamieninių ląstelių parašas sergant vėžiu. Nat. Genet. 39, 157–158 (2007).

Rakyanas, V.K. ir kt. Su žmogaus senėjimu susijusi DNR hipermetilinimas dažniausiai vyksta dvivalentėse chromatino domenuose. Genome Res. 20, 434–439 (2010).

Teschendorff, A.E. ir kt. Nuo amžiaus priklausomas genų, kurie yra slopinami kamieninėse ląstelėse, DNR metilinimas yra vėžio požymis. Genome Res. 20, 440–446 (2010).

An, B. ir kt. Būdingas metilinimo profilis CpG salos metilatoriaus fenotipui neigiamam distaliniam gaubtinės ir tiesiosios žarnos vėžiui. Tarpt. J. Vėžys 127, 2095–2105 (2010).

Belshaw, N. J. ir kt. DNR metilinimo modeliai atskirose storosios žarnos kriptose atskleidžia senėjimą ir su vėžiu susijusius lauko defektus morfologiškai normalioje gleivinėje. Kancerogenezė 31, 1158–1163 (2010).

Sasaki, M. ir kt. IDH1 (R132H) mutacija padidina pelių kraujodaros pirmtakus ir keičia epigenetiką. Gamta 488, 656–659 (2012).

Jūs, J.S. & Jonesas, P.A. Vėžio genetika ir epigenetika: dvi tos pačios monetos pusės? Vėžio ląstelė 22, 9–20 (2012).

Feinberg, A. P. ir Vogelstein, B. Hipometilinimas išskiria kai kurių žmogaus vėžio genus nuo įprastų jų analogų. Gamta 301, 89–92 (1983).

Bermanas, B.P. ir kt. Židinio DNR hipermetilinimo ir ilgo nuotolio hipometilinimo sritys sergant gaubtinės ir tiesiosios žarnos vėžiu sutampa su branduolio sluoksniu susijusiais domenais. Nat. Genet. 44, 40–46 (2012). Šis darbas rodo, kad vėžio demetilinimas vyksta su laminatais susijusiose srityse.

Gerb., G.C. ir kt. Pasaulinis DNR hipometilinimas, susijęs su represiniu chromatino domeno formavimu ir genų nutildymu sergant krūties vėžiu. Genome Res. 22, 246–258 (2012).

Lairdas, P.W. ir kt. Žarnyno neoplazijos slopinimas DNR hipometilinimu. Ląstelė 81, 197–205 (1995). Šis darbas rodo, kad gydymas DNR metilinimo inhibitoriais nuo gimimo „užkerta kelią“ žarnyno navikų susidarymui genetiškai linkusiose pelėse..

McCabe'as, M.T. ir kt. DNR metiltransferazės aktyvumo slopinimas apsaugo nuo naviko atsiradimo prostatos vėžio pelės modelyje. Cancer Res. 66, 385–392 (2006).

Benderis, C.M., Pao, M.M. & Jonesas, P.A. DNR metilinimo slopinimas 5-aza-2'-deoksicitidinu slopina žmogaus naviko ląstelių linijų augimą. Cancer Res. 58, 95–101 (1998).

Tsai, H.C. ir kt. Laikinos mažos DNR demetilinančių medžiagų dozės daro ilgalaikį priešnavikinį poveikį hematologinėms ir epitelio naviko ląstelėms. Vėžio ląstelė 21, 430–446 (2012). Ši ataskaita rodo, kad demetilinimo agentai slopina navikus mažomis dozėmis.

Belinsky, S.A. ir kt. DNR metilinimo ir histono deacetilinimo slopinimas apsaugo nuo pelių plaučių vėžio. Cancer Res. 63, 7089–7093 (2003).

Chen, M. ir kt. DNR metiltransferazės inhibitorius zebularinas lėtina naviko augimą ir sukelia apoptozę genetiškai modifikuotame krūties vėžio modelyje. Mol. Vėžys Ther. 11, 370–382 (2012).

Gaudet, F. ir kt. Navikų sukėlimas pelėms genomo hipometilinimo būdu. Mokslas 300, 489–492 (2003).

Yamada, Y. ir kt. Priešingas DNR hipometilinimo poveikis žarnyno ir kepenų kancerogenezei. Proc. Natl. Akad. Sci. JAV 102, 13580–13585 (2005).

Thomson, J. P. ir kt. CpG salos įtakoja chromatino struktūrą per CpG surišantį baltymą Cfp1. Gamta 464, 1082–1086 (2010).


ATSAKYMAI — GYVENTOJŲ GENETIKOS PROBLEMOS

1) Atlikus kraujo grupių tyrimą populiacijoje, nustatytas toks genotipinis pasiskirstymas tarp paimtų žmonių: 1101 buvo MM, 1496 buvo MN ir 503 buvo NN. Apskaičiuokite M ir N alelių dažnius, numatomus trijų genotipinių klasių skaičius (darant prielaidą, kad atsitiktinis poravimasis). Naudodami X2 nustatykite, ar ši populiacija yra Hardy-Weinberg pusiausvyroje, ar ne.

M dažnis = p = p2 + 1/2 (2pq) = 0,356 + 1/2 (0,482) = 0,356 + 0,241 = 0,597

N dažnis = q = 1-p = 1 – 0,597 = 0,403.

NUMATOMI GENOTIPO DAŽNIAI (darant prielaidą, kad Hardy-Weinbergas):

NUMATOMAS KIEKVIENO GENOTIPO ASMENŲ SKAIČIUS:

X2 = (1101-1107)2 /1107 + (1496-1491)2 /1491 + (502-503)2 /503

X2 (apskaičiuota) < X2 (lentelė) [3,841, 1 df, 0,05 ls].

Todėl darykite išvadą, kad nėra statistiškai reikšmingo skirtumo tarp to, ką stebėjote ir ko tikėjotės valdant Hardy-Weinberg. Tai yra, jūs negalite atmesti nulinės hipotezės ir padaryti išvadą, kad populiacija yra HWE.

2) Mokslininkas ištyrė alelių, kontroliuojančių fermentą laktato dehidrogenazę (LDH), polimorfizmo kiekį mažųjų žuvų rūšyje. Iš vienos populiacijos buvo atrinkta 1000 asmenų. Mokslininkas nustatė tokius genotipų dažnius: AA = .080, Aa = .280 aa = .640. Remdamiesi šiais duomenimis, apskaičiuokite šios populiacijos “A” ir “a” alelių alelių dažnį. Naudokite atitinkamą statistinį testą, kad galėtumėte nuspręsti, ar ši populiacija buvo Hardy-Weinberg pusiausvyroje, ar ne.

p = A dažnis = 0,08 + 1/2 (0,28) = 0,08 + 0,14 = 0,22

JEI gyventojų yra HWE, tikitės šių dažnių:

Genotipas Laukiami skaičiai Stebėti skaičiai
AA 0,0484 X 1000 = 48,4 0,080 X 1000 = 80
Aa 0,3432 x 1000 = 343,2 0,280 X 1000 = 280
aa 0,6084 x 1000 = 608,4 0,640 X 1000 = 640

X2 = [(80 – 48.4)2/ 48.4] + [(280 – 343.2)2 / 343.2] + [(640 – 608.4)2/ 608.4]

X2 (apskaičiuota) > X2 (lentelė), todėl atmeskite nulinę hipotezę. Ne HWE.

3) Junginys feniltiokarbamidas (PTC) daugeliui žmonių yra labai kartaus skonio. Nesugebėjimą paragauti PTC kontroliuoja vienas recesyvinis genas. Amerikos baltųjų gyventojų apie 70% gali paragauti PTC, o 30% negali (neragauja). Įvertinkite degustatorių (T) ir neragaujančių (t) alelių dažnius šioje populiacijoje, taip pat diploidinių genotipų dažnius.

Apskaičiuotas dažnis t = q = kvadratinė šaknis iš q2 = kvadratinė šaknis iš 0,30 = 0,5477

Dažnis T = p = 1 – q = 1 – 0,5477 = 0,4523

Tt = 2pq = 2(0,4523)(0,5477) = 0,4956

4) Kito žmogaus kraujo grupių tyrimo metu buvo nustatyta, kad iš 400 individų 230 buvo Rh+, o 170 – Rh-. Darant prielaidą, kad šį požymį (ty buvimą Rh+) ​​kontroliuoja dominuojantis alelis (D) , apskaičiuokite D ir d alelių dažnius. Kiek iš Rh+ asmenų turėtų būti heterozigotiniai?

dd individų skaičius = 170, todėl genotipo dd (q2) dažnis yra 170/400 = 0,425. Iš to galime įvertinti q taip:

q = kvadratinė šaknis iš q2 = kvadratinė šaknis iš 0,425 = 0,652.

D alelio dažnis yra:

Darant prielaidą, kad HWE, genotipo dažniai yra tokie:

Naudojant numatomus genotipo dažnius, skaičius Dd tarp Rh+ individų yra:

5) Fenilketonurija yra sunki protinio atsilikimo forma dėl reto autosominio recesyvinio alelio. Maždaug 1 iš 10 000 naujagimių baltaodžių serga šia liga. Apskaičiuokite nešiotojų (t.y. heterozigotų) dažnį.

Atsižvelgdami į tai, kas išdėstyta aukščiau, įvertinkite q iš q2

q = kvadratinė šaknis iš q2 = kvadratinė šaknis iš 1/10 000 = kvadratinė šaknis iš 0,0001 = 0,01

Todėl p = 1 – q = 1 – 0,01 = 0,99

Naudodamiesi Hardy-Weinbergo įstatymu, apskaičiuokite numatomą kiekvieno genotipo individų skaičių taip:

Todėl manoma, kad 1,98% gyventojų bus nešiotojai.

6) Žmogaus kraujyje yra du aleliai (vadinami S ir s) ir trys skirtingi fenotipai, kuriuos galima identifikuoti naudojant atitinkamus reagentus. Šie duomenys buvo paimti iš Didžiosios Britanijos gyventojų. Tarp 1000 atrinktų žmonių buvo nustatyti šie genotipų dažniai: SS = 99, Ss = 418 ir ss = 483. Apskaičiuokite S ir s dažnį šioje populiacijoje ir atlikite X2 testą. Ar yra kokių nors priežasčių atmesti Hardy-Weinberg proporcijų hipotezę šioje populiacijoje?

Stebėti genotipo dažniai:

S dažnis = p = p2 + 1/2 (2pq) = 0,099 + 1/2 (0,418) = 0,308

Dažnis s = q = 1 – p = 1 – 0,308 = 0,692.

Numatomi genotipo dažniai:

Ss = 2pq = 2 (0,308) (0,692) = 0,426

Numatomas asmenų skaičius:

X2 = (99-95)2 /95 + (418-426)2 /426 + (483-479)2 /479

X2 (apskaičiuota) < X2 (lentelė) [3,841, 1 df po 0,05 ls).

Todėl nepavyks atmesti nulinės hipotezės ir padaryti išvadą, kad populiacija yra HWE.

7) Botanikas tiria augalų populiaciją, kurios žiedlapių spalvą kontroliuoja vienas genas, kurio du aleliai (B ir B1) yra kodominuojantys. Ji randa 170 homozigotinių rudų augalų, 340 homozigotinių violetinių augalų ir 21 augalą, kurių žiedlapiai yra purpuriškai rudi. Ar ši populiacija priklauso HWE (nepamirškite atlikti tinkamo statistinio testo)? Apskaičiuokite “F” (inbredingo koeficientą) ir paaiškinkite, kas vyksta šioje populiacijoje.

Dažn. rudos spalvos (BB) = p2 = 170/531 = 0,32

Dažn. violetinės-rudos spalvos (B1B) = 2pq = 21/531 = 0,04

Dažn. violetinės spalvos (B1 B1) = q2 = 340/531 = 0,64.

B dažnis = p = p2 + 1/2 (2pq) = 0,32 + 1/2 (0,04)

B1 dažnis = q = 1- p = 1 – 0,34

Numatomi genotipo dažniai:

B1B = 2 pq = 2 (0,34) (0,66) = 0,4488

X2 = (170-61,4)2 /61,4 + (21-238,3)2 /238,3 + (340-231,3)2 /231,3

X2 (apskaičiuota) > X2 (lentelė), todėl atmeskite nulinę hipotezę. Ne HWE.


Žiūrėti video įrašą: DNA 구성 요소와 구조 (Rugpjūtis 2022).