Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
argomento G6, GENOMICA MICROBICA - Coggle Diagram
argomento G6, GENOMICA MICROBICA
la metagenomica,
se io considero
tutti gli organismi,
che sono presenti
in un solo ambiente,
come tutti i contaminati
che possono essere presenti
per esempio
in una busta di insalata,
3 more items...
e lo studio
di tutti i microrganismi
presenti
e lo studio,
dei geni
presenti
in quel sistema,
tutti i microrganismi presenti,
è quello che va sotto
il nime di
metagenoma
perchè bisogna
studiare tutti i geni
e in contemporanea,
in uno stesso sistema,
si fa perchè,
con la tecnologia,
fa si che in certi casi,
è interessante
studiare
1 more item...
comunque,
se ho la lattuga contaminata
dovrò comunque,
fare le analisi,
per capire
cosa ho,
quali ho,
all'interno,
e fare un chec
a livello genico,
intanto mi da
delle indicazioni,
sulla presenza
di determinate funzioni,
se io trovo la sequenza
di un certo gene
che è implicato,
nell'ossidazione dell'ammonio,
vuol dire che lì
ci sono gli ammonio ossidanti,
prima ancora
1 more item...
e poi il perfezionamento,
il miglioramento,
sempre più forte,
di tecniche molecolari,
mi permette di andare
ad analizzare
campioni di vario tipo,
anche indipendentemente
1 more item...
e ciò non significa,
sostituire
una tecnica con un'altra
ma implementarle,
darsi più informazioni
ed è ciò che si fa
in campo sanitario,
alimentare,
ed altro,
a volte è più facile
cercare il gene
1 more item...
o trovato il gene,
riesco meglio a far crescere
l'organismo
ed oltre ad analisi
metagenomiche
basate su sequenziamento
del DNA,
per esplorare i profili
di espressione genica
delle comunità microbiche
naturali
1 more item...
e con le tecnologie
di oggi,
questi studi
possono essere
eseguite su singole cellule
la metagenomica,
detta genomica ambientale,
analizza il pool
di DNA o RNA
in un campione
ambientale
contenete organismi
che non sono
1 more item...
le comunità microbiche
contengono
molte specie
di bacteria
e archaea,
la maggior parte
delle quali
non sono mai
state coltivate
o formalmente identificate
proprio come
contenuto genetico
di un organismo
è il genoma,
il contenuto di geni
degli organismi
che vivono in
un ambiente
è il metagenoma
confronto dimensioni genoma
da E. coli a Hodgkinia cicadicola,
e questo ultimo, come altri,
sono microrganismi,
parassiti
o simbionti
di insetti
e sono batteri,
con un genoma
talmente piccolo
che anche i geni essenziali,
per poter vivere
per una vita autonoma,
non ci sono
e quindi
da questo punto di vista,
hanno uno stile
di vita
che è tipico
dei parassiti
che sfrutta
1 more item...
la genetica:
e la genetica,
come studio
dei geni,
dei singoli geni,
come possono interagire
tra loro,
come ci sono
geni strutturati
in operoni,
cioè,
l'assioma di
un gene,
una proteina,
con tutte
le piccole
aggiustamenti,
sistemazioni,
però vale ancora,
che un gene
1 more item...
la genetica
come scienza
nasce come studio
dei geni
però singoli geni,
che sono unità
funzionali,
presenti sul cromosoma,
sono quindi,
dei segmenti di DNA,
che codificano
per una proteina,
e quindi,
una volta trascritto
in RNA messaggero,
e poi tradotto,
porta ad una proteina
poi, non tutti i gene
sono tradotti
in proteine,
in quanto vi sono
geni
che vengono trascritti
e basta
e sono quelli che
producono gli RNA ribosomiali
quindi la genetica,
si occupa dello studio
dei tanti geni,
ma presi singolarmente
database sequenze di DNA,
una volta che
uno fa sequenza di DNA,
sapere come
controllare
valutare,
e poi fare
la domanda,
e inserire,
in banche dasti
dove sono messe a comune,
per la comunità scientifica
1 more item...
identificazione di nuove specie attraverso lo studio del genoma
e sono state individuate
nuove specie,
perchè sono state
riscontrate
sequenze note,
quindi ora,
sono tecniche
più abbordabili,
e che hanno consentito,
di mettere in evidenza
la presenza di nuove
specie
quindi è più semplice,
andare ad analizzare,
direttamente
la presenza di DNA,
in un campione,
piuttosto che
aspettare che
qualche cosa,
1 more item...
e vedo come
1 more item...
sono sempre individuate
nuove specie,
perchè sono
state individuate
delle sequenze
di DNA che
corrispondevano
a geni particolari,
1 more item...
noi ora ci troviamo,
in una situazione per cui,
rispetto all'inizio
dell'era genomica,
quando fare
una sequenza
era cosa per pochi,
ma ora,
è cosa più semplice,
ci sono poche persone
che lo sanno fare,
ma i costi sono inferiori
al passato
e sono più veloci
i sistemi per avere
i risultati
quindi se io,
ipotizzo la presenza,
di un certo microrganismo,
in un campione alimentare,
ovviamente devo
farlo crescere,
in laboratorio,
ma uno screening
a livello molecolare
che in tempi passati
sarebbe stata
1 more item...
ora può essere
indicativo di
1 more item...
e può essere fatto
in modo
1 more item...
o che comunque
usano la sequenza
1 more item...
lo studio del genoma,
dell'insieme dei geni
presenti all'interno
di un'organismo
ha anche permesso
di mettere in evidenza
la presenza
di organismi particolari
e nuove specie
quindi si è arrivati a ritroso,
a capire
che organismi erano,
e dopo sono,
stati individuati,
analizzati,
classificati,
e questo grazie
a sequenze
fatte su un campione,
1 more item...
ed erano sequenze
di DNA,
di geni
implicati nei processi
di pietrificazione
(capacità
ossidare azoto),
e ciò perchè
con i metodi convenzionali
per fsr crescere
gli organismi
in laboratorio,
non si riusciva
a far crescere nulla,
ma queste sequenze ci stavano
ma ciò che è successo,
facendo analisi
su campione
di acque marine,
uscivano sequenze
di DNA
di microrganismi,
che erano ammonio ossidanti,
ma se poi,
si prendevano
i campioni,
e si mettevano a crescere,
in terreno di ammonio ossidanti,
non veniva su nulla,
e ciò perchè,
1 more item...
i microrganismi,
ammonio ossidante,
sono noti,
si sa come
sono fatti,
e uno li piò crescere
in laboratorio,
analisi del genoma
e quindi si sapeva
l'esistenza dei
Open Reading Frame,
quadro di lettura aperto=
ovvero si ha
un pezzo di DNA codificato,
ovvero un pezzo
di DNA gene,
che codifica una proteina,
e i microrganismi,
in cui è stato sequenziato
il genoma intero,
erano già
conosciuti in buona parte
per tante cose,
e allora si preferisce,
arrivare a fare
dei pezzi
di dimensioni
più o meno mode,
cosichè,
ottenute le sequenze,
ci possiamo lavorare
e ciò perchè,
la difficoltà
è che quando
ho le sequenze
di DNA su un cromosoma,
se non ha strumenti
anche di bioinformatica
1 more item...
e quindi uso,
anche conoscenze pregresse,
il sequenziamento
è una cosa che
facciamo noi,
ma non è che prima
non si sapeva nulla
di genetica,
quindi magari si parte
dalla sequenza di
un unico gene,
e piano piano
si va avanti
con cose più grandi,
e nel senso che
il DNA di un microrganismo,
è un DNA, un cromosoma,
che per essere letto,
bisogna
avere la sequenza,
e appena ci metti
le mani,
questo si rompe
quindi, per cominciare
bisogna tenere presente,
la sequenza del genoma
di un batterio,
devo arrivare a capire
come sono
non solo sequenza
A, T,A, T
ma anche ai geni
a cui possono corrispondere,
tutti i sistemi,
funzionano
su un genoma
che è frammentato,
e questo perchè,
non si è trovato
un modo diverso
e quando si ha,
tanti frammenti
sequenziati di
un'intero genoma,
possiamo anche
andaste a vedere
come si posizionano
l'uno rispetto
1 more item...
genomi di simbionti,
e man mano che
le dimensioni aumentano,
aumenta la percentuale
dei geni in bianco (nel grafico)
che non sono
indispensabili
come gli altri,
la maggior parte,
dei simbionti
appartengono ad
una delle 2 phyla
di batteri gram-negativi,
proteobacteria
o bacterioidetes
quindi modo in cui,
in cui i simbionti
fanno la replicazione
è sconosciouto
quindi,
alcuni simbionti
hanno meno geni
rispetto ad
altri organismi
e virus
e perciò dipendono,
dalle cellule
degli ospiti,
per poter sopravvivere
ma poi loro,
all'insetto ospite,
forniscono
gli amminoacidi essenziali
e altro,
che l'insetto
non sintetizza
alcuni di questi,
simbionti batterici,
non possono più vivere
da soli
e presentano
riduzione delle dimensioni
del genoma
alcuni insetti,
2 simbionti batterici,
molti insetti e invertebrati,
tra cui alcuni nematoditi,
e molluschi,
nelle loro cellule
contengono
batteri simbionti
e la maggior parte,
di questi genomi
notevolmente ridotti
hanno anche
un sorprendentemente
alto contenuto dio AT,
intorno all'80%
ad eccezione
1 more item...
le dimensioni
del genoma di simbionti
va da
come quella di
batteri a vita libera
a 140 paia di kilobasi
di tremblaya
genoma di simbionte
più piccolo conosciuto
alcuni di
questo genomi
altamente ridotti
hanno apparentemente,
perso dei geni
considerati essenziali
per replicazione,
come gene che codifica,
1 more item...
e i simbionti trattati,
differiscono
da mitocondri
e cloroplasti
per vari aspetti,
i simbionti,
sono limitati
a pochi tessuti
anche in un organismo
ospite
esistono poche evidenze,
del trattamento
di geni dei simbionti,
al nucleo della
cellula ospite,
e le proteine sintetizzate,
nel citoplasma
della cellula ospite
non entrano
nei simbionti,
per funzioni vitali
ciononostante,
dei simbionti
sono necessari
per sopravvivenza
dell'ospite
e non vivono al di fuori
genoma di mitocondri e cloroplasti
cioè,
all'interno dei mitocondri
come nei cloroplasti,
vi è il DNA,
che è molto somigliante,
al DNA batterico,
ma poi,
ciò che ci ha fatto capire
il concetto
dell'origine di fondo,
che era cellule batteriche
che si sono adattate
a cellule più grosse
divnetando
1 more item...
genoma cloroplasti
molti geni,
di cloroplasti
codificano proteine
coinvolte
nella reazione fotosintetica
e fissazione CO2
e il gene rbcS,
su trova ne nucleo
della cellula vegetale
e il suo prodotto proteico
deve essere importato
dal citoplasma
nel cloroplasto
dopo la sintesi
il tipico genoma
di un cloroplasto
è circa120-160 paia
di kilobasi
e contiene
2 sequenze
ripetute
e invertite
che vanno
1 more item...
il più grande
sequenziato è
quello dell'alga
chorochifera
floydiella terrestris
che è costituito
da più di 500 paia
di ilobasi
e contiene 97 geni conservati
e circa l'80%,
di questo genoma
è costituito
da regioni interetniche
con molte brevi
ripetizioni
i genomi noti
dei cloroplasti
sono tutti costituiti
da molecole di DNA
circolare,
e in ciascun cloroplasto,
si trovano molte
1 more item...
e molti genomi di cloroplasti
sono stati,
completamente sequenziati
e sono tutti,
tra loro simili
le cellule vegetali
contengono cloroplasti,
organelli nei quali
si organizza la fotosintesi
e l'enzima rubisco,
catalizza le fasi
chiave
del processo di fissazione
del diossido di carbonio
nel ciclo di Calvin
il genoma del cloroplasto,
codifica anche gli rRNA
sati nei ribosomi
dei cloroplasti stessi,
e i tRNA usati
nella traduzione,
e molte proteine
implicate
nella trascrizione
e traduzione,
le altre proteine,
pur svolgendo
la loro funzione
nel cloroplasto,
sono interamente codificate
da geni nucleari
e si ritiene,
che siano geni migranti
nel nucleo,
quando il cloroplasto
è evoluto da cellula
endosimbionte
a organello
1 more item...
in geni di cloroplasti
sono comuni
introni,
e in particolare
sono presenti
quelli che effettuano
l'auto-splicing
vi può essere, anche
geni per RNA ribosomiale,
e l'origine batterica,
di questi organelli,
era già stata
ipotizzata
per vari motivi,
la struttura,
la specificità,
l'attività
ecc,
e nei vegetali,
quando si fano le analisi,
bisogna stare attenti,
perchè si possono confondere
i batteri con i cloroplasti,
questo perché,
i loro mitocondri
sono simili
1 more item...
sono 2 organelli
presenti all'interno
delle cellule eucarioti,
i cloroplasti
si trovano solo
nelle veggetali,
che servono
per processi
1 more item...
e i mitocondri,
servono
per la respirazione,
genoma mitocondri e proteomi
mitocondri di
quasi tutti mammiferi,
codificano
13 proteine,
22 tRNA,
2 rRNA
oltre ai geni
che codificano RNA
e le proteine,
nel genoma di mitocondri
di lievito
vi sono lunghe
sequenze di DNA
ricche in adenina/timina,
1 more item...
e la variabilità, delle dimensioni
è dovuta alla
grande quantità di DNA
on codificante
e i più grnadi sono
di 7 e 11 paia
di megabasi,
e li rende
più grandi della
maggior parte
1 more item...
mitocondrio lievito,
contiene 800 proteine
diverse,
ma solo 8 sono codificate
da genoma mitocondriale
dei lieviti
e le restanti
sono codificaste
da gnei nucleari
che codificano
anche quelle
1 more item...
i genomi di mitocondri,
sono diversi da quelli
dei cloroplasti
(singole molecole DNA circolare)
e quindi sono:
alcuni lineari
in alghe, protozopi,
circolare
in alcuni lieviti
come i saccaromyces,
ma la sua conformazione
è dovuta a
1 more item...
e in funghi e angiosperme
hanno piccoli plasmidi
circolari
o lineari
oltre al genoma mitocondriale
principale
i mitocondri,
richiedono più proteine
di quelle che
codificano
in particolare,
per la traduzione
sono necessarie
molte proteine
di quelle codificate
dal genoma dell'organello
la maggior parte,
di genomi mitocondriali,
può codificare
un numero di proteine
significativamente minore
a quello codificato
da genomi dei cloroplasti
il genoma mitocondri,
codifica proteine
della fosforilazione ossidativa,
e così come
accade per cloroplasti,
codifica anche
proteine ,
rRNA e tRNA
necessari
per sintesi proteine
geni mitocondriali
di piante,
sono più grandi
di quelle delle piante,
e la maggior parte
vara da 300 paia di kilobasi
a 2000 paia kilobasi
ma hanno solo
50 geni
altamente conservati,
la maggior parte
dei quali,
1 more item...
i mitocondri,
organelli che producono
energia,
attraverso la respirazione,
si trovano
in quasi tutti
gli organismi eucarioti
sono stati selezionati
molti genomi mitocondriali,
e il più grande
62 geni,
codificanti proteine,
e dall'altro estremo
vi sono genomi
che codificano
3 proteine
geni per proteine,
sono presenti
nel nucleo,
tradotti nel nucleo
e trascritti
su ribosoma 80S
in citoplasma eucariotico
e poi proteine
trasportate
in organelli
assemblaggio al computer di una sequenza di DNA
dove ho sovrapposizioni,
significa,
che ci sono delle regioni
che sono state
sequenziate
più volte,
e quindi
quello che viene
2 more items...
e cioè,
quando il DNA
non viene frammentato
in punti specifici,
ma fatto a pezzi,
e nel momento in cui
va nella macchina
per il sequenziamento,
avremo sequenze
che sono riprodotte,
1 more item...
e poi qui il lavoro informatico
consiste nel capire,
quando ci sono
sovrapposizioni
perchè significa,
che quella cosa
1 more item...
correlazione tra dimensione del genoma e contenuto in open reding frame nei genomi procarioti
ovvero che
via via che
le dimensioni del genoma
aumentano
via via
aumenta
anche il numero
degli open reding frame,
sostanzialmente
aumenta il numero
di geni
e via via che
il genoma aumenta
aumenta
il numero di geni
presenti su di essi
e normalmente
il DNA di un batterio,
è un DNA codificante,
ovvero,
non ci sono
introni
cose che abbiano
delle funzioni
che sono ben chiare,
1 more item...
la percentuale relativa di geni di categoria funzionali in funzione delle dimensioni dei genomi
e possiamo vedere,
che i colori diversi,
indicano
le funzioni
dei diversi geni,
ovvero
sono prese in esame,
il numero totale
degli open reading frame,
che in qualche modo
corrispondono
ai geni,
il gene
per replicazione
e traduzione
sono indispensabili,
quindi
se li deve sintetizzare
da se,
li deve avere
nel suo cromosoma,
e non li può
acquisire dall'esterno
e per esempio,
replicazione e traduzione,
che hanno un
andamento simile,
via via che
aumenta la grandezza
del genoma,
noi vediamo che
1 more item...
ovvero,
un organismo
con genoma piccolo,
ha una percentuale
alta di questi geni,
quindi,
un organismo con
genoma piccolo,
ha alta percentuale,
di geni
per replicazione
e traduzione
e via via che,
il genoma si fa
più grosso,
la percentuale
di questi geni
rispetto al totale,
scende
e ciò vuol dire,
che questi geni
con genoma grosso li ha,
ma ha anche
altre cose,
ma vuol dire anche
che microrganismi
con genoma piccolo,
buona parte
del suo genoma
è occupato,
da quelli
della replicazione
e traduzione
invece,
per geni per trasduzione
del segnale,
o la trascrizione,
in questo caso,
hanno una percentuale,
che è maggiore,
nei microrganismi,
dove il genoma
è maggiore,
e ciò significa,
che nei microrganismi
con genoma piccolo,
questi geni
sono scarsi,
o assenti,
o comunque,
danno origine
a prodotti,
che in qualche modo,
quel microrganismo,
che è limitato
nelle sue capacità,
1 more item...
perchè lui deve
tenere solo
per le cose essenziali,
necessarie,
perchè i proditti
di questi geni,
possono essere
acquisiti dall'esterno,
1 more item...
ed è questo che
spiega
una più bassa percentuale
e invece i geni
per la produzione di energia
la % è costante
rispetto
alle dimensioni
del genoma
DNA batterico
ha cromosoma circolare,
eventualmente
plasmidi
ed è un unico
cromosoma,
una molecola di DNA,
a doppio filamento
chiusa su se stessa
superavvolta,
per evitare
di farla entrare all'interno
della cellula,
1 more item...
meccanismo sequenziamento DNA 3°, 4° generazione
per 4° generazione
a non usa
deossiribonucleotidi
marcati,
ma misura il rilascio
di protoni,
ogni volta che
un nuovo deossiribonucleotide
è aggiunto
al DNA in allungamento
e con questo metodo,
il sequenziamento
è veloce
strumenti
meno costosi
metodo sequenziamento
ion torrent
non fa ricorso
a sequenziamento
singola molecola
es) macchia ion torrent,
sequenza 3000 paia di megabasi
in meno di 1 giorno
è che la rilevazione
ottica
non è usata,
e una clip di silicio
rileva i protoni
e la tecnologia,
del nanoporo,
si basa sui macchine
piccolissime
che lavorano
su singole molecole
e rilevatori a nanoporo per DNA
sono di calibro,
molto piccolo
e permettono
ai singoli filmanti di DNA
di attraversarli
uno alla volta
metodo oxfrod nanopore,
costringe DNA a passare
in dei pori
e qui, un sensore
registra il cambiamento
al passaggio del DNA,
della corrente elettrica,
2 more items...
vantaggi del nanoporo,
è la velocità
e capacità di sequenziare
lunghe molecole di DNA
per 3° generazione
è caratterizzata
da sequenziamento
delle singole
molecole di DNA
ci sono 2 metodi
principali:
uno basato
sulla microscopia
e l'altro
sulle manotecnologie
in Helscope single molecule sequencer,
frammenti di DNA
a singolo filamento
di circa 32 baso
sono fissati
a una matrice
su un vetrino
e quando è sintetizzato,
filamento complementare,
con microscopio
vengono esaminati
i marcatori fluorescenti
sui nucleotidi
in entrata
e la macchina,
può esaminare,
contemporaneamente
un miliardo
di frammenti di DNA
e poi un computer
assembla i frammenti
in una sequenza completa
il sequenziamento SMRT,
della pacific biosciences,
usa una tecnica
detta zero-mode wavegiudes
e qui la DNA polimerasi,
allunga la catena
in crescita
aggiungendo deossiribonucleotidi
marcati con 4 differenti
colorazioni
fluorescenti
e i deossiribonucleotidi,
in entrata
emettono un lampo
di luce appena
si legano
nella loro posizione
per sequenziamento,
singolo molecole
2 nuove caratteristiche
presentano
di criticità
e innanzitutto,
le reazioni vengono
condotte
all'interno
di nanocapsule
e queste sono,
piccoli pozzetti metallici
cilindrici con diametro
di 20 nanometri
che riducono il chiarore
di fondo a sufficienza
da consentire
1 more item...
e in secondo luogo,
marcatori fluorescenti
sono legati
al gruppo pirofosfato
che è scartato
piuttosto che
alla parte del
1 more item...
grandezza genoma
e che significa,
genoma più piccolo
o più grande,
ovvero la capacità
di fare piò o meno
proteine diverse
quindi,
microrganismi
con genoma
molto piccolo,
ovviamente
sanno fare poche cose,
molti parassiti intracellulari,
hanno per certi aspetti,
un completante
simili a quello
di un batteriofago,
normalmente
non portano a morte
le cellule ospiti,
perchè
non è il loro obbiettivo,
che è,
trovare un luogo
dove potersi riprodurre,
e quindi non hanno
1 more item...
quindi si crea,
un adattamento reciproco
perché organismi,
molto piccioli,
come mytoplasma,
è organismo solitamente
parassita,
perchè è una cellula,
che ha
suo rivestimento,
cromosomi,
ribosomi,
ovvero tutte
1 more item...
tutto ciò peerchè,
se hanno un genoma
molto piccolo,
avranno soltanto,
alcuni geni importanti,
essenziali,
però poi
delle cose da soli
1 more item...
la grandezza
è espressa in
mega paia di basi
ovvero mega= 10 alla 6 basi,
la grandezza varia,
per tipo di organismi,
anche all'interno di
archaea
e bacteria
vi è una variazione
di grandezza del genoma
poi via via,
vi sono
organismi sempre più
con un genoma
più grosso,
e arriviamo,
a noi,
ma parlando di
microrganismi,
1 more item...
concetto del metodo di Sanger:
è sequenziamento
più calssico,
e mi permette
di visualizzare
delle sequenze,
e viene aggiunta al DNA,
una miscela
che contiene
contrasti dei nucleotidi,
che poi è distinta
in 4 tubicini
in modo da bloccare
1 more item...
e poi per ciò,
la macchina
in modo intelligente,
è stata costruita per
vedere dei colori diversi
e poi,
tutti i frammentini che ottengo,
messi in fila,
mi permette di vedere
la sequenza
di un gene
di un segmento
più lungo,
o anche dell'intero genima,
ovviamente,
la sequenza da sola,
uno non può sapere
cosa significa,
e quindi ci sono
dei sistemi,
con cui,
da quella sequenza
si estrae il prodotto,
il trascritto,
e quindi la proteina,
oppure se
è un gene ribosomiale,
la proteina non c'è,
e quindi conto la sequenza
e mi permette di fare
dei raffronti,
con organismi
1 more item...
sequenziamento 1° generazione:
metodo dei dideossi di sanger
ed includono,
sequenziamento
mediante
la sintesi del DNA,
piuttosto che
la scissione,
1 more item...
nel sequenziamento,
con sintesi DNA,
come primer,
sono usati
brevi oligonucleotidi di DNA,
caratterizzati
1 more item...
e sanmger
ha introdotto
vari concetti
importanti,
ancora usati,
in molti
1 more item...
e i primer,
sono segment
brevi,
di DNA
e RNA
che forniscono
l'innesco
1 more item...
anche se
superato da
nuove tecnologie,
per sequenziamento
del genoma,
per alcune
1 more item...
ma nel sequenziamento
di Sanger,
quantità del
deossiribonucleotiden
sono incluse
in ognuna delle
1 more item...
e durante,
replicazione in vivo
dei DNA,
sono usati
primer di RNA,
ma nelle applicazioni
biotecnologiche
si preferisce
usare primer di DNA,
che sono
1 more item...
e in procedura sugar,
la sequenza
è determinata
realizzando
una copia
del DNA originale,
1 more item...
è primo metodo
usato per
sequenziamento
del DNA,
ed è stato il metodo
dei dideossi
e l'angolo dideossi,
è uno specifico reagente
terminatore della catena,
e visto che manca
gruppo 3'-ossidrile,
dopo suo inserimento
1 more item...
e i deossiribonucleotidi,
sono mesi a caso,
e si hanno
catene di DNA
di varia lunghezza,
che poi
1 more item...
per ogni
determinazione
delle sequenze,
in origine si fece
ricorso a 4
reazioni separate,
1 more item...
posizione delle bande,
erano individuate
con precursori marcati
e allineando,
le 4 corsie
di dideossiribonucleotidi
e annotando la posizione
verticale
di ciascun frammento
rispetto al vicino,
1 more item...
e sistemi automatici,
per sequenziamento
del DNA
usano primer,
marcati con coloranti
fluorescenti
anzichè radioattivi
poi i prodotti
sono separati mediante
elettroforesi
in tubo capillare
e le bande
scansionate
da un laser
che rileva fluorescenza
perchè ogni base,
usa un diverso
marcatore di fluorescenza
di colore
sequenziamento DNA seconda generazione
di 2° generazione,
i 3 medoti
più usati
il pirosequenzamento 454,
sequenziamento illumina/solex,
e metodo SOliD
in sistema 454
il DNA è suddiviso,
in segmenti
a singolo filamento
lunghe poche
centinaia di basi
quindi ogni frammento
è collegato
è collegato
ad una biglia microscopica
il pirosequenziamneto 454
e i 4 nucleotidi,
fluiscono sulla piastra
n ordine fisso,
e quello che produce
un impulso luminoso
identifica
quale base
è stata inserita
implica la sintesi
di filamento complementare
da parte di una
DNA polimerasi
ma anziché terminare
a catena,
ogni volta che
viene incorporato
un deossiribosio
è rilasciati 1 di pirofosfato
e ciò, fornisce
l'energia necessaria
all'attività dell'enzima
luciferasi,
che emette luce
e si trova
in ogni pozzetto
e 2 importanti requisiti
per questo metodo
sono la
miniaturizzazione
e una maggior potenza
di calcolo
e il DNA, è amploficato
mediane reazioni
a catena
della polimerasi,
realizzando biglie
che trasportano
copie identiche
del DNA
e usando la robotica,
le biglie sono trasferite
in una piastra
di fibra ottica
con oltre un milione
di pozzetti
che ospitano una biglia,
quindi molti campioni
vengono sequenziati
uno accanto all'altro
nella stessa macchina,
metodo illumina/solexa,
assomiglia
la sequenziamento
di tipo Sanger
nell'utilizzo
della sintesi del DNA
e nucleotidi
terminatori
di catena
ma tuttavia,
in questo sistema,
i terminatori
sono ribonucleotidi
desossi,
e possono essere
incorporati
reversibilmente
e ognuno dei
4 deossiribonucleotidi
trasporta il proprio
marcatore fluorescente
che funziona come
terminatore per
l gruppo 3'-OH,
1 more item...
la caratteristica
del sequenziamento 2° generazione,
è l'uso di metodi
di gestione massiva
in parallelo
e questi metodi,
di 2° generazione,
generano
dati di sequenza
100 volte più velocemente
rispetto ai precedenti
nel sequenziamento DNA,
il termine generazione,
è riferito ai successivi
importanti cambiamenti
tecnologici
che si traducono
in aumenti significativi
della velocità
1 more item...
accoppiati
a una diminuzione
1 more item...
la genomica
è una disciplina,
che va a studiare
l'insieme dei geni
in un organismo,
ed implica,
l'analisi,
il sequenziamento,
la mappatura,
e comparazione
dei genomi
è normale che,
genetica e genomica
sono collegate
ma la modalità
di studio
e il senso
cambiano un pochino
il genoma:
è l'insieme di
tutti i geni
che sono presenti
in una cellula,
o in un organismo,
che nel caso
di batteri
è la stessa cosa,
1 more item...
un organismo,
è unicellulare,
o è fatto da
tante cellule,
che interagiscono tra loro,
in maniera organica,
per cui l'organismo,
è fatto da
1 more item...
quindi no è
che prossimo staccare
una cellula
o un pezzo,
è l'organismo
1 more item...
e quindi organicità
sta nell'interazione,
tra le cellule
quindi il batterio,
è organismo unicellulare,
e il suo genoma,
è quello di un
un solo organismo
tra i vari geni,
che sono presenti
sulla molecola
di DNA
che costruisce,
il cromosoma
di un batterio
ci sono interazioni,
e quindi
quando studio
la genomica,
mi occupa
tutti i geni presenti,
della funzionalità,
e comunque
anche se prendo
in esame
un singolo gene,
o alcuni che
1 more item...
tutto ciò,
è importante dirlo,
perchè
mentre fino
a qualche anno fa
studiare
il genoma di
un microorganismo
1 more item...
me tre oggi,
è qualcosa
un po più semplice
e studiare
il genoma di un microrganismo
significa,
partire dalla sequenza
di tutto quel genoma,
cosa fatta
a partire dai virus,
passando per
i batteri,
1 more item...
e poi arrivando
agli organismi superiori
e sono state
sequenziate
molti genomi
di procarioti,
compresi quelli
di specie di
bacteria
e archaea
e poichè
le innovazioni tecniche,
nella procedura
di sequenziamento di DNA
sono frequenti,
e numero genomi
sequenziarti
1 more item...
oggi il principale,
collo di bottiglia
della genomica,
è rappresentato
dall'analisi
e visualizzazione
delle grandi
quantità
di dati ottenuto
1 more item...
tuttavia,
le sequenze di genomi
continuano a fornire
nuove informazioni
in campi diversi
quanto la medicina
e l'evoluzione microbica
confronto tra genomi
bacteria
E.coli 4.6 milioni paia di basi
Fruit fly
drosofhila
130 milioni paia di basi,
viru
T2 170.000 paia di basi,
uomo
3,2 bilioni baia di basi,
piante
paris japonica
150 bilionipaia di basi
fino all'uomo si capisce,
che all'aumentare
della complessità,
dell'organismo,
da un virus
bacterio,
insetto
e uomo
si capisce perchè
il DNA aumenta,
perchè su
un uomo,
fa più cose
è più complesso,
vi sono geni che
interagiscono,
in un organismo
complesso,
e il perchè
la piantina
ha più geni
un genoma più grooso
dell'uomo,
è più difficile capirlo,
fa cose che non
possiamo immaginare,
è più intelligente di noi,
e visto che non lo è,
in realtà succede
1 more item...
mas comunque,
in ogni caso,
bisogna dire,
che più il genoma
è grande
esteso,
e più ci sono
delle regioni,
che non hanno
1 more item...
ma sono delle regioni,
1 more item...
quindi ci sono,
1 more item...
e nei batteri,
la maggior parte del DNA
viene trascritto,
perchè non ha
lo spazio a disposizione,
per potersi permettere
il lusso,
di DNA aggiuntavo
cioè anche
una cellula batterica,
che ha un genoma
più grosso,
è tutto relativo,
anche una cellula
più grossa
che non un micoplasma,
ma non ha l'esenzione
che vi può essere
un un eucariote complesso
e negli eucarioti,
abbondano le regioni
di regolazione,
e anche le regioni
che devono essere
ancora esplorate
per capire
la loro funzione
e vi sono
vari grafici,
tabelle
per vedere
la grandezza del genoma
il sequenziamento del DNA
e tutti i geni,
e la loro funzione,
vengono studiate,
con batteri
che devono mettere
in opera
la loro capacità,
e per sequenziamento del DNA,
si intende,
vedere quale è
la sequenza nucleotidica,
di un pezzo di DNA
e iniziamo a vedere,
la caratterizzazione
del genoma
avviene sapendo
quali sono i geni
che sono presente
in quel cromosoma
ma anche
la sua sequenza
ma per la sequenza del genoma,
non significa necessariamente
che io poi dopo,
so esattamente
tutte le funzioni,
e cioè, fare sequenza del genoma
significa vedere
quella molecola di DNA,
che nucleotidi
ha messi in fila
è una tecnologia,
che sta divnetando
sempre più specializzata
e quindi è bene sapere,
cosa c'è alla base,
però poi
ci mettono mano
quelli che sono
poi gli addetti ai lavori,
e ciò perchè
questa tecnica,
sta diventando
sempre più un servizio
quindi si può dire,
che è un po passata
l'epoca
che uno si faceva
questo
nel suo laboratorio,
e ora si tende
ad affidarsi
a centri specializzati
nel fare questo,
e in questo
si sono ridotti
notevolmente i costi
è una tecnica
un po' complicata,
cioè mentre prima,
nei primi tempi,
quando si facevano
le prime sequenze,
si doveva imparare
capire come fare,
ma poi,
le tecnologie
per fare
1 more item...
e quindi richiedono
1 more item...
una molecola di DNA,
è fatta da nucleotidi
messi in fila
secondo
un ordine preciso,
(che sarà la stessa
nelle cellule figlie),
quindi è una sequenza
che si è selezionata
negli anni
1 more item...
comunque
sono nucleotidi in fila
che nel DNA sono 4,
perchè si differenziano
a seconda
del tipo di basi,
quindi,
quando si dice
sequenza di basi
A, T, G, C, T, T, C, G, G, C, A, A,
si intende che
a molecola di DNA,
contiene nell'ordine,
questi nucleotidi,
e sono indicati
con lettera maiuscola,
che indica la base
azotata corrispondente
perchè per il resto,
i nucleotidi
sono formati con
deossiribosio,
e fosfato
e tutto ciò,
è importantissimo,
perchè significa anche,
comparare
sequenze di organismi
diversi,
capire le somiglianze,
a livello della
della sua sequenza
capire anche
dove sono
e mutazioni,
quindi sapere
la sequenza,
di un intero genoma,
o un gene,
o più geni,
significa sapere,
l'ordine dei nucleotidi,
come sono posizionati,
per esempio
agli albori della
genetica classica,
e poi dopo
con la genetica molecolare,
se io volevo vedere
un batterio mutante,
per esempio che
non sa più metabolizzare
1 more item...
io lo mettevo in un terreno
con lattosio,
2 more items...
e quindi,
prima,
uno studiava questo
come cresce e non cresce,
oggi,
da quando si è
riusciti a lavorare sui geni,
ovvero si è capito
dove è codificata
una certa proprietà
e quindi ha permesso
di fare mappatura genetica,
e abbiamo capito che
per metabolizzare il lattosio,
in realtà
1 more item...
ma serve
2 more items...
ovvero tutto ciò
1 more item...
poi in realtà
studi fatti
sul DNA batterico
sono stati molto utili,
anche per delle ripercussioni
sul DNA eucarioti
ed oggi,
possiamo fare
direttamente
le sequenze,
e fare tutta
una sequenza ,
ma orsa, senza
poterla analizzare
1 more item...
perchè se io ho
una macchina potente,
che fa il sequenziamento,
a poi non ho modo
di mettere a confronto
i dati che mi ha dato
di quell'organismo,
e confrontarli
1 more item...
ma la capacità di sequenziare,
è andata di pari passo
con l'evoluzione
delle scienze
che riguardano
la genomica,
e per cui oggi
si dispone di
tante sequenze
e ci permette
di mettere a confronto,
sia organismi lontani
geneticamente,
e sia all'interno
di una stessa specie
1 more item...
quindi per fare
una sequenza,
si prende
un'estratto delle cellule,
si fa una purificazione
del DNA,
e poi,
si lavora per tirare fuori,
e vedere la sequenza
che si vede
attraverso
dei macchinari
1 more item...
la sequenza,
si può capire,
facendo
una preparazione
in cui il DNA,
viene frammentato
(sennò non si può
fare la sequenza),
e vi sono varie tecnologie:
metodo di 2° generazione:
2 more items...
Sanger:
2 more items...
poi metodi
1 more item...
metodi di 3° generazione,
1 more item...
ma ciò che è importante,
è che si può prendere,
il DNA di un'organismo,
e vedere la sua sequenza
nucleotidica
identificazione al computer di open reading frame(ORF)
al computer troviamo
di terminazione
si vanno a vedere
tutti i geni,
che si trovano in sequenza
nel cromosoma
tutto intero,
alla fine di questo lavoro
codoni di inzio
codoni di termine,
ovvero, esegue
la scansione della sequenza
di DNA, esaminando
prima codone inizio,
e di termine
quindi conta
il numero di codoni
in ciascuna sequenza
di lettura ininterrotta
e scarta quelle
quelle troppo corte
e la possibilità che
un ORF,
sia autentica
è rafforzata
se un probabile sito
di legame ribosomiale
si trova davanti
alla sequenza di lettura
1 more item...
e il calcolo
dell'uso dei codoni
è usato per verificare
se un ORF rispetta
l'uso dei codoni
dell'organismo
di interesse
e ciò che
si sono sviluppati
negli ultimi anni,
sono gli studi omici,
e a livello
di una singola cellula,
o di un complesso
di cellule
di un sistema ambientale,
significa,
1 more item...
le componenti di biologia dei sistema,
dove si vanno a studiare,
trascrittoma,
proteoma,
genoma,
metaboloma,
quindi
i vari metabolismi
e le loro interazioni,
per valutarne prpprio
i diversi aspetti,
e capire
da queste interazioni
cosa può venire fuori,
e ciò perchè,
microrganismi diversi,
interagiscono
in un determinato ecosistema,
dando luogo
a quello che sono
le peculiarità
del sistema
evoluzione dei genomi
nel tempi i genomi
hanno subito delle evoluzioni,
e abbiamo,
geni omologhi:
che sono quelli
con un progenitore comune
e li possiamo dividere in base all'origine:
geni ortologhi:
stesso progenitore
quindi abbiamo,
progenitore comune,
questi geni
presenti in organismo
e che sono simili
a un gene presente
in un altro organismo
1 more item...
spesso questi,
non sono identici
tra loro a causa
dell'evoluzione divergente
1 more item...
vi appartiene
il gene per la LDH
nel batterio
dell'acidi lattico,
1 more item...
o geni paraloghi:
da duplicazione
qui sono avvenuti
processi di duplicazione
di un certo gene,
e poi
2 more items...
e quindi la similitudine,
deriva dalla duplicazione,
avvenuta in
un dato momento
1 more item...
un esempio
di questi geni,
è quello relativo
ai geni che codificano
1 more item...
e queste varianti,
dette isoenzimi,
sono distinte
dal punto strutturale,
1 more item...
un definitiva,
una famiglia genica
comprende i
2 tipi di geni
e gruppi di geni omologhi,
sono detti
famigli geniche
e genetica comparativa:
quella che mi premente
di mettere a confronto,
microrganismi diversi
che magari hanno
lo stesso gene
ma con tecniche diverse
e poi il trasferimento genico
orizzontale
l'evoluzione attraverso duplicazione:
da gene ancestrale,
va incontro a duplicazione,
e qui uno
sarà uguale
e l'altro
invece se
ho altri cambiamenti
che in qualche modo
possono essere mantenuti,
1 more item...
e se i cambiamenti,
sono così significativi,
avremo quello che
va sotto il nome
1 more item...
i trasferimento genico verticale,
e la genomica
ed eventualmente
potrebbe aiutare
a dare una risposta
alle domande
dela biologia
è anche un mezzo
per comprendere
le prime forme
di vita,
oltre a rilevare
e come gli organismi
interagiscono
cin l'ambiente,
la genomica comparativa
può anche fornire
informazioni riguardo
1 more item...
come i geni funzionano,
e la ricostruzione
delle relazioni evolutive
a partire dalla sequenza
dei genomi
aiuta a poter distinguere
tra le caratteristiche
e può risolvere
1 more item...
e quelle derivate
primitive
i genomi
procarioti
e eucarioti
contengono copie
multiple dei geni
che sono correlati
tra loro,
sulla base della loro
sequenza,
1 more item...
e si è visto
che genomi più grandi
tendono a contenere
un numero maggiore
di membri appartenenti
ad una singola famiglia
sequenza di inserzione e trasporto
perchè oltre
ai cromosomici
possono essere plasmidi,
che nel genoma
di un organismo,
come nei batteri
vi sono elementi
trasponibili,
che sono elementi
1 more item...
e sono sequenze,
che tipicamente
tendono ad attaccarsi
anche al genoma
dell'ospite,
poetando anche
a delle interazioni,
e quindi,
è un sistema di trasporto,
tra diversi organismi,
che garantisce anche,
una variabilità genetica,
per i batteri
e garantisce anche,
una variabilità genetica,
nei batteri,
e porta anche geni,
che consentono
un'adattamento
ad una migliore
sopravvivenza,
in condizioni difficili,
come usare
dei zuccheri particolari,
1 more item...
quindi i geni,
in queste sequenze
che sono ripetute,
possono essere
più facilmente trasportate,
e portano anche,
geni di resistenza
ai fagi,
agli antibiotici,
e produzione
di batterocine,
e virulenza,
quindi tutta
una serie di competenze,
che servono
per sopravvivere,
o vivere meglio,
in un ambiente che
sottopone,
le cellule batteriche
ad uno stress
e la capacità di trasferire,
questi geni
da una cellula
ad un'altra
che migliora la capacità,
dell'intera popolazione,
di vivere
in quelle determinate
condizioni
gli elementi mobili
promuovono
l'evoluzione del genoma,
e quando si parla,
di singola cellula,
si intende
cellula microbica,
di una certa specie,
quindi quando parlo,
di trasformazione, trasduzione,
sto parlando di,
un sistema dove ho,
cellule microbiche
di una certa specie,
ma non sono singole,
però poi è importante,
quando parlo di genoma,
'insieme dei geni,
presenti
in quel microorganismo,
in quella specie,
si si può dire
cromosoma
ma non sono proprio
1 more item...
perchè,
per cromosoma si intende
la struttura
come è fatto,
il genoma,
implica una conoscenza,
di cosa c'è
su quel cromosoma,
cioè so che
tutti i microbi
hanno il cromosoma,
ma come è fatto,
e la sequenza ,la sua conoscenza,
implica la struttura
del genoma
e detto ciò,
per un batterio,
visto che non sarà
mai solo lui,
che interagisce con altri,
bene è importante,
sapere che
abbiamo la possibilità,
di interazione
anche con microrganismi,
diversi,
di altre specie
che si trovano
1 more item...
e ciò perchè,
queste cose
di trasferimento,
genetico,
avviene grazie al fatto,
che vi può essere
uno scambio,
tra microrganismi differenti,
evoluzione genomica ed elementi mobili
e quando specie,
conquista nicchia evolutiva,
gli elementi mobili
si perdono
per es)
i Sulfulubus
hanno numero elevati
1 more item...
e i pyrococcus,
assenza di inserzione
1 more item...
e numero basso
1 more item...
e quindi forse,
per fluttuazioni
1 more item...
quindi questi arrangiamneti,
nei batteri
durante crescita
in condizioni di stress,
sono affiancati
da sequenze ripetute
e d'inserzione
la ricombinazione
tra elementi genetici
identici provoca
una serie di riarrangiamenti
cromosomali
da cui delezioni,
inversione
e traslocazione
e ciò fornisce
1 more item...
e i trasposoni,
e nel fare questo,
possono
prelevare
e trasferire
per via orizzontale
alcuni geni
associati a caratteristiche,
1 more item...
forme comuni di DNA mobile
che si muovono
tra molecole
di DNA differenti,
come:
plasmidi,
virus
1 more item...
cromosomi,
e sono responsabili
di modifiche cromosomali
la maggior parte
di DNA mobili
è fatto da
elementi trasportabili,
ma sono comuni
sequenze di inserzioni
e genomi di virus
integrati
e gli elementi mobili
sono importanti
nell'evoluzione
dei genomi
batteri evoluti
velocemente,
possono contenere
elementi mobili,
in particolare
sequenze di inserzione,
semplici elementi trasponibili
i cui geni codificano
1 more item...
termine DNA mobile
fa rifaremo
a pezzi di DNA
che sono in grado
di muoversi
da una posizione
all'altra
all'interno
1 more item...
elementi mobili promuove evoluzione genica
i più comuni sono,
plasmidi,
batteriofagi,
e trasposoni
e qui i riarrangiamenti
cromosomici,
come delezioni
e inversioni del DNA
in prossimità
del trasposone,
1 more item...
varietà elementi genici
mobili
si può spostare
da organismo ad un'altra,
aggiungendo così
geni al genoma
del ricevente
trasferimento genico
l'evoluzione si basa,
sul trasferimento
di caratteristiche geniche
da una generazione
all'altra,
nei procarioti però
verificarsi
anche il cosiddetto
trasferimento genico orizzontale
(a vote definito
trasferimento genico laterale),
che può complicare
l'analisi dei genomi
il trasferimento genico orizzontale
fa riferimento
a trasferimento
da una cellula ad un'altra,
di materiale genetico
attraverso processi
differenti
da quelle usuali
1 more item...
nei procarioti,
esistono almeno
3 meccanismi
di trasferimento genico
orizzontale
noto come:
trasformazione,
trasduzione,
e coniugazione
e flusso orizzontale
dei geni
n natura potrebbe
essere molto diffuso,
e qualche volta,
superare i limiti
dei domini filogenetici
e perchè il trasferimento
genico orizzontale,
possa essere evidenziato,
attraverso la genomica
comparativa,
le differenze tra
gli organismi devono
essere piuttosto marcate
per es. geni eucariotici,
sono stati terovati
in chlamydia e rickettsia,
dei batteri patogeni umani
tra questi geni
2 che codificano proteine
simili all'istone H1,
sono stati trovati
nel genoma di
chlamydia trachomatis,
e ciò suggerisce
che si siano verificati
trasferimenti genici
orizzontali,
da fonte eucariote,
probabilmente già
nella cellula ospite umana
ed è la situazione
opposta ai mitocondri,
in cui i geni
sono stati trasferiti
dall'antenato mitocondrio
nel nucleo eucariote
pangenoma e genoma centrale
es, pangenoma salmonella
ma i 2811 geni
li devono avere
tutti
sennò non è
quel genere,
poi le specie
avranno differenti
1 more item...
vi sono molte specie,
i genomi centrali sono
2811 geni,
poi vi possono essere
delle sovrapposizioni
il pagenoma è
ed è formato da,
e tutti gli altri,
che possono essere
geni accessori,
che in alcuni casi
si possono perdere
ad un'altra
da una generazione
genoma centrale
che solo in geni essenziali,
quelli senza i quali
il microrganismo
non è lui,
non vivrebbe,
si intende
l'insieme dei geni,
di una determinata specie,
uno dei concetti
più importanti
che emerge dal confronto
delle sequenze
del genoma
di più ceppi
della stessa specie,
è la distinzione
2 more items...
genoma centrale,
è quello condiviso
da tuti i ceppi
di una data specie,
e pangenoma
comprende
il nucleo
più tutti
gli extra opzionali
presenti
in uno o più ceppi,
ma non in tutti,
1 more item...
ed è possibile
il trasferimento genico
orizzontale,
di interi elementi
genetici
quali plasmidi,
virus,
elementi trasponibili
di conseguenza,
tra ceppi di
singola specie batterica,
vi possono essere
differenze nella quantità
totsale di DNA
e nella serie
della funzionalità accessoria
e non si può stabilire
dimensione pangenoma
perché aumenta
con aumentare
del sequenziamento
di genomi di ceppi
di una specie
e molti batteri
contengono inserti
relativamente grandi
di origine estranea
conosciuti come
isole cromosomali
e questi inserti
contengono
gruppi di geni
che codificano
funzioni metaboliche
specializzate
o fattori patogenesi
e di virulenza