Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Geenitekniikalla tutkitaan ja muokataan perimää 1/2 - Coggle Diagram
Geenitekniikalla tutkitaan ja muokataan perimää 1/2
Monet biologian sovellukset perustuvat geenitekniikkaan
Geenitekniikka = perintöaineksen eristämistä, analysointia, muokkaamista ja siirtämistä muihin eliöihin tai soluihin
Menetelmät avanneet uusia mahdollisuuksia eliöiden tutkmiseen ja biologisten ongelmien ratkaisemiseen
Geenitekniikka perustuu geenien rakenteen ja toiminnan tuntemiseen
Geeni = DNA:n toiminnallinen jakso joka sisältää solun toimintaan tarvittavan informaation
DNA:n perusrakenne kaikilla eliöillä sama
neljä emästä
Geenien informaation perusteella lähetti-RNA --> proteiinisynteesi
Tumallisen solun geenin rakenne tumattomia monimutkaisempi
Tumalliset
Koodaava alue = se osa geeniä, joka luetaan esiaste-RNA:ksi
eksonit (infoa) ja intronit (ei infoa)
silmukointi
Säätelyalue = geenin luennan aloittamiseen ja säätelyyn osallistuva alue, sisältää tehostajajaksoja ja promoottorin
Proteiinit jatkokäsitellään
Tumattomat
ei eksoneita
DNA:n kahdentuminen perustuu emästen pariutumiseen
Emäspariperiaate
Kahdentumiseen osallistuu entsyymejä
kaksoisjuosteen avaaminen ja sulkeminen
DNA:n lukeminen
uuden juosteen rakentaminen
DNA-polymeraasi
kaksoisjuostetta syntetisoiva eli rakentava entsyymi
voi liittää oikean nukleotidin edellisen nukleotidin OH-päähän --> molemmat puolet kopioidaan vastakkaisiin suuntii
Voi kiinnittyä vain kaksoisjuosteeseen
Tarvitsee toimiakseen alukkeen, solussa pätkä RNA:ta
Entsyymit ovat geenitekniikan työkaluja
DNA:n puhdistamisessa tarvitaan proteaaseja
DNA käsitellään ja puhdistetaan ennen käyttöä
Bakteerien ja arkeonien DNA eristetään kemikaaleilla ja kuumennuksella
Tumallisten DNA eristetetään mekaanisesti --> solukalvo ja tumakotelo hajotetaan kemiallisesti
Kromosomien histoniproteiinit hajotetaan proteaasientsyymin avulla
DNA pilkotaan katkaisuentsyymeillä ja liitetään yhteen liittäjäentsyymillä
Katkaisu- eli restriktioentsyymi = entsyymi, joka katkaisee DNA:n kaksoisjuosteen tietyn emäsjärjestyksen kohdalta
Geenitekniikassa katkaisukohtaan jätetään muutaman parittoman nukleotidin "tarrapinta"
Yksijuosteiset tarrapinnat pariutuvat emäspariperiaatteen mukaan
Liittäjäentsyymi, ligaasi = katalysoi molekyylien liittymistä toisiinsa
Ligaasi sinetöi liitoksen muodostamalla sokerien ja fosfaattien väliset sidokset
Cas-entsyymit pilkkovat DNA:ta erittäin tarkasti
Katkaisuentsyymien käyttö rajallista ennalta määrättyjen katkaisukohtien takia
crispr-tekniikka = geenimuokkaustekniikka, jossa cas-entsyymillä leikaltaan DNA:ta tarkasti juuri tietyn emäsjärjestyksen kohdalta
Bakteereilla cas-entsyymin toimintaan perustuva immunologinen muisti
tallentaa palan viruksen DNA:ta omaansa
Cas-entsyymiin liitetään emäsjärjestyksen tunnistava opas-RNA --> cas-entsyymi pilkkoo DNA:n emäksen tarkkuudella
Voidaan poistaa yksittäisiä emäksiä tai tarkkoja pätkiä ja lisätä vierasta DNA:ta
Käänteiskopioijaentsyymillä RNA muutetaan DNA:ksi
käänteiskopioijaentsyymi = entsyymi, jonka avulla yksijuosteinen RNA muutetaan vastin-DNA:ksi
Eristety retroviruksista
vastin-DNA = lähetti-RNA:n perusteella kopioitu DNA, sisältää vain eksoneja
Kaksijuosteisen vastin-DNA:n tekeminen laboratoriossa
1) Käänteiskopioijaentsyymi rakentaa yksijuosteisen vastin-DNA:n käyttämällä mallina solusta eristettyä lähetti-RNA:ta
2) RNA-nukleaasi pilkkoo lähetti-RNA:n
DNA-polymeraasi rakentaa yksijuosteiselle vasti-DNA:lle vastakkaisen juosteen
DNA:ta monistetaan bakteereissa tai PCR-menetelmällä
Plasmideihin siirretty DNA monistuu bakteerien jakautuessa
lyhyiden emästen mittaisten DNA-jaksojen monistaminen bakteerien avulla helppoa
DNA-jakso liitetään bakteerin plasmidiin yhdistelmä-DNA-tekniikan avulla
Plasmidi ja DNA leikataan samoilla katkaisuentsyymeillä ja siirrettävä DNA kiinnitetään ligaasientsyymillä
siirretään yleensä myös antibioottiresistenssigeeni
Plasmideja lisätään bakteeriviljelmään
Antibioottivalinnalla valitaan bakteerit, joihin plasmidi liittynyt
PCR-tekniikalla monistetaan DNA:ta nopeasti koeputkessa
PCR-tekniikka = menetelmä, jonka avulla DNA-molekyyli voidaan monistaa nopeasti koeputkessa
Perustuu kuuumien lähteiden bakteereista eristetyn DNA-polymeraasin käyttöön
Vaiheet:
1) Lämpötilaa kohotetaan niin, että DNA:n juosteet eroavat (95°C)
2) Lämpötilaa lasketaan, jolloin alukkeet pariutuvat juosteiden kanssa (55°C)
3) Lämpötilaa nosteaan uudelleen (72°C), lämpöä sietävä DNA-polymeraasi rakentaa uudet juosteet, saadaan kaksi molekyyliä
4) Samat vaiheet toistetaan --> tuloksena neljä molekyyliä
5) Samaa toistetaan useita kertoja --> molekyylien määrä kasvaa eksponentiaalisesti
Ilman PRC-tekniikkaa nykyisen kaltainen geenitutkimus ei olisi mahdollista
Keksiminen mullisti DNA-tutkimuksen
DNA on kestävää --> fossiilien DNA:ta voidaan selvittää PRC:n avulla
Oikeuslääketieteessä ja isyystutkimuksissa käytetään yksilöntunnistuksen apuna
Helpottanut sairauksien diagnosointia
Monistettuja DNA-paloja erotellaan elektroforeesilla
Paloiksi pilkotusta DNA:sta halutaan tutkittavaksi vain pieni osa
Elektroforeesi = menetelmä, jossa erikokoisia moolekyylejä erotellaan sähkövirran avulla, perustuu erikokoisten palasten liikkumisnopeuteen agaroosigeelissä
DNA-palat varaukselta negatiivisia --> sähkövirta saa liikkeelle
Väliaine vastustaa enemmän suurempia molekyylejä, joten ne pysähtyvät aikaisemmin
Erikokoiset DNA-pätkät voidaan erotella toisistaan