DNA TEKNOLOJİSİNİN GELİŞİMİ

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "DNA TEKNOLOJİSİNİN GELİŞİMİ"

Pembe Nergis Karaca
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 İLERİ TEKNOLOJİK YÖNTEMLER PROF.DR. MEHMET ALİKAŞİFOĞLU DNA TEKNOLOJİSİNİN GELİŞİMİ 1869 Miescher DNA izolasyonu 1944 Avery Genetik bilginin taş y c s : DNA 1953 Watson & Crick DNA n n Double-helix yap s 1957 Kornberg DNA polimeraz enziminin keşfi 1966 Nirenberg Genetik kodun keşfi 1967 Gellert DNA ligaz enziminin keşfi 1973 Boyer,Cohen & Berg DNA klonlana tekniğinin gelişmesi 1975 Southern Southern blot ve hibridizasyon 1976 Sanger & Barrell - Maxam & Gilbert DNA dizi analizi 1982 Palmiter & Brinster Transgenik farelerin üretilmesi 1985 Mullis Polimeraz zincir reaksiyonu : PCR 1990 İnsan Genom Projesinin başlat lmas 2001 İnsan genomunun taslağ tamamland 2003 İnsan genom projesi tamamland 1

Kornberg DNA polimeraz enziminin keşfi 1966 Nirenberg Genetik kodun keşfi 1967 Gellert DNA ligaz enziminin keşfi 1973 Boyer,Cohen & Berg DNA klonlana tekniğinin gelişmesi

2 GENOMDAKİ POLİMORFİK DİZİLER RFLP (Restriction Fragment Length Polymorphism) Diğer DNA Polimorfizmleri Minisatellitler ( baz çifti tekrarlar) VNTR (Variable Number of Tandem Repeats) Mikrosatellitler (CA tekrarlar ; 2-10 baz çifti tekrarlar) STR (Short Tandem Repeats) Tek nükleotid değişimleri SNP (Single Nucleotid Polymorphism) SNP Baz toplumlarda normal kişilerde genomik DNA n n tek baz çiftlik pozisyonunda farkl sekans alternatiflerinin (allel) bulunmas d r. Bu farkl allellerin s kl ğ %1 den daha fazla olmal d r. GTCACCATAGGATCCT CAGTGGTATCCTAGGA 1bp GTCACCATAGGCTCCT CAGTGGTATCCGAGGA 2

değişimleri SNP (Single Nucleotid Polymorphism) SNP Baz toplumlarda normal kişilerde genomik DNA n n tek baz çiftlik pozisyonunda farkl sekans

3 SNP İnsan genom varyasyonlar n n büyük çoğunluğu tüm toplumlarda müşterektir. SNP lerin sadece %15 kadar bir topluluğa özeldir. Bu say n n 11 milyona ç kacağ tahmin edilmektedir. Kompleks Hastal klar Oligogenik veya poligenik olabilir. Allelik heterojenite olabilir. Lokus heterojenitesi olabilir. Genler aras ndaki ilişki, additif, sinerjistik, epistatik olabilir. Patolojinin ortaya ç kmas için bir eşik düzeyin aş lmas gerekebilir. 3

Kompleks Hastal klar Oligogenik veya poligenik olabilir. Allelik heterojenite olabilir.

4 Kompleks Hastal klar Vaka ve kontrolün seçildiği test toplumu homojen ve iyi karakterize edilmiş olmal d r. Bağlant ve assosiasyon çal şmas mümkünse birlikte yap lmal d r. Bir veya birkaç marker la saptanan negatif assosiasyon, riski ekarte etmek için yeterli olmamal d r. Bir seri pozitif assosiasyon da patojenik sekans lokalize etmek ve tan mlamak için yeterli olmayabilir real-time PCR 5700 Applied Biosystems icycler BioRad 7700 Applied Biosystems LightCycler Roche FluorTracker Stratagene FluorImager Molecular Dynamics 4

Bir veya birkaç marker la saptanan negatif assosiasyon, riski ekarte etmek için yeterli olmamal d r.

5 5

6 6

7 7

8 8

9 9

10 FRET (Fluorescence Resonance Energy Transfer) using adjacent hybridization probes Excitation FRET Emission P FITC Red 640 Phosphate P Amplicon 10

11 real-time LightCycler real-time real-time Operation RT PCR H zl, çok say da örnek, kontaminasyon oran n n düşük olmas, duyarl, bilgisa-yar destekli, maliyet Teknoloji 2 hedef ile s n rl, ilk yat r m pahal, yeni protol geliştirilmesi güç. 11

duyarl, bilgisa-yar destekli, maliyet Teknoloji 2 hedef ile

12 DNA DİZİ ANALİZİ DNA DİZİ ANALİZİ 12

13 DNA DİZİ ANALİZİ DNA DİZİ ANALİZİ 13

14 DNA DİZİ ANALİZİ DNA DİZİ ANALİZİ 14

15 DNA DİZİ ANALİZİ MUTANT NORMAL Mikroarray (DNA chip) -K sa oligonükleotid diziler Yüksek çözünürlüklü SNP analizleri için geliştirildiler -İstatistik programlar ile kopya say s ndaki kazan m ve kay plar hesaplamak olanakl hale geldi -10K, 100K, 500K SNP 6kb lik aral kta tarama -Anne-baba DNA taramas birlikte yap l rsa: uniparantel dizomi ve hücre kontaminasyonu gösterilebilir de novo mutasyon patolojik/normal? 15

hesaplamak olanakl hale geldi -10K, 100K, 500K.

16 DNA Genotyping RNA Eukaryotic Cell Gene Expression: Which genes? How much? Mikroarray Uygulamalar Ekspresyon düzeyi (cdna array); Genotipleme; DNA kopyasay s (CGH); Protein bağlanma bölgesinin belirlenmesi; Gen ürünlerinin hücre d ş nda lokalize edilmesi; 16

17 Mikroarray Uygulamalar Kanser araşt rmalar : Genomda (tümör dokusunda) moleküler yap n n ortaya konmas ile etkin tan ve tedavi. Immünoloji: Enfeksiyonlarda konağ n genomik cevab... Farmakoloji: Ekpresyon profiline göre tedavi yan t n n önceden belilenmesi

tedavi. Immünoloji: Enfeksiyonlarda konağ n genomik cevab.

18 Chemistry (Wafer Prep) Photolithography Cartridge Assembly 18

19 Mikroarray (DNA chip) Probe array Hybridized array Tagged nucleic acid Detect Fluorescent Stain Mikroarray (DNA chip) 19

20 Mikroarray (DNA chip) Yöntem DNA Zaman Çözünürlük Prob Karyotipleme ++++ yavaş 5-10 Mb - FISH +++ yavaş 1-5 Mb + Array-CGH +++ orta 1 Mb - Mikroarray 10K, 100K, 500K + h zl kb - -DNA Chip - Protein Chip - Lab on a chip? 20

21 Bioinformatik Bioinformatik Heryerde - istatistik, dizayn ve analiz: Deney öncesi, önerme, buluş ve tan mlama, vb. - İç ve d ş veri tabanlar nda karş laşt rma. - Nukleotid ve protein sekans verileri, moleküler modelleme 21

22 - Biyoinformatik: biyoloji, bilişim teknolojisi ve bilgisayar bilimlerini bir araya getiren bir bilim dal d r. En önemli amac, genom düzeyinde saklanan ve gerektiğinde kullan lan yaşam şifresininin keşfedilmesidir. -Biyoinformatikçal şmalar n n da katk s yla, gelişimsel biyolojiden kanserin tan ve tedavisine kadar bir çok biyolojik olay n alt nda yatan mekanizmalar aç ğa ç kar labilir. 22

23 - Biyolojik bilgiler ile ilgili veri taban oluşturulup yönetilmesi, - genom ve dizi analizleri, -işlevsel genomik ve ilgili veri analizi, - birincil protein dizisinden protein yap tahmini (3D), - hücresel olaylar n modellenip in sliko gerçekleştirilmesi. 23

24 - Nükleotid veri tabanlar Bağ ms z olarak toplamakta iken, h zla artan dizi verilerini tekbir kaynakta toplamak için tüm nükelotid dizi verilerini toplayan uluslararas işbirliği gurubu (International Nucleotide Sequence Database Collaboration) başl ca DNA dizilerini içeren üç merkez olan Japon (DDBJ), Avrupa (EMBL)), ve Amerikan (GenBank, NCBI) taraf ndan kuruldu. 24

25 - Genom ve dizi analizleri Dizi eşleme yöntemlerine (sequence alignment) dayanan dizilerinde belli bir oran n üstünde benzerlik gösteren (homolog) genlerin araşt r lmas s kça veri tabanlar n n kullan lmas n gerektirmektedir. 25

26 - Bu verileri saklayacak, birleştirecek, erişimini ve çözümlenmesini sağlayacak araçlar n geliştirilmesi öncelikli gerekesinimlerden biridir. - Hücre içi fizyolojik olaylar n, proteinler aras ilişkiler sonucu oluşan sinyal ileti yollar n n biyoinformatik ile modellenmesi gerekmektedir. DNA RNA Protein Fenotip A. Biyolojinin ana dogmas Genetik Moleküler Kimyasal Fenotip bilgi yap işlev B. Biyoinformatiğin ana dogmas Şekil 6: A ve B Biyoloji ve biyoinformatikte bilginin kullanm ak ş 26

27 - Biyoinformatik ve Gelecek Önümüzdeki y l içerisinde biyoinformatik bilimindeki gelişmeler ile: - biyokimyasal işlev, -yap sal bilgi ve - evrimsel ipuçlar bulunarak, hastal klar n temellerinin ortaya konmas n sağlanacakt r. 27

Benzer belgeler

Yeni Nesil Genomik Sistemler. ve Uygulamaları

Yeni Nesil Genomik Sistemler. ve Uygulamaları Yeni Nesil Genomik Sistemler ve Uygulamaları Sunum Başlıkları Mikroarray Sistemleri (iscan) Ekspresyon Array SNP Array Metilasyon Array Yeni Nesil Dizileme Teknolojileri Ekspresyon Array Tüm Genom Gen