İşlevsel Genomik Nedir?

Benzer belgeler
MOLEKÜLER DNA DİZİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

DNA Sekanslama ve Filogenetik Analizler. Dr. Eda UĞURTAY

REKOMBİNANT DNA TEKNOLOJİSİ. Araş. Gör. Dr. Öğünç MERAL

POLİMERAZ ZİNCİR REAKSİYONU (PZR-PCR) VE RESTRİKSİYON PARÇA UZUNLUĞU POLİMORFİZMİ (RFLP)

DNA Dizileme (Sekanslama)

Maya ve maya benzeri mantarların sekans analizi ile identifikasyonu

GENETİK TANI YÖNTEMLERİ. Prof.Dr.Mehmet Alikaşifoğlu

MOLEKÜLER BİYOLOJİ LABORATUVARI

HLA Tiplendirmesinde Yeni Nesil Dizileme. Dr. Türker DUMAN

Hafta VIII Rekombinant DNA Teknolojileri

Epigenetik modifikasyonlarla çalışma yöntemleri.

Rekombinant DNA teknolojisi ve genomik

Replikasyon, Transkripsiyon ve Translasyon. Yrd. Doç. Dr. Osman İBİŞ

Rekombinant DNA Teknolojisi-II

Polimeraz Zincir Reaksiyonu (PCR: Polymerase Chain Reaction) Ayten AŞKIN KILINÇ Veteriner Hekim

Uzm. Bio. NUR YILDIRIM

Amaç. Bu pratiğin amacı öğrencilerin polimeraz zincir reaksiyonu ve kullanım alanları hakkında bilgi sahibi olmalarını sağlamak

Niçin PCR? Dr. Abdullah Tuli

Agaroz jel elektroforezi

Moleküler Biyolojide Kullanılan Yöntemler-5

Hücre Neden DNA sını Replike Eder? ÇÜNKİ Mitoz Bölünmenin Gerçekleşmesi İçin S Evresinde DNA nın 2 Katına Çıkması Gerekmektedir

Mikrobiyotanın En Etkili Analizi: Yeni Nesil Dizileme Sistemleri. Barış Otlu İnönü Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilimdalı

cdna Kitaplık Hazırlanışı

Hücrede Genetik Bilgi Akışı

Yeni Nesil Dizileme Sistemleri. Barış Otlu İnönü Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilimdalı

KALITSAL MOLEKÜLÜN BİÇİMİ ve ORGANİZASYONU PROF. DR. SERKAN YILMAZ

Adnan Menderes Üniversitesi Tarımsal Biyoteknoloji Bölümü TB101 Çiğdem Yamaner (Yrd. Doç. Dr.) 3. Hafta ( )

GENOM PROJELERĐ. Doç. Dr. Hilâl Özdağ

Nükleik asitler. Deoksiribonükleik asit Ribonükleik asit DNA nın YAPISI ve ÖZELLİKLERİ

SADE ve SAGE ve Gen Ekspresyonunun Seri Analizi. Prof.Dr. Nermin GÖZÜKIRMIZI

RT-PCR. (reverse transckripsiyon-polimeraz zincir reaksiyonu) Dr Gülnur Güler

KAPİLLER ELEKTROFOREZ DNA SEKANSLAMA

İlk dizi analiz çalışmaları 1960 lı yılların başında nükleotitlik trna larla başlanmıştır.

DNA Replikasyonu. Doç. Dr. Hilal Özdağ. A.Ü Biyoteknoloji Enstitüsü Merkez Laboratuvarı Tel: /202 Eposta:

YAPAY KROMOZOMLAR. cerevisiae. de kurulmuştur. Halkasal. Yapay kromozomlar ilk defa tomurcuklanan maya olan Saccharomyces

DNA Dizi Analizi için geliştirilen birbirinden farklı iki yöntem bulunmaktadır. Bu iki yöntem; a-) Manuel (Radyoaktif İşaretleme) Dizi Analizi

BAKTERİLERİN GENETİK KARAKTERLERİ

DNA ARAÇLARI ve BİYOTEKNOLOJİ

POYRAZ TIBBİ CİHAZLAR EDVOTEK

BİO 775 PROTEOMİK ve GENOMİK

MİKROBİYOLOJİDE BİYOTEKNOLOJİ

TÜBİTAK BİDEB LİSE ÖĞRETMENLERİ FİZİK, KİMYA, BİYOLOJİ, MATEMATİK- PROJE DANIŞMANLIĞI EĞİTİMİ ÇALIŞTAYI LİSE3 (Çalıştay 2013) BİYOLOJİ GRUP TUHAF

MİKROBİYOLOJİDE BİYOTEKNOLOJİ. Doç. Dr. Funda BAĞCIGİL

Metagenom Analiz Stratejileri

Biyoteknoloji ve Genetik II. Hafta 8 TRANSLASYON

Yeni Nesil Genomik Sistemler. ve Uygulamaları

Nükleik Asitler. DNA ve RNA nükleik asitleri oluşturur

III-Hayatın Oluşturan Kimyasal Birimler

MİKROBİYOLOJİ ANABİLİM DALI BİYOTEKNOLOJİ DERS NOTLARI

DNA REPLİKASYONU. Dr. Mahmut Cerkez Ergoren

MANTARLARIN EPİDEMİYOLOJİK TİPLENDİRİLMESİ. Dr. Ayşe Kalkancı Gazi Üniversitesi Tıp Fakültesi Tıbbi Mikrobiyoloji Anabilim Dalı, Ankara

Chapter 10 Lecture. Genetik Kavramlar Concepts of Genetics Tenth Edition. 1. DNA Yapısı. Çeviri: Aslı Sade Memişoğlu

AVRASYA ÜNİVERSİTESİ

Bakteriler Arası Genetik Madde Aktarımı

DOĞA BİLİMLERİ DERGİSİ JOURNAL of NATURAL SCIENCES

Rekombinant DNA, Klonlama ve kullanımı

Hücre içinde bilginin akışı

Genom analizi için belirteç olarak kullanılan DNA dizileri

Biyoteknoloji ve Genetik I Hafta 12. Prokaryotlarda Gen İfadesinin Düzenlenmesi

Hücrelerde gerçekleşen yapım, yıkım ve dönüşüm olaylarının bütününe metabolizma denir.

Genetik materyal: DNA replikasyonu

SALGIN ARAŞTIRMASINDA KULLANILAN TİPLENDİRME YÖNTEMLERİ

Soru 1: DNA miktarını saptamak için spektrofotometrik yöntemin arkasındaki prensibi açıklayınız:

ayxmaz/biyoloji 2. DNA aşağıdaki sonuçlardan hangisi ile üretilir Kalıp DNA yukarıdaki ana DNAdan yeni DNA molekülleri hangi sonulca üretilir A B C D

SSO Yöntemiyle HLA Tiplendirmesi. Gürbüz POLAT

DNA ONARIMI VE MUTASYON. Merve Tuzlakoğlu Öztürk Bakteri genetiği dersi Sunum

Virolojik Teşhis Yöntemleri. Viral Partikül Tespiti 8/10/2018. Virüs izolasyonu/identififikasyonu

hendisliği BYM613 Genetik MühendisliM Tanımlar: Gen, genom DNA ve yapısı, Nükleik asitler Genetik şifre DNA replikasyonu

DİZİ ANALİZİ (SEKANS) TEKNİKLERİ

MİKROBİYAL GENOTİPLENDİRMEDE YENİ TEKNOLOJİLER

SEKANS TEKNİKLERİ. Ders Sorumlusu: Doç.Dr. Hatice MERGEN. Hazırlayan: Levent ZORBEK Ankara,2006

En Etkili Kemoterapi İlacı Seçimine Yardımcı Olan Moleküler Genetik Test

Polimeraz Zincir Reaksiyonu. Mikrobiyoloji Anabilim Dalı

Gen Đfadesi, tespiti ve ölçülmesi

Moleküler Dizileme Teknolojileri

MOLEKÜLER TANISI DÜZEN GENETİK HASTALIKLAR TANI MERKEZİ. SERPİL ERASLAN, PhD

KLONLAMA VEKTÖRLERİ DR. ONUR YILMAZ ADÜ ZİRAAT FAKÜLTESİ ZOOTEKNİ BÖLÜMÜ BİYOMETRİ & GENETİK ABD

Transkripsiyon (RNA Sentezi) Dr. Mahmut Çerkez Ergören

Rekombinant DNA Teknolojisi-I

ÜNİTE 12:GENETİK MÜHENDİSLİĞİ VE BİYOTEKNOLOJİ

Biyoteknoloji ve Genetik I Hafta 13. Ökaryotlarda Gen İfadesinin Düzenlenmesi

PCR Bir reaksiyonun kurulması ve optimize edilmesi

T.H. Morgan ve A.H. Sturtevant 1911

Gen Arama Yordamı ve Nörolojik Hastalıklarla İlgili Gen Keşfi Çalışmalarına Türkiye den Örnekler

KALITIM #12 MODERN GENETİK UYGULAMALARI (BİYOTEKNOLOJİ) SELİN HOCA

GIDA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ DOKTORA DERS KATALOĞU

SNP TEK NÜKLEOTİD POLİMORFİZMLERİ (SINGLE NUCLEOTIDE POLYMORPHISMS)

Konu 4 Genetik Şifre ve Transkripsiyon

İnsan Mikrobiyom Projesi. Prof. Dr. Tanıl Kocagöz

Prof. Dr. Turgut Ulutin

NÜKLEİK ASİTLERİN ELEKTROFOREZİ

SELEKSİYONA YARDIMCI MARKERLAR (Marker Assisted Selection)

GIDA BİYOTEKNOLOJİSİ-2

Chapter Konu 11 Lecture 11. Konu 11. Concepts of Genetics. Tenth Edition. 2-DNA Eşlenmesi ve Rekombinasyon

TRANSLASYON VE DÜZENLENMESİ

Bitki Moleküler Biyolojisi. Prof. Dr. Nermin Gözükırmızı

FISH ve in situ melezleme

Yeni Nesil Nükleotid Dizileme Metotlarının Biyokimyasal Temelleri

İNSAN GENETİĞİ EK NOT. Çağdaş genetik terminoloji

Transkript:

İşlevsel Genomik Nedir? İşlevsel Genomik, yapısal genomik tarafından sağlanan bileşenlerin ve bilginin kullanımı ile gen işlevinin değerlendirilmesinde, deneysel yaklaşımların (genom veya sistem boyunca) geliştirilmesini ve uygulanmasını içermektedir. Geniş ölçekte uygulanan deneysel teknolojilerin, elde edilen sonuçlarla istatistiksel veya bilgisayar analizleriyle birleştirilmesiyle tanımlanabilir. Klasik bir gen anlatımı araştırmasında, in vivo da bir organizmanın gelişimiyle birlikte bir genin anlatımının nasıl değişeceği araştırılırken, modern işlevsel genomik yaklaşımı, organizmanın gelişimiyle birlikte sayıca 1,000 den 10,000 e kadar değişen genin anlatımının nasıl değiştiğini incelemektedir.

İşlevsel Genomik Amaç: Genomik bilgiye biyolojik bir anlam kazandırma Çeşitli sistematik yaklaşımlar, bir genomdaki genlerin bir çoğu için sorulan basit sorulara cevaplar oluşturabilirler Gen anlatımı ne zaman gerçekleştirilir? Gen ürününün yerleşimi nerede olur? Bir gen hangi genlerle etkileşime girer? Bir gende mutasyon yapılırsa hangi fenotip ile sonuçlanır?

Klasik dizi analizi İşlevsel Genomik in Üç Merkezi Uygulaması: - Genome-wide knock-out - Gen Anlatımı - Genetik Haritalama Çalışmaları

Dizileme İçin Gerekli Olan Teknikler Restriksiyon Enzimleri DNA yı parçalara ayırmada Klonlama DNA yı 2-200kb lık bazlık diziler halinde çoğaltma Dizileme Kısa DNA dizisinin okunması. fluoresan maddeler ve jel-elektroforezi kullanılarak. Dizilerin Birleştirilmesi parçaların bir araya getirilmesinde kullanılan bilgisayarlı aşama.

Genom Dizilemesi - Büyük genomlar robotik ve otomasyon gerektirir. Ortak dizilerin birleştirilmesi - ideal olan, kromozom başına bir ortak dizi - standart, her bir nükleotidin 10 kez okunması - bilgisayar kullanımı ile birleştirme

İki temel dizileme stratejisi - Düzenli klon dizilemesi * fiziksel bir haritayı oluşturan klonlardan yapılan birleştirme * pozisyonların bilinmesinden dolayı tekrarlı diziler için uygun yerleştirilme

Tüm genom shot-gun dizilemesi - rastgele dizilenen klonların birleştirilmesi - küçük (ör:bakteri) genomlar için uygun - boşluklar primer yürüme ile doldurulur

WGS: Whole Genome Shotgun sequencing 1. Klon Kitaplığının Oluşturulması 2. Her bir Klonun iki ucunun dizilenmesi 3. Çakışan okumaların kontigler içine birleştirilmesi 4. Kontiglerin super-kontigler içine birleştirilmesi 5. Super kontiglerin genom içine dahil edilmesi 6. Genomun Tamamlanması

DNA Dizilenmesinde Otomasyon

Dzi analiz cihazı: MegaBACE Dizi analiz cihazı: ABI 3700

Otomatik jel okuyucu

Kapiler elektroforez cihazı

Klon Temelli Fiziksel Haritalama

DNA Dizilemesi Çoğunlukla dideoksi metodu (zincir sonlandırma metodu) ile yapılır. Dizilemesi yapılacak olan DNA dizilerinin birçok kopyası aşağıdaki bileşikler ile karıştırılır. Primer DNA tek zincirine bağlanan kısa dizi (~20bp) Normal (deoksi) nükleotidler dntp datp, dgtp, dctp, dgtp dideoksi nükleotidler ddntp DNA polimeraz I Enzim ddatp, ddgtp, ddctp, ddgtp

DNA Dizilemesinde Zincir Sonlandırma Metodu Voet Fig. 3-23

Sequencing 2

Sequencing 3

Bir Klonun Okunması 2,4,6,10, 12 ve 40 kb lik büyüklüklerdeki parçalardan oluşan kitaplıkların elde edilmesi Her bir ayrı klon, her bir kitaplıktan seçilir.

Bir Klonun Okunması >clone47_f AAGCAATTTCATAAGAATAACTTTGAGCACAAGCCCGTAAACCACCAATAAAAGAATACT TACCACCACTAAAAATTCCAGATAGCATAATAAAATACGCAGAAACCCCCATTAAGCAAA ATAAAAAAACACCAGAATAATCAAAAGACATAAAAACAAAAAAATAAGGCAAAGTAAACC AAAAAAAAATCATCAAAATAAAACTACAAACAGGCATCAATAAAAAAGATAGTCATGAAGA AAAATAAAAAAAAAGCTGTTCTTTCTTTAATAATTTAAGACCATCAAACAACGCCTGAAAA ATACCAGAGTAACCAACTTTATTGGGACCAATACGACACTGAGTGCCACCCAAAAAATGA CGTTCTATTAAAGTTAAAAAAGCAATGGCTTGTAAAATAAAAATAATTATAAGAAAAATAC CAATATAATAAAAAATAAACAAAGTAAAATCCAAAGAATTTACnnTTCTTTATTCTAATATAA ACTAATACTTTAAAAAATAGAGACAAGTTTCCTTACCTCTACCATACTACAACTTACGCCC CTATAGGCCATTGACGGATGGTTTGTACCACTTTGTTTATTAAATTCATTAATATATAAAAA AAAAATTACTTTCTTTTCCAATTTCAAAAAAAAATAAAAAAATA >clone47_r TGATTGGTGTTTGTTTTCTTATTGTTAATTTTTTTCGTGCTAAATTACATAATTTTAATTGGT ATCATACTCAAGCTTATGATATGTCTATTGACTATTGACGGTTCTTAGAATGAATGTGAGG TATTATATTTTGTTTATTATATGTTTGAGGTTCTTAATTTTTAATTGTAAGATATCTGTTTTA CTTCATTATTTTTTATAGCTTATTTTTAATGATGATTTTTTTAATTATTTCTTCTTTTTTTTTTT TGGTTTTTTTATTTTTTGTACGTTCAATATAATTATGAATAATTATTAGTAATTATTTAAAAA TAATTACTAAATTAAATACAATTCTCAGAGTATTATAACATTAAAGTTATAATACTCTGTTA GAATTGTATTTATTTAATAGACCAACTACTTAAATTACTAACTAAAGATTATTTTTTTACTAT AGTGTATATATTATAnAGTTATTATATTTGATTTGCAATCTTAAGATTTTTATACACTATGGC TTTTTAGTATAATAAGTATATTCGTTTTAAGCGCGGCTGGTTTTAAGCTATTAGAATTTTA

Dizilerin Birleştirilmesi Direkt dizi okuma tekniği, 10kb. a kadar olan bir diziyi okuyabilir. Uzun dizi bilgisi elde edebilmek için, kısa okumaların birbirleriyle birleştirilmelerinde bilgisayara gereksinim duyulur.

Kontiklerin Birleştirilmesi Okumaların ucunda dizilerin üst üste çakışması belirlendiğinde, iki okuma tek bir dizi şeklinde birleştirilebilir

Superkontiklerin Oluşturulması scaffolds olarak da tanımlanmaktadır.

BCM- HGSC

Büyük Genomlar İnsan Genomu, daha büyüktür ve süperkontiklerin bir şekilde birleştirilmesi gerekir. Bu da genetik haritalama ile yapılmaktadır.

Birleştirmeler Sonucunda Genom Üzerinde Yerleştirme Bir dizi etiketi tüm genom boyunca tek olan kısa bir dizidir. Genetik Harita,bir çok dizi etiketini ve onların yerleşimini içermektedir. Böylelikle, etiketlere göre süper kontiklerin genom içinde sıraya dizilmeleri sağlanır.

Primer Yürüme: Genom Dizilemesinin Sonlandırılmasında Bir Yol Eğer bir baz üç okuma ile belirlendiyse kesin olarak tanımlanabilmektedir. Kesin olmayan pozisyonlar da mevcuttur. There are gaps in the Süperkontiklerde ve süperkontikler arasında boşluklar vardır. Primer Yürüme bu bölgelerin daha ileri dizilemesinin yapılmasında kullanılabilir.

Primer Walking Seq 1 primer1 Seq 2 primer2 Time consuming

Yeni Dizileme Metotları 1. MALDI-TOF Mass Spektrometri ile Dizileme 2. Hibridizasyon ile Dizileme 3. Pirodizileme 4. Atomic-Force Mikroskopisi 5. Tek Molekül Fluoresans Mikroskopisi 6. Nanopor Dizileme

MALDI-TOF Mass Spektrometrisi Kullanılarak Dizileme MW spectrum of 33-mer 5 -ACT AAT GGC AGT TCA TTG CAT GAA TTT TAA AAG-3

Hibridizasyon ile DNA Dizilemesi Bu strateji, bilinmeyen etiketli DNA parçasının tüm kısa oligonükleotidlere bağlanmasını (ör: 8-merlik 65,336 kombinasyon ) ve bilinmeyen dizinin bağlanma kalıbından görüntülenmesini İçerir.

Pirodizilemenin Temeli Basamak 1 Bir dizileme primeri tek zincirli, PCR ile çoğaltılmış, DNA kalıbına, hibridize edilir ve DNA polimeraz, ATP sulfurilaz, lusiferaz ve apiraz, enzimleri, adenozin 5 fosfosülfat (APS) ve lusiferin substratları ile inkübasyona bırakılır. Basamak 2 İlk önce dört adet deoksinükleotidtrifosfat (dntp) reaksiyona ilave edilir. DNA polimeraz deoksinükleotid trifosfatların, DNA zincire katılmalarını kataliz eder. Yapıya katılan dntp ile orantılı olarak PPi (pirofosfat) açığa çıkmaktadır.

Basamak 3 ATP sülfürilaz, adenozin 5 fosfosülfat varlığında kantitatif olarak PPi yi ATP ye dönüştürür. Bu ATP molekülü, lusiferaz temelli reaksiyon lusiferinin oksilusiferine dönüşümünü sağlarken, ATP miktarı ile orantılı olarak görünür ışık oluşumu gerçekleşir. Lusiferaz katalizli reaksiyon sonucunda üretilen ışık CCD kamera (charge coupled device) ile belirlenir bir pirogramda pikler halinde görüntülenebilir. Her bir ışık sinyali yapıya katılan nükleotid sayısı ile orantılıdır.

Basamak 4 Bir nükleotid parçalayıcı enzim apiraz, sürekli olarak; yapıya girmeyen dntpleri ve fazla ATP yi parçalar. Parçalama bittiğinde, diğer dntp eklenir. Basamak 5 Her bir işlem için dntplerin eklenmesi bir kez gerçekleştirilir. Doğal deoksiadenozin trifosfat (datp) DNA polimeraz tarafından etkin bir şekilde kullanılmasına rağmen, lusiferaz tarafından tanınmadığından deoksiadenozin alfa-tiyo trifosfat (datpas) kullanılmaktadır. Süreç devam ederken, kalıp DNA zinciri yapılır ve nükleotid dizisi pirogramdaki piklerin oluşturduğu sinyaller ile belirlenir.

Pirodizilemenin Özeti Pirodizileme, DNA nın enzimatik DNA sentezi ile dizilenmesidir, DNA dizisi sentezi sırasında açığa çıkan fotonların oluşturduğu sinyallerin şiddetine göre belirlenir.

Zipper-sequencing of DNA

Polinükleotidlerin Nanopor Dizilemesi Bu yöntemde, tek zincirli polinükleotidlerin ince bir filmdeki nanopor boyunca ilerlemelerini sağlayan elektrik alan sonucu oluşan iyonik akım değişimi görüntülenmektedir.

DNA nın bir yön değiştiren alanda dizilemesi DNA E 2nm E E cos( wt)ˆ i E sin( wt) ˆj

DNA nın Zaman ile Translokasyonu

Bir Dizileme Düzeneği

Sonuçlar - Geleneksel Sanger metodu yavaş, pahalı, ve kesin değildir. İnsan Genom Projesindeki dizileme 15 yıl almış ve 3 trilyon US dolarına mal olmuştur. - Nanopor dizileme daha hızlı, pahalı olmayan, kesin bir yöntemdir. 100 milyon bazın dizilemesi yaklaşık bir gün almaktadır, yüksek oranda kesinlik, örnek serilerinin çok zamanlı incelenmeleri sonucunda sağlanmaktadır.