Презентация на тему "Секвенирование"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  Секвенирование

• 
  Слайд 2
  

  План: Принципы секвенирования Секвенаторы третьего покаления Геном, геномика Современное положение секвенирования Базы данных секвенирования и их применение

• 
  Слайд 3
  

  СЕКВЕНИРОВАНИЕ Секвенирование — это определение нуклеотидной последовательности ДНК.

• 
  Слайд 4
  

  Для секвенирования ДНК в настоящее время используют дидезоксинуклеотидный метод, или метод ≪обрыва цепи≫ Метод разработан Ф. Сенгером в 1977 году. В 1980 году американцам Ф.Сенгеру и У.Гилберту была присуждена половина Нобелевской премии ≪за вклад в определение последовательности оснований в нуклеиновых кислотах≫. СЕКВЕНИРОВАНИЕ

• 
  Слайд 5
  

  СЕКВЕНИРОВАНИЕ

• 
  Слайд 6
  

  СЕКВЕНИРОВАНИЕ ПО МЕТОДУ Сенгера

• 
  Слайд 7
  

  СЕКВЕНИРОВАНИЕ

• 
  Слайд 8
  

  СЕКВЕНИРОВАНИЕ

• 
  Слайд 9
  

  Если у вас 50 000 или 1 000 000/ 1 000 000 000 образцов ДНК? МОДИФИКАЦИИ МЕТОДА СЕКВЕНИРОВАНИЯ ????? Например: ищите полиморфизные мутации при раке легкого

• 
  Слайд 10
  

  План: Принципы секвенирования Секвенаторы третьего покаления Геном, геномика Современное положение секвенирования Базы данных секвенирования и их применение

• 
  Слайд 11
  

  Технология чипов

• 
  Слайд 12
  

  Технология чипов

• 
  Слайд 13
  

  Технология чипов Massively Parallel Signature Sequencing (MPSS) Polony sequencing 454 pyrosequencing Illumina (Solexa) sequencing SOLiD sequencing Ion semiconductor sequencing DNA nanoball sequencing Heliscope single molecule sequencing Single molecule real time (SMRT) sequencing Nanopore DNA sequencing Sequencing by hybridization Sequencing with mass spectrometry Microfluidic Sanger s equencing Microscopy-based techniques RNAP sequencing In vitro virus high-throughput sequencing

• 
  Слайд 14
  

  Секвенирование Illumina: принцип метода 1. ДНК фрагментируют и присоединяют к фрагментам адаптеры 2. ДНК пропускают через каналы ячейки, покрытые праймерами, комплементарными концам адаптеров 3. Через ячейку пропускают реагенты для достраивания второй цепи ДНК 4. Двуцепочечные фрагменты денатурируют Стадии 3-4 повторяются 30-35 раз 6. Каждый фрагмент оказывается окружен группой идентичных молекул («кластеры»).

• 
  Слайд 15
  

  Секвенирование Illumina: принцип метода 1. ДНК фрагментируют и присоединяют к фрагментам адаптеры 2. ДНК пропускают через каналы ячейки, покрытые праймерами, комплементарными концам адаптеров 3. Через ячейку пропускают реагенты для достраивания второй цепи ДНК 4. Двуцепочечные фрагменты денатурируют Стадии 3-4 повторяются 30-35 раз 6. Каждый фрагмент оказывается окружен группой идентичных молекул («кластеры»).

• 
  Слайд 16
  

  Illumina (Solexa) sequencing

• 
  Слайд 17
  

  Illumina (Solexa) sequencing 1. Обнаружены точковые мутации при раке легкого (в сравнении со здоровыми) Примеры результатов использования метода: 2. Обнаружено свыше 50 000 новых полиморфизных мутаций 3. Просеквенировано 615 образцов ДНК больных неврологических заболеваний 4. Просеквенировано ДНК 50 случаев детского рака……….

• 
  Слайд 18
  

  Высокопроизводительное пиросеквенирование (454) Самая первая из технологий NGS

• 
  Слайд 19

  Секвенирование единичных молекул.Pacific Biosciences

• 
  Слайд 20

  Стоимость полногеномногосеквенирования.

• 
  Слайд 21
  

  План: Принципы секвенирования Секвенаторы третьего покаления Геном, геномика Современное положение секвенирования Базы данных секвенирования и их применение

• 
  Слайд 22

  Геном, геномика

  Геном — совокупность наследственного материала, заключенного в клетке организма. Термин «геном» был предложен немецким ботаником ГансомВинклером в 1920 году (Hans Karl Albert Winkler, 1877 —1945). 22

• 
  Слайд 23
  

  Иследования ДНК особенно интенсивно пошли со времени установления принципов её построения. Появилось много различных методических подходов: специфическая фрагментация (рестриктазы), электрофорез и идентификация фрагментов, применение радиоактивных и флюоресцентных меток, получение большого количества копий (полимеразы). 23

• 
  Слайд 24
  

  Рестриктазы – бактериальные ферменты, расщепляющие чужеродные ДНК в определённых последовательностях нуклеотидов. Сочетание всё совершенствующихся методов исследования с компьютерной обработкой данных значительно снижало временные и финансовые затраты на расшифровку геномов различных объектов: 24

• 
  Слайд 25
  

  Начали возникать проекты по секвенированию (установление последовательности ) геномов отдельных видов живых организмов. Первым, в 1977 году, был полностью секвенирован геном бактериофага Φ-X174 (5 368 нп). Затем последовали и другие объекты… 25

• 
  Слайд 26
  

  1980—1990 годы:постепенно, в молекулярнойбиологии выделился раздел, изучающий геном и гены = геномика(установление структуры и выяснениемеханизма функционирования генома в живыхсистемах) К этому времени были изучены фрагменты ДНК человека, накопилось много сведений о наследственных заболеваниях в мировом сознании (прежде всего в медицинских кругах) зрела мысль о необходимости скорейшего исследования генома человека. 26

• 
  Слайд 27
  

  В 1988 г. на базе Национального Института Здравоохранения США стартовал проект программы «Геном человека». Затем он стал международным, к которому присоединились ведущие лаборатории многих стран, главным образом: Великобритании Франции Германии Японии России В 2003 г. проект был успешно завершён. 27

• 
  Слайд 28

  Геном человека

  23 пары хромосом у человека, в сумме 46 хромосом 2 метра ДНК 3 миллиарда нуклеотидов Приблизительно 30 000 генов кодирующих белки 28

• 
  Слайд 29

  Проект «геном человека»

  29 выявлено не менее 1.5 миллиона мутаций, по которым геномы людей отличаются друг от друга

• 
  Слайд 30
  

  30 Проект «геном человека»

• 
  Слайд 31
  

  Что дала геномика?  oгромный объем информации по первичным структурам ДНК.  понимание молекулярных механизмов заболеваний;  новые подходы в создании лекарств, новые диагностические тесты, генная терапия;  трансгенные животные и растения.  недостаток геномики – Мы знаем весь геном, но не знаем, что реально экспрессируется и что реально работает в клетке + + + + +

• 
  Слайд 32
  

  План: Принципы секвенирования Секвенаторы третьего покаления Геном, геномика Современное положение секвенирования Базы данных секвенирования и их применение

• 
  Слайд 33

  ПЕРВЫЕ ЛЮДИ С ИНДИВИДУАЛЬНЫМИ ПРОЧИТАННЫМИ ГЕНОМАМИ

  33

• 
  Слайд 34

  Геномные базы данных

  Людей Животных Растений Бактерий 34

• 
  Слайд 35
  

  Наша геномная эра является свидетелемвзрыва объема биологическойинформации доступной из-за гигантскимдостижениям в области молекулярнойбиологии и геномики

• 
  Слайд 36
  

  автоматическая расшифровка нуклеотидныхпоследовательностей ->ИНФОРМАЦИОННЫЙ ВЗРЫВ

• 
  Слайд 37
  

  План: Принципы секвенирования Секвенаторы третьего покаления Геном, геномика Современное положение секвенирования Базы данных секвенирования и их применение

• 
  Слайд 38
  

  Одним из механизмов генетического разнообразия является изменение «буквы» генетического кода (СНП - сингулярный нуклеотидный полиморфизм; SNP - single nucleotide polymorphism). Полагают, что у человека СНП встречается с частотой 0,1%, т.е. конкретный человек отличается от других одним нуклеотидом на каждую тысячу нуклеотидов. 38

• 
  Слайд 39
  

  39 Для SNPs существует большое количество баз данных dbSNP SNPedia GWAS Central International HapMap Project MirSNP Большинство генов в каждом организме представлено двумя аллелями, один из которых унаследован от отца, а другой - от матери. Если оба аллеля идентичны, то организм считается гомозиготным, если разные - гетерозиготным .

• 
  Слайд 40

  Некоторые заболевания:

  SNP могут быть причиной наследственных заболеваний: 40

• 
  Слайд 41
  

  SNP используют как маркеры наследственных заболеваний: 41

• 
  Слайд 42
  

  42

• 
  Слайд 43
  

  http://www.ebi.ac.uk/2can/bioinformatics/bioinf_realworld_1.html Молекулярная медицина: 1. Поиск мишеней для конструирования лекарственных молекул 2. Персонализированная медицина 3. Профилактическая медицина 4. Генная терапия

• 
  Слайд 44
  

  Молекулярная медицина 1. Персонализированная медицина http://www.ornl.gov/hgmis/medicine/pharma.html 2. Профилактическая медицина http://www.ornl.gov/hgmis/medicine/genetest.html 3. Генная терапия http://www.ornl.gov/hgmis/publicat/hgn/v10n1/15wilson.html http://www.fda.gov/fdac/features/2000/gene.html http://www.wiley.co.uk/genetherapy/clinical/ http://cis.nci.nih.gov/fact/7_18.htm http://www.ornl.gov/hgmis/medicine/tnty.html http://www.faseb.org/opar/newsletter/jun98/junx5.html

• 
  Слайд 45
  

  45 Археогенетика анализ ДНК, полученной из археологических останков (древней ДНК, англ. aDNA); анализ ДНК современных популяций (людей, домашних растений и животных) с целью изучения человеческого прошлого и генетического наследия взаимодействия человека с биосферой; Период полураспада ДНК – 521 год ДНК полностью теряет читабельность через 1,5 миллиона лет (в вечной мерзлоте и пещерах – дольше) (оставшиеся короткие фрагменты нечитабельны) Кости полностью разрушаются через 6,8 миллиона лет ДНК неардентальца просеквенирована на 60%

• 
  Слайд 46
  

  Переселение народов (теории миграции)

• 
  Слайд 47
  

  Анализ ДНК азиатских народов Каждый 12 монголец ♂– потомок Чингисхана Анализ Y-хромосом (казахи♂ – каждый сотый; калмыки, буряты...) Китайские ученые просеквенировали ДНК Чингисхана в 2011 году (Официально: 3 жены = 8 сыновей и 5 дочерей)

• 
  Слайд 48
  

  Прородители людей (Адам и Ева) Анализ Y-хромосом Анализ ДНК митохондрий

• 
  Слайд 49
  
• 
  Слайд 50
  

  50