mboc - week 1 Flashcards
semi conservatief
een nieuwe en een oude strand, zoals DNA synthese, met oud als template
DNA synthese stappen
splicen en vormen
DNA synthese Splicing stappen
helicase verbruikt ATP. Supercoilen en topoisomerase maakt een knik in DNA om stress te verlagen. DNA beschermd door DNA binding protein.
DNA synthese vorming stappen
5’naar 3’ gevormd, vormt door dubbelstrengs DNA als primer om te starten. 3’ OH einde is waar polymerase aan bindt. leading strand 3’ to 5’, dus directe transcriptie. Lagging strand kan loopt van 5’ naar 3’, polymerase vormt daarom ozaki fragmenten, gaps opgevold door RNA primer, daarna lygase plakt.
Proofreading DNA polymerase verlaging van aantal fouten
van 1 per 10^5 nucleotiden zonder proofreading naar 1 per 10^7 met proofreading. Met strand directed mismatch repair 1 per 1^10
DNA repair na transcpriptie voltooid is waardoor
door MutS/MutL, vindt met scannen nick in DNA strand, verwijdert gesynthetiseerde helft zodat deze opnieuw gemaakt kan worden
Chemische verandering in DNA bases zij heel veel voorkomend, 2 soorten:
depurinatie en deaminatie
depurination
depurination door ROS hele basis verwijderd – hele AT (of GC) verwijderd, of weer ingebouwd
deamination
deamination haalt een NH2 er af, verandert cytosine naar uracil - C veranderd naar A, of hersteld
sangers dideoxy sequencing
nu niet meer gebruikt, nog wel weten. gebruik chain terminators (hebben 3’H ipv 3’OH einde, geen verlenging strand mogelijk). Met veel dNTP en weinig ddATP. 4 keer herhalen voor elke nucleotide. CCAT primer bepaalt begin van reactie. Radioactief gelabeld en met elecrophoresis gescheiden geeft volgorde.
lastiger voor grote fragmenten
Manuele sequencing methoden –
radioactief, fluorescent 4 lanes, fluorescent 1 lane, capillary (1-96 wells)
Genome sequencing
door middel van artificial chromosomes, die in stukjes clonen en dan proberen te binden aan genoom omdat het uiteindelijk wel plakt.
Parallel sequencing
in een picoliter op mocroscopic beads - verschillende soorten, ook next generation sequencing genoemd
Pyrosequencing
DNA sequence is fixed op een grid. incorporation van dNTP die een PPi afstaat wat omgezet kan worden in ATP mbv suylfurylase. Dit is verbruikt door luciferase, straalt zo licht uit. geeft een pyrogram – hogere amplitude laat zien waar base zit die je wilt meten (een per keer). apyrase vernielt unincorporated dNTPs
Ion torrent sequencing
nucleotide bindt waarbij PP vrijkomt en een H+, dit geeft een pH verandering die gemeten kan worden. Te veel nucleotiden dan verschil pH niet meer te meten is limitatie
minION
soort usb, in laptop te pluggen
PCR
verhitten tot 95 denatureert, fragmentlengte bepaald door zelfgemaakte primers die hechten bij 50-55 graden, vervolgens DNA vermeerderd door toevoegen dATP, dGTP, dCTP, dTTP bij 72 graden. Pas na 3 cycles heb je goede lengte, de originele template zal ook altijd blijven bestaan. Sensitive en fast, maar fragment length is kort en homologous DNA sequences bestaan.
RT PCR
reverse transcriptase erbij en dNTP erbij, ds mRNA-DNA gemaakt, tweede primer maakt ds cDNA er van. Ook kennis vereist over homoloog DNA en aminovolgorde. Is ook sensitive en fast, maar 5’end race for ful length en gene families
VNTR
variable number tandem repeat) is een reeks van 10 tot 100 opeenvolgende genetische herhalingen van een genetische sequentie zoals CAG
SNP
single-nucleotide polymorphism
substitution of a single nucleotide at a specific position in the genome that is present in a sufficiently large fraction of considered population
Hoeveel procent van menselijk DNA codeert voor eiwitten:
2 %
Doel databanken:
*vergelijken onbekend
*Identificatie
*Chromosome structure / synteny
*Intron / exon boundaries
*Phylogeny
DNA regio’s van 5’naar 3’
Begint aan 5’ metupstream regulatory region, promotor (CAAT en TATA (enige promotor element voor TATA binding protein)). Untranslated region na transcription start ligt nog oor de initiator codon (AUG), stopt bij terminator codon (UGA, UAA, UAG), daarna nog signaal voor 3’end trimming en polyA
Intron opbouw -
meestal beginnend met GU en eindigend met AG, is een essentiele A in het middel
hoeveel procent van genen hebben alternatieve splicing
35%
Homolog
descent from same ancestor DNA, separated by speciation (see ortholog) or genetic duplication (see paralog).
Ortholog
in different species from a common ancestral gene by speciation, still same function. givesreliable prediction of gene function in newly sequenced genomes.
Paralog
related by duplication within a genome. New function
Orthologs vs paralogs
Orthologs retain the same function in the course of evolution, whereas
paralogs evolve new functions, even if these are related to the original one
Synteny
the preserved order of genes between related organisms.
*rearrange is geen probleem, geen effect
* generally preserved between tightly related species.
Conservation of the order of a cluster of genes suggests a
functional relation.
BLASTP
basic local alignment of sequences tool; finding similar proteins using databank analysis. Handig voor alignment trees
Ka
non-synonymous substitution ratio (base change leads to different amino acid)
Ks
synonymous substitution ratio (base change leads to same amino acid)
Ka/Ks<1 meaning
no selection
Ka/Ks>1 meaning
strong selection
Microarray expression
aankleuren genen die tot expressie zijn mbv fluorophores (rood en groen) voor 2 specifieke condities en gewassen over microarray
mRNA bindt DNA, wassen, scannen
Mrcroarray vs RNA seq –
microarrays alleen te zien bij veel meer expressie en voorafkennis nodig van alternative splicing. Sommige dingen niet mogelijk met microarray bv; onderscheid mature RNA vna unspliced, strandedness, single cell analysis. Bij RNA seq fuzzy, wel minder error, geen cross hybridization.
Proteomics vroeger
gesorteerd op grootte en zuurgraad.
MS-
knippen na bepaald aminozuur, peptidemix geladen door ionen, delen van proteine gesorteerd naar mass to charge ratio, gebaseerd op time of flight
MS/MS –
zelfde als ms maar na mass filter is alleen precursor ion selection gemaakt. Dit gaat door inert gas, door tweede analyzer en komt op de detector. Ook mass to charge ratio gesorteerd, gebaseerd op time of flight
METABOLOMICS??
??
Differential gene expression
change in read counts or expression levels
door fosforylatie
mRNA
code protein
rRNA
ribosomaal voor catalyseren proteine synthese
tRNA
transfer, adaptor tussen mRNA en aminozuur
telomerase RNA
template voor telomerase aan einde chromosoom
snRNA
in combinatie met protein voor splicing
snoRNA
nucleolar – to modify rRNA
hoeveel producten kunnen gemaakt worden van een RNA strand
RNA polymerase dupliceert maar een van twee strands, daarom kunnen twee verschhillende producten afgeschreve worden van een streng RNA
Soorten RNA polymerase
- 1 – maakt rRNA
- 2 – protein coding genes
- 3 - maakt tRNA en snRNA NALEZEN
Verschil prokaryoot en eukaryoot mRNA –
- prokaryoot codeert voor meerdere proteins (polycistronic)
- Eukaryoot worden introns uitgehaald, RNA krijgt 5’GPPP cap en poly A tail
Splicing mechanisme –
herkenning splice site aan intron, folding secundaire structuur door fosfodiester binding (in exon?) waarbij OH gevormd wordt aan 5. Een 5’- 2’ ontstaat in intron, en een reactieve OH blijft over aan 5’ einde, reageren, exonen komen samen. snRNA betrokken omdat ze binden aan pre mRNA waardoor evenwicht verstoord is. NALEZEN
RNA information flow
in prokaryoten in een compartiment, in eukaryoten in meerdere compartimenten zoals nucleus en cytosol
Capping waarbij en waarom
- In eukaryoot mRNA
- 5’cap van 7 methyl guanosine triphosphate
- Voorkomt dat RNA degradation
- Nodig voor transport uit nucleus en guidance naar ribosoom
stappen capping
RNA triphosphatase
guanylyltransferase
methyltransferase
Polyadenylation waar en waarom
- Alleen bij eukaryoot mRNA
- Voor nuclear export nodig
- Voorkomt afbraak
Polyadenylation stappen
- RNA polymerase, vaak AAUAAA, herkent
- Knipt RNA
- Poly A polymerase plakt de poly A staart. Geen template nodig!
Differential gene expression meten –
RNA blot maken door RNA extract, denatureren op elektroforese, blotten
Quantative RT-PCR of single gene
Less cycles gives more RNA, more cycles gives less RNA DIT NALEZEN
prokaryoot transcriptiefactoren
prokaryoten hebben een sigma factor (activator protein) die moet binden om te starten, bindt direct aan promotor.