Biblioteka genomowa
Przeczytaj także...
Kosmidy – sztucznie wytworzone wektory używane w inżynierii genetycznej. Kosmidy tworzy się łącząc plazmidy z sekwencją cos bakteriofaga lambda. Dzięki temu tego rodzaju wektor zyskuje właściwości charakterystyczne zarówno dla plazmidu jak i dla faga. Dzięki sekwencji cos kosmidy przyjmują formę kolistą i replikują się jak plazmidy. Zreplikowane kosmidy są pakowane w kapsydy faga lambda. W zainfekowanej komórce bakterii kosmid namnaża się, jednak w przeciwieństwie do faga nie niszczy jej. Replikacja kosmidów jest bardziej czasochłonna niż replikacja plazmidów (ze względu na duże rozmiary wprowadzonego obcego DNA), a liczba kopii kosmidów jest niższa niż plazmidów w danej komórce. Dzięki kosmidom możliwe jest klonowanie długich fragmentów DNA (do około 45 kb), na co nie pozwala użycie plazmidów. Opracowano także wektory PAC, będące bardziej rozbudowaną wersją kosmidów, dzięki czemu pojemność wektora wzrasta do 110 kb.Plazmid – cząsteczka pozachromosomowego DNA występująca w cytoplazmie komórki, zdolna do autonomicznej (niezależnej) replikacji. Termin "plazmid" został po raz pierwszy zaproponowany przez prof. Joshua Lederberga w 1952r. jako genetyczna nazwa wszystkich znanych (w tamtym czasie) "pozachromosowych cząstek genetycznych", a w praktyce zaczął funkcjonować dopiero 8 lat później. Plazmidy występują przede wszystkim u prokariotów, ale znane są także plazmidy występujące u eukariotów. Zazwyczaj plazmidy nie niosą genów metabolizmu podstawowego, a więc nie są komórce niezbędne do przeżycia. Mogą jednak kodować produkty potrzebne w pewnych specyficznych warunkach, na przykład geny oporności na antybiotyki lub umożliwiające rozkład i asymilację różnych związków odżywczych. Plazmidy mogą być przekazywane pomiędzy komórkami bakteryjnymi w czasie podziału komórki lub poprzez horyzontalny transfer genów np. w procesie koniugacji, transdukcji i transformacji.
Enzymy restrykcyjne, inaczej restryktazy – enzymy z grupy endonukleaz przecinające nić DNA w miejscu wyznaczanym przez specyficzną sekwencję DNA. Rozpoznawana sekwencja z reguły ma charakter symetryczny o długości od 4 do 8 par zasad (pz), choć zdarzają się częste wyjątki. Restryktazy wraz z metylazami DNA stanowią system restrykcji i modyfikacji DNA, który w organizmach prokariotycznych stanowi mechanizm obronny zapobiegający włączeniu DNA bakteriofaga do genomu bakterii. Niespecyficzność enzymów restrykcyjnych w niektórych warunkach nazywa się aktywnością star.
Kosmidy – sztucznie wytworzone wektory używane w inżynierii genetycznej. Kosmidy tworzy się łącząc plazmidy z sekwencją cos bakteriofaga lambda. Dzięki temu tego rodzaju wektor zyskuje właściwości charakterystyczne zarówno dla plazmidu jak i dla faga. Dzięki sekwencji cos kosmidy przyjmują formę kolistą i replikują się jak plazmidy. Zreplikowane kosmidy są pakowane w kapsydy faga lambda. W zainfekowanej komórce bakterii kosmid namnaża się, jednak w przeciwieństwie do faga nie niszczy jej. Replikacja kosmidów jest bardziej czasochłonna niż replikacja plazmidów (ze względu na duże rozmiary wprowadzonego obcego DNA), a liczba kopii kosmidów jest niższa niż plazmidów w danej komórce. Dzięki kosmidom możliwe jest klonowanie długich fragmentów DNA (do około 45 kb), na co nie pozwala użycie plazmidów. Opracowano także wektory PAC, będące bardziej rozbudowaną wersją kosmidów, dzięki czemu pojemność wektora wzrasta do 110 kb.Plazmid – cząsteczka pozachromosomowego DNA występująca w cytoplazmie komórki, zdolna do autonomicznej (niezależnej) replikacji. Termin "plazmid" został po raz pierwszy zaproponowany przez prof. Joshua Lederberga w 1952r. jako genetyczna nazwa wszystkich znanych (w tamtym czasie) "pozachromosowych cząstek genetycznych", a w praktyce zaczął funkcjonować dopiero 8 lat później. Plazmidy występują przede wszystkim u prokariotów, ale znane są także plazmidy występujące u eukariotów. Zazwyczaj plazmidy nie niosą genów metabolizmu podstawowego, a więc nie są komórce niezbędne do przeżycia. Mogą jednak kodować produkty potrzebne w pewnych specyficznych warunkach, na przykład geny oporności na antybiotyki lub umożliwiające rozkład i asymilację różnych związków odżywczych. Plazmidy mogą być przekazywane pomiędzy komórkami bakteryjnymi w czasie podziału komórki lub poprzez horyzontalny transfer genów np. w procesie koniugacji, transdukcji i transformacji.
Enzymy restrykcyjne, inaczej restryktazy – enzymy z grupy endonukleaz przecinające nić DNA w miejscu wyznaczanym przez specyficzną sekwencję DNA. Rozpoznawana sekwencja z reguły ma charakter symetryczny o długości od 4 do 8 par zasad (pz), choć zdarzają się częste wyjątki. Restryktazy wraz z metylazami DNA stanowią system restrykcji i modyfikacji DNA, który w organizmach prokariotycznych stanowi mechanizm obronny zapobiegający włączeniu DNA bakteriofaga do genomu bakterii. Niespecyficzność enzymów restrykcyjnych w niektórych warunkach nazywa się aktywnością star.
Biblioteka genomowa (też: bank genów, bank genomowy) – to kolekcja klonów (zazwyczaj bakterii), która jako całość zawiera co najmniej jedną kopię każdej sekwencji DNA obecnej w genomie organizmu, którego bibliotekę genomową utworzono.
Powstaje przez pocięcie całego genomu danego organizmu enzymami restrykcyjnymi, a następnie połączenie powstałych w ten sposób fragmentów DNA z wektorami (np. plazmidami lub kosmidami), tak że każdy wektor zawiera jeden, losowo wybrany fragment. Wektory te następnie wprowadza się do komórek bakteryjnych (np. bakterii Escherichia coli) – każda bakteria pobiera jeden wektor, a więc zawiera jeden fragment oryginalnego genomu. Taka bakteria, namnażając się, tworzy klon bakteryjny zawierający ten fragment. Tylko niektóre klony zawierają geny, część zawiera tylko fragmenty genów, większość sekwencje niekodujące. Fragmenty DNA niesione przez dwa klony mogą nakładać się na siebie, gdyż powstały przez losowe cięcie wielu kopii oryginalnego genomu. Biblioteka genomowa powinna być odpowiednio duża, aby prawdopodobieństwo, że każdy fragment oryginalnego genomu jest w niej obecny, wynosiło co najmniej 99%.
Gen (gr. γένος – ród, pochodzenie) – podstawowa jednostka dziedziczności determinująca powstanie jednej cząsteczki białka lub kwasu rybonukleinowego zapisana w sekwencji nukleotydów kwasu deoksyrybonukleinowego.Para zasad (pz lub bp z (ang.) base pair) - w biologii molekularnej - komplementarne, połączone wiązaniami wodorowymi zasady azotowe nukleotydów dwóch różnych nici kwasu nukleinowego. W parach zasad podaje się długość cząsteczek DNA.
W zależności od zastosowanego systemu wektorowego banki genów mogą być różnej wielkości. Na wielkość banku wpływa pojemność klonująca systemu wektorowego. Bank jest tym większy im bardziej skomplikowany jest organizm. Jest on konstruowany w sposób dość przypadkowy.
Wzór Clarka–Carbona wykorzystywany do określenia liczby koniecznych (wymaganych) rekombinantów (klonów):
Genom – materiał genetyczny zawarty w podstawowym (haploidalnym) zespole chromosomów. Termin mylony jest z genotypem, czyli całością informacji genetycznej zawartej w chromosomach organizmu.Bakterie (łac. bacteria, od gr. bakterion – pałeczka) – grupa mikroorganizmów, stanowiących osobne królestwo. Są to jednokomórkowce lub zespoły komórek o budowie prokariotycznej. Badaniem bakterii zajmuje się bakteriologia, gałąź mikrobiologii.
![{\displaystyle N={\frac {\ln(1-P)}{\ln \left[1-\left({\frac {L-x}{M}}\right)\right]}},}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/4febef27a16f0e6e5ebbdec03656bd89252ee208)
gdzie:
Wektor genetyczny – wykorzystywana powszechnie w inżynierii genetycznej, niewielka cząsteczka DNA (taka jak plazmid czy DNA wirusów), służąca wprowadzeniu żądanej sekwencji DNA do komórki. Stosując odpowiednie wektory można spowodować wydajną ekspresję genów w nich zawartych (wektory ekspresyjne) lub integrację sekwencji przenoszonej na wektorze do genomu biorcy (np. wektory retrowirusowe), jak również przeprowadzić klonowanie genu (wektor klonujący). Takie wektory służą do wprowadzania obcego DNA do komórek i utrzymywania go w kolejnych podziałach komórkowych. Istnieją także wektory bifunkcjonalne (wahadłowe), które mogą egzystować w co najmniej dwóch odmiennych organizmach (np: w drożdżach i bakteriach).Klony – zbiór komórek lub organizmów będących swoimi wiernymi kopiami genetycznymi (innymi słowy: mającymi identyczny genotyp). Klony komórek powstają przez podział mitotyczny lub podział prosty (bakterie) jednej komórki (zobacz szczep monokloniczny), a organizmu w wyniku rozmnażania bezpłciowego z jednego organizmu macierzystego.
– liczba wymaganych klonów,
– prawdopodobieństwo z jakim jesteśmy w stanie znaleźć w danym banku dany gen,
– długość klonowanego fragmentu,
– wielkość szukanego genu,
– wielkość genomu.
Rodzaje bibliotek genomowych[ | edytuj kod]
- Biblioteki plazmidowe: pojemność 10 kb
- Biblioteki fagowe: pojemność 23 kb
- Biblioteki kosmidowe: pojemnść 45 kb
- Biblioteki YAC (Yeast artificial chromosome): pojemność 1000 kb
- Biblioteki BAC (ang. bacterial artificial chromosome – sztuczny chromosom bakteryjny): pojemność 100–300 kb
Przypisy[ | edytuj kod]
- Neil Campbell, Biologia, Dom Wydawniczy REBIS, 2012, s. 401.
Kwas deoksyrybonukleinowy (dawn. kwas dezoksyrybonukleinowy; akronim: DNA, z ang. deoxyribonucleic acid) – wielkocząsteczkowy organiczny związek chemiczny należący do kwasów nukleinowych. U eukariontów zlokalizowany jest przede wszystkim w jądrach komórek, u prokariontów bezpośrednio w cytoplazmie, natomiast u wirusów w kapsydach. Pełni rolę nośnika informacji genetycznej organizmów żywych.Bakteriofag, fag – wirus atakujący bakterie. Przeważnie dany bakteriofag zdolny jest do infekcji tylko jednego gatunku (a czasem tylko szczepu) bakterii. Mogą przybierać kształty złożone (buławkowate), pałeczkowate lub wielościenne.
Warto wiedzieć że... beta
Pałeczka okrężnicy (łac. Escherichia coli) – Gram-ujemna względnie beztlenowa bakteria należąca do rodziny Enterobacteriaceae. Wchodzi w skład fizjologicznej flory bakteryjnej jelita grubego człowieka oraz zwierząt stałocieplnych. W jelicie ta symbiotyczna bakteria spełnia pożyteczną rolę, uczestnicząc w rozkładzie pokarmu, a także przyczyniając się do produkcji witamin z grupy B i K. Pałeczka okrężnicy w określonych warunkach wykazuje chorobotwórczość dla człowieka, wywołując głównie schorzenia: układu pokarmowego i moczowego.
Nazwa bakterii pochodzi od nazwiska jej odkrywcy, austriackiego pediatry i bakteriologa Theodora Eschericha.