Лекция_3_БИ_М_2014
.pdf
Центральная догма
Транскрипция 
трансляция
Ген (ДНК) |
мРНК, другие РНК |
Белок |
|
||
|
(транскрипты) |
|
Клетки экспрессируют различные гены в различных тканях и при разных условиях. Узнать бы какие!!!
Первый этап экспрессии – транскрипция, синтез транскриптов мРНК и других регуляторных РНК -
Две стратегии изучения биологических процессов
Изучение «под фонарем» |
Изучение на основе анализа полной |
|
биологической информации |
||
|
Новые экспериментально-аналитические области исследований
МЕТОДЫ:
ИНТЕГРАТИВНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ПОДХОДЫ: транскриптомика, протеомика, метаболомика, клеточная биология и др.
Один из основных предметов исследования: ТРАНСКРИПТОМЫ
Почему ТРАНСКРИПТОМЫ?!!!
Изучать проще, чем геном (меньший размер и сложность)
Изучать проще, чем протеом (есть высокоразрешающие методы)
Транскрипты – функциональная часть генома (часто гены, которые кодируют белки)
Исходя из задач биотехнологии:
•изучить координированную работу молекулярных партнеров, вовлеченных в отдельный метаболический или биохимический процесс (метаболическая инженерия)
•найти новые гены
•найти новые регуляторы
Методы изучения транскриптомов
Метод |
Преимущества |
Микрочипы |
Большой объем |
|
информации |
SAGE (serial |
Идентификация |
analysis of gene |
коротких |
последовательностей |
|
expression) |
кДНК, не |
|
соответствующих |
SSH |
известным генам |
Обогащение кДНК |
|
(супрессионна |
дифференциально |
я вычитающая |
экспрессирующимися |
гибридизация) |
последовательностям |
RT-PCR |
Количественная оценка |
|
уровня экспрессии генов |
Методы изучения транскриптов
Метод |
Преимущества Ограничения |
Масштабное
параллельное
секвенирование
Большой объем информации, временные и материальные затраты, геномные данные не требуются
Трудоемкая процедура сборки и анализа результатов
Этапы работы по изучению транскриптомов
мРНК 
кДНК 
Библиотеки
Короткие |
Контиги |
Анализ контигов |
прочтения |
|
(уровень |
|
|
экспрессии) |
Анализ контигов |
Выбор |
RT-PCR |
(поиск гомологов, |
транскриптов |
|
GO) |
|
|
Работа экспериментаторов (биотехнологов)
и
аналитиков (биоинформатики)
– взаимна!!
Объем транскриптомных данных для одного орагнизма:
Небольшой пример
§Исследовали транскриптом растения с целью определения генов, ответственных за устойчивость к вредителю
§В результате для анализа получено 98 млн. букв (58 млн. – без стрессового фактора; 40 млн. – при
воздействии).
§Геном растения неизвестен.
§Нужно собрать транскрипты растения без стресса и при стрессе.
§Нужно сравнить транскрипты двух образцов и
выяснить какие гены экспрессируются в ответ на
действия стрессового фактора.
Небольшой пример
§Собрано 11732 транскриптов (при стрессе) и 11336 транскриптов (без стресса)