Bai giang tin sinh hoc 6

Giới thiệu môn học
1
PHÂN TÍCH TRÌNH TỰ SINH HỌC BẰNG DOTLOT-XÂY DỰNG BẢN ĐỒ ENZYME
MỤC TIÊU BÀI HỌC
Xây dựng ma trận N hàng và M cột của hai trình tự


Xác định trình tự chèn, xóa đảo


Xây dựng bảo đồ cắt giới hạn enzyme của các DNA
Giới thiệu môn học
2
Đột biến gen

Đột biến gen là những biến đổi trong số lượng, thành phần, trật tự các cặp nuclêôtít, xảy ra tại một điểm nào đó trên phân tử ADN. Mỗi biến đổi ở một cặp nuclêôtít nào đó sẽ gây một đột biến gen. Các dạng đột biến gen thường gặp là:
Mất một cặp nuclêôtít
Thêm một cặp nuclêôtít
Thay thế một cặp nuclêôtít
Đảo vị trí một cặp nuclêôtít
Giới thiệu môn học
3
Nguyên nhân phát sinh đột biến gen
Vai trò của đột biến gen: Sự biến đổi cấu trúc phân tử của gen có thể dẫn đến biến đổi cấu trúc của loại prôtêin mà nó mã hóa, cuối cùng có thể dẫn đến biến đổi ở kiểu hình.


Các đột biến gen biểu hiện ra kiểu hình ở từng cá thể riêng lẻ, không tuơng ứng với điều kiện sống, thường là đột biến lặn và có hại cho bản thân
Giới thiệu môn học
4
Khoảng trống (gap)
Trong trường hợp chung, các chuỗi được ghi lên kế nhau không có khoảng trống (gap) chèn vào, ví dụ chuỗi AAAGTCTGAC, đi từ đầu 5` đến 3` tính từ trái sang phải. Nếu có khoảng trống, người ta dùng kí hiệu gạch ngang (-) để làm đại diện, ví dụ ATC-G--C. Bất cứ chuỗi kí tự nào của các nucleotide mà dài hơn 4 đều có thể gọi là trình tự ADN.
Mặt khác, tùy vào chức năng sinh học, và ngữ cảnh, mà một trình tự có thể mang mang mã hoặc không mang mã (noncoding DNA). Các trình tự DNA cũng có thể chứ "ADN rác" (junk DNA).
Giới thiệu môn học
5
I
ADN
mARN
pôlipeptit
Các dạng đột biến
HẬU QUẢ VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐỘT BIẾN GEN:
Hậu quả của đột biến gen
▪ Biến đổi trong cấu trúc của gen
→
→
biến đổi trong cấu trúc của mARN
biến đổi trong cấu trúc của protein tương ứng -> thay đổi đột ngột về một hoặc một số tính trạng của cơ thể
2/ Vai trò và ý nghĩa của đột biến gen
Một số đột biến có lợi hay trung tính được xem là nguồn nguyên liệu chủ yếu trong tiến hóa và chọn giống
ĐBG làm biến đổi tính trạng cơ thể
Biểu hiện thành 1 biến đổi đột ngột, gián đoạn về 1 hoặc một số tính trạng nào đó, trên một hoặc một số ít cá thể trong quần thể.
Một số thể đột biến gen
Nguyên tắc dotlot
Nguyên tắc dotlot xây dựng một ma trận điểm gồm N hàng và M cột với N chiều dài của trình tự thứ nhất
M là chiều dài của trình tự thứ 2
Ta gióng các hàng và cột giữa các trình tự nucleotide nếu trùng nhau thì đánh dấu (X)


Giới thiệu môn học
10
Qui tắc trong ma trận điểm
Giới thiệu môn học
11
Công cụ phân tích ma trận điểm
Giới thiệu môn học
12
Kết quả phân tích ma trận điểm
Giới thiệu môn học
13
ví dụ: S1: ATTCCGGTACGT
S2: ATTCCGGTACGTA
Kết quả phân tích ma trận điểm
Giới thiệu môn học
14
SỬ DỤNG BLAST TRONG PHÂN TÍCH CÁC ĐỘT BIẾN
Chèn một đoạn gen là thêm vào một hoặc nhiều cặp nucleotide tới trình tự DNA

CHÈN NUCLEOTIDE
S1: ATTCCGGTGCGT
S2: ATTGCGGTACGA
Giới thiệu môn học
15
Phân tích trình tự xóa
Giới thiệu môn học
16
Xóa hay loại bỏ một hoặc nhiều cặp nucleotide từ trình tự DNA

Xóa nucleotide
S1: ATTCCGGTACGT TGCCCC
S2: ATTCAAAGGTACGTTGCCCC
Xóa đoạn nucleotide
Giới thiệu môn học
17
Kết quả phân tích dotplot bằng blast
Giới thiệu môn học
18
Phân tích trình tự đảo

S1: AGCCTTAATTGGGGGGGTA
S2: AGCGGGGGGGTTAATTCTA

Giới thiệu môn học
19
Kết quả phân tích trình tự đảo
Giới thiệu môn học
20
Trình tự lặp lại ngẫu nhiên
Một trong những đột biến trong quá trình sao chép DNA
Lập lại hai hay nhiều bản copy nucleotide của một DNA khuôn mẫu





DNA Polymerase
Ví dụ 1: S1: GACGATGAAC

S1: GACGATGAAC
Tại sao trình tự này lại quan trọng?
Trình tự ngẫu nhiên có thể có những chức năng di truyền
Vài trình tự ngẫu nhiên lặp lại thì liên quan tới bệnh
- Thần kinh chậm phát triển
- Bệnh Hungtington
Đóng góp 10% của bộ gen người
Số lượng những copy trong trình tự ngẫu nhiên có sự đa dạng trong quần thể này
Giới thiệu môn học
22
Phân tích trình tự Palindromes
5’
5’
3’
3’
Kết quả phân tích trình tự palindrome
Giới thiệu môn học
24
Xây dựng bản đồ enzyme cắt giới hạn
Giới thiệu môn học
25
Mục đích, nguyên tắc

Enzyme cắt giới hạn (Restriction enzyme) là enzyme của vi khuẩn, có chức năng cắt DNA ở những vị trí cắt chuyên biệt. Những vị trí cắt chuyên biệt này được gọi là vị trí cắt giới hạn.

Trong tế bào vi khuẩn, enzyme cắt giới hạn có chức năng bảo vệ tế bào vi khuẩn khỏi sự xâm nhập của những DNA lạ chẳng hạn như DNA của thực khuẩn thể. Trong kỹ thuật di truyền, enzyme cắt giới hạn là một công cụ hữu hiệu dùng để dòng hoá gen. 

Giới thiệu môn học
26
Enzyme cắt giới hạn có thể cắt được DNA
Enzyme tìm được những vị trí đặc biệt của DNA
Thực hiện cắt đặc hiệu

Bản đồ enzyme cắt giới hạn
Bản đồ enzyme cắt giới hạn
Bản đồ enzyme cắt giới hạn là bản đồ các vị trí cắt giới han trên toàn bộ bộ gen.


Trong phân tích gen, đặc biệt là kỹ thuật gen, việc thiết lập bản đồ enzyme cắt giới hạn là rất cần thiết giúp người sữ dụng nắm vững được các vị trí cắt giới hạn có trên gen, giúp chọn enzyme cắt giới hạn hợp lý cho mục đích sử dụng
Giới thiệu môn học
28
Bản đồ enzyme cắt giới hạn
Dán các đoan
Giới thiệu môn học
31
Dán các đoan
Hae III
HaeIII tìm bốn trình tự của base
của DNA




Trường hơp 1:
Hae III Hae III
5’ TGACGGGGCCGTTCGAGGCCAG 3’
3’ ACTGCCCCGGCAAGCTCCGGTC 5’
Vết cắt đầu bằng của Hae III “blunt ends”

5’ TGACGGGG CCGTTCGAGG CCAG 3’
3’ ACTGCCCC GGCAAGGTCC GGTC 5’
’
Vết cắt đầu bằng của EcoRI “blunt ends”
DNA Cloning II
DNA cloning, III
DNA Cloning, IV
DNA Cloning, V
Phần mềm DNA club
Danh sách và trình tự cắt giới hạn của các enzyme cắt giới hạn thường sử dụng trong kỹ thuật gen được liệt kê và lưu trử trong phần mềm sử dụng. Trên cơ sở đó, khi người sử dụng kích hoạt chức năng thành lập bản đồ enzyme cắt giới hạn, phần mềm chức năng sẽ dò tìm trên toàn bộ bộ gen các trình tự cắt giới hạn đã được liệt kê và cuối cùng thống kê kết quả trên cửa sổ hoạt động của chương trình.
Bên cạnh đó, sau khi tìm kiếm và liệt kê danh sách các enzyme cắt giới hạn có vị trí cắt trên trình tự DNA nghiên cứu. Một số phần mềm còn cho phép thiết lập bản đồ cắt giới hạn của bộ gen quan tâm.


Giới thiệu môn học
39
SỬ DỤNG DNA CLUB
Giới thiệu môn học
40
Thiết lập bản đồ giới hạn
Giới thiệu môn học
41
Kết quả bản đồ enzyme cắt giới hạn
Giới thiệu môn học
42
Các đường link tài liệu
http://www.mediafire.com/?m24y0nijdzj
Giới thiệu môn học
43