Podstawy biologii molekularnej

Lizabeth A. Allison

Uzyskaj dostęp

Zakup książkę

ISBN/ISSN:

978-83-235-3779-3

DOI:

https://doi.org/10.31338/uw.9788323537793

Wydawnictwo:

Uniwersytet Warszawski

Rok wydania:

2009

Liczba stron:

759

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Bibliografia:

Allison, Lizabeth A.. Podstawy biologii molekularnej. Red. Szweykowska-Kulińska, Zofia; Jarmołowski, Artur . Warszawa: Uniwersytet Warszawski, 2009, 759 s. ISBN 978-83-235-3779-3, doi: https://doi.org/10.31338/uw.9788323537793

Bibliografia refWorks:

RT Book, Whole

SR Electronic(1)

A1 Allison, L.A.

A2 Szweykowska-Kulińska, Z.

A2 Jarmołowski, A.

T1 Podstawy biologii molekularnej

PB Uniwersytet Warszawski

PP Warszawa

YR 2009

SN 978-83-235-3779-3

DOI https://doi.org/10.31338/uw.9788323537793

Bibliografia BibTex:

@Book{ 243685, author = "Allison, Lizabeth A.", editor = "Szweykowska-Kulińska, Zofia and Jarmołowski, Artur", title = "Podstawy biologii molekularnej", publisher = "Uniwersytet Warszawski", year = "2009", address = "Warszawa", isbn = "978-83-235-3779-3", doi = "https://doi.org/10.31338/uw.9788323537793" }

Bibliografia endNote:

TY - BOOK

AU - Allison, Lizabeth A.

ED - Szweykowska-Kulińska, Zofia

ED - Jarmołowski, Artur

TI - Podstawy biologii molekularnej

PB - Uniwersytet Warszawski

CY - Warszawa

PY - 2009

SN - 978-83-235-3779-3

ER -

DOI - https://doi.org/10.31338/uw.9788323537793

Netografia (standard APA):

Allison, Lizabeth A.. Red. Szweykowska-Kulińska, Zofia; Jarmołowski, Artur. Podstawy biologii molekularnej [baza danych online] Warszawa: Uniwersytet Warszawski, 2009 [dostęp: 21 05 2024]. Dostęp w Ibuk Libra: https://libra.ibuk.pl/reader/podstawy-biologii-molekularnej-lizabeth-a-allison-243685. doi: https://doi.org/10.31338/uw.9788323537793

biologia molekularna, medycyna, DNA, genetyka, RNA, gen, białko, medicine, genom, dziedziczenie, gene, genomes, genetics, molecular biology, protein, inheritance

Obszerny, a zarazem lapidarny w ujęciu poszczególnych zagadnień podręcznik biologii (genetyki) molekularnej. Wyjątkowy wśród innych tego typu pozycji, bo nie tylko prezentuje fakty, ale też stawia pytania badawcze i opisuje eksperymentalne podejśc...

Więcej

ISBN/ISSN:

978-83-235-3779-3

DOI:

https://doi.org/10.31338/uw.9788323537793

Wydawnictwo:

Uniwersytet Warszawski

Rok wydania:

2009

Liczba stron:

759

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

1 Wprowadzenie do biologii molekularnej1
1.1 Wstęp1
1.2 Perspektywa historyczna1
Zasady dziedziczenia na podstawie analiz okrągłych i pomarszczonych ziaren grochu: genetyka mendlowska2
Natura materiału dziedzicznego: doświadczenie Fredericka Griffitha5
Pomysłowość w podejściu eksperymentalnym doprowadza do sformułowania hipotezy jeden gen–jeden enzym7
Waga postępu technologicznego: doświadczenie Hersheya–Chase7
Model budowy DNA: dwuniciowa helisa DNA9
Podsumowanie rozdziału10
Pytania kontrolne10
Literatura uzupełniająca11
2 Budowa DNA13
2.1 Wstęp13
2.2 Podstawowy budulec: składniki kwasów nukleinowych14
Pięciowęglowe cukry14
Grupy fosforanowe15
Zasady azotowe15
Nukleozydy i nukleotydy16
2.3 Znaczenie końców 5′ i 3′17
2.4 Nazewnictwo nukleotydów17
2.5 Długość RNA i DNA18
2.6 Struktura drugorzędowa DNA18
Między zasadami powstają wiązania wodorowe18
Oddziaływania warstwowe stabilizują dwuniciową helisę DNA18
Model dwuniciowej helisy Watsona–Cricka20
Cechy charakterystyczne różnych form strukturalnych dwuniciowej helisy DNA22
Dwuniciowa cząsteczka DNA może podlegać odwracalnemu rozpleceniu do pojedynczych nici24
2.7 Nietypowe struktury drugorzędowe DNA26
Struktury zawierające wybrzuszenia26
Choroby. Ramka 2.1. Ataksja Friedreicha a trójniciowa helisa DNA27
Struktury krzyżowe27
Trójniciowa helisa DNA28
2.8 Trzeciorzędowa struktura DNA29
Superhelikalne formy DNA30
Topoizomerazy odpowiadają za relaksację struktur superhelikalnych DNA31
Choroby. Ramka 2.2. Leki przeciwnowotworowe a topoizomerazy33
Znaczenie obecności struktur superhelikalnych in vivo33
Podsumowanie rozdziału34
Literatura uzupełniająca35
Pytania kontrolne35
3 Organizacja genomu: od nukleotydów do chromatyny37
3.1 Wstęp37
3.2 Genom eukariotyczny38
Budowa chromatyny: perspektywa historyczna38
Histony39
Nukleosomy39
Paciorki nanizane na sznurek: chromatyna (włókno) 10 nm41
Chromatyna (włókno) 30 nm42
Wypętlenia tworzące domeny42
Chromosomy metafazowe43
3.3 Genom bakteryjny44
Alternatywne struktury chromatyny44
3.4 Plazmidy45
3.5 Bakteriofagi i wirusy DNA ssaków45
Bakteriofagi46
Wirusy DNA ssaków46
3.6 Genomy organellowe: chloroplasty i mitochondria47
DNA chloroplastów (cpDNA)47
3.7 Genomy zbudowane z RNA48
Choroby. Ramka 3.1. DNA mitochondrialny a choroby48
DNA mitochondriów (mtDNA)48
Eukariotyczne wirusy RNA48
Choroby. Ramka 3.2. Ptasia grypa50
Retrowirusy50
Inne patogeny towarzyszące wirusom51
Podsumowanie rozdziału51
Wiroidy51
Literatura uzupełniająca52
Pytania kontrolne52
4 RNA – cząsteczka o wielu funkcjach54
4.1 Wstęp54
4.2 Struktura drugorzędowa RNA55
Motywy struktury drugorzędowej RNA55
Dwuniciowy RNA przyjmuje formę helisy typu A56
Helisy RNA często zawierają nietypowe pary zasad56
4.3 Struktura trzeciorzędowa RNA57
Struktura tRNA: cząsteczka ważna w poznaniu podstawowych motywów strukturalnych RNA58
Najczęstsze motywy struktury trzeciorzędowej RNA60
4.4 Kinetyka zwijania RNA65
4.5 Cząsteczki RNA biorą udział w różnorodnych procesach komórkowych67
4.6 Perspektywa historyczna: odkrycie właściwości katalitycznych RNA69
Warto wiedzieć. Ramka 4.1. Świat RNA70
Intron grupy I z Tetrahymena jest rybozymem72
RNaza P jest rybozymem72
4.7 Rybozymy katalizują szereg reakcji chemicznych73
Sposób działania rybozymu73
Duże rybozymy75
Małe rybozymy75
Literatura uzupełniająca77
Podsumowanie rozdziału77
Pytania kontrolne77
5 Od genu do białka79
5.1 Wstęp79
5.2 Podstawowy dogmat biologii molekularnej80
5.3 Kod genetyczny80
Tłumaczenie kodu genetycznego81
21. i 22. aminokwas są kodowane genetycznie82
Rola nukleotydów modyfikowanych w odczytywaniu mRNA82
5.4 Budowa białek85
Struktura pierwszorzędowa85
Implikacje dla biologów molekularnych różnego odczytywania kodonów u różnych organizmów87
Struktura drugorzędowa87
Struktura trzeciorzędowa87
Struktura czwartorzędowa91
Białka zawierają wiele domen funkcjonalnych92
Wielkość i złożoność białek92
5.5 Funkcje białek93
Enzymy są katalizatorami biologicznymi93
Przewidywanie struktury białek93
Regulacja aktywności przez modyfikacje potranslacyjne94
Regulacja allosteryczna aktywności białek95
Aktywacja kinaz zależnych od cyklin96
Kompleksy makromolekularne97
5.6 Prawidłowe i błędne zwijanie się białek98
Białka opiekuńcze99
Choroby związane z nieprawidłowym zwijaniem się białek100
Degradacja białek zależna od ubikwityny100
Podsumowanie rozdziału100
Choroby. Ramka 5.1. Priony102
Pytania kontrolne106
Literatura uzupełniająca107
6 Replikacja DNA i dobudowa telomerów108
6.1 Wstęp109
6.2 Perspektywa historyczna109
Jak odkryto sposób replikowania się DNA: doświadczenie Meselsona–Stahla111
Jak odkryto sposób replikowania się DNA: obraz replikującego się DNA bakteryjnego111
6.3 Synteza DNA przebiega w kierunku 5′ do 3′112
6.4 Enzymy katalizujące syntezę DNA nazywają się polimerazami DNA112
6.5 Jedna nić DNA jest replikowana w sposób ciągły, a druga nieciągły112
Synteza nici opóśnionej przebiega w sposób nieciągły115
Synteza nici wiodącej przebiega w sposób ciągły115
Warto wiedzieć. Ramka 6.1. Bakteryjne polimerazy DNA115
6.6 Replikacja jądrowego DNA w komórkach eukariotycznych117
Fabryki replikacyjne118
Tworzenie się kompleksów prereplikacyjnych w miejscach początku replikacji118
Usuwanie histonów w miejscach inicjacji replikacji118
Warto wiedzieć. Ramka 6.2. Nomenklatura genów związanych z replikacją DNA121
Pozwolenie na replikację: DNA replikuje się tylko raz w każdym cyklu komórkowym124
Rozplatanie dwuniciowej helisy DNA w widełkach replikacyjnych127
Inicjacja syntezy nici wiodącej i opóśnionej DNA poprzez startery RNA128
Wydłużanie nici wiodącej i opóśnionej129
Wymiana polimeraz DNA129
Aktywności korekcyjne130
Choroby. Ramka 6.1. Toczeń rumieniowaty układowy a białko PCNA130
Dojrzewanie nowo syntetyzowanych nici DNA130
6.7 Replikacja organellowego DNA134
Modele replikacji mtDNA134
Osadzanie histonów134
Terminacja134
Replikacja cpDNA135
6.8 Replikacja drogą toczącego się koła136
Choroby. Ramka 6.2. RNaza MRP a hipoplazja chrząstkowo-włosowa136
6.9 Dobudowa telomerów: rola telomerazy w replikacji DNA, procesach starzenia sięi powstawania nowotworów138
Rozwiązanie problemu replikacji końców liniowych cząsteczek DNA138
Telomery138
Dobudowa telomerów przez telomerazę139
Inne sposoby dobudowy telomerów142
Regulacja aktywności telomerazy142
Telomeraza, procesy starzenia się i nowotworzenia142
Choroby. Ramka 6.3. Dyskeratoza wrodzona: utrata aktywności telomerazy146
Podsumowanie rozdziału147
Literatura uzupełniająca149
Pytania kontrolne149
7 Naprawa DNA i rekombinacja152
7.1 Wstęp152
7.2 Rodzaje mutacji i ich konsekwencje fenotypowe153
Tranzycje i transwersje prowadzą do mutacji typu synonimowego, zmiany sensu i nonsensownego153
Insercje i delecje mogą powodować zmiany ramki odczytu155
Wydłużanie powtórzeń trójnukleotydowych jest powodem niestabilności genetycznej155
7.3 Zasadniczy podział uszkodzeń DNA156
Zaburzenia strukturalne156
Zmiany pojedynczych nukleotydów156
Odpowiedś komórkowa na uszkodzenie DNA158
Uszkodzenie szkieletu DNA158
7.4 Ominięcie uszkodzeń159
7.5 Bezpośrednia naprawa uszkodzeń DNA159
7.6 Naprawa zmiany nukleotydu lub zaburzeń strukturalnych w drodze usunięcia uszkodzenia159
Naprawa przez wycięcie zasady161
Naprawa błędnych sparowań163
Choroby. Ramka 7.1. Dziedziczny rak jelita grubego i odbytu bez polipowatości: uszkodzenie systemu naprawy błędnych sparowań165
7.7 Naprawa podwójnych pęknięć w DNA168
Naprawa przez wycięcie nukleotydów168
Rekombinacja homologiczna169
Choroby. Ramka 7.2. Skóra pergaminowata barwnikowa i pokrewne schorzenia: uszkodzenia w systemie naprawy przez wycięcie nukleotydów170
Choroby. Ramka 7.3. Zespoły dziedzicznego raka piersi: mutacje w genach BRCA1 i BRCA2173
¸ączenie niehomologicznych końców174
Podsumowanie rozdziału177
Literatura uzupełniająca178
Pytania kontrolne178
8 Technologia rekombinowanego DNA i klonowanie DNA180
8.1 Wstęp181
8.2 Perspektywa historyczna181
Bakteryjne systemy restrykcji–modyfikacji181
Obecność lepkich końców w DNA bakteriofaga lambda (λ)181
8.3 Rozcinanie i łączenie DNA184
Główne klasy endonukleaz restrykcyjnych184
Pierwsze doświadczenia klonowania DNA184
Warto wiedzieć. Ramka 8.1. Strach przed rekombinowanymi cząsteczkami DNA185
Nazewnictwo endonukleaz restrykcyjnych186
Sekwencje DNA rozpoznawane przez endonukleazy restrykcyjne klasy II186
8.4 Klonowanie DNA189
Ligaza DNA189
Warto wiedzieć. Ramka 8.2. EcoRI: zginanie i cięcie DNA190
Wektory DNA192
Wybór wektora zależy od długości klonowanego insertu i zastosowania193
Wektory plazmidowe195
Wektory oparte na DNA bakteriofaga lambda (λ)197
Narzędzia. Ramka 8.1. Chromatografia cieczowa199
Sztuczne chromosomy199
8.5 Konstrukcja bibliotek DNA202
Biblioteka genomowa202
DNA do klonowania może pochodzić z różnych metod izolacji202
8.6 Sondy203
Biblioteka cDNA203
Narzędzia. Ramka 8.2. Synteza komplementarnego DNA (cDNA)204
Narzędzia. Ramka 8.3. Reakcja łańcuchowa polimerazy (PCR)206
Narzędzia. Ramka 8.4. Metody izotopowego i nieizotopowego znakowania sondy208
Sondy heterologiczne209
Sondy homologiczne209
Narzędzia. Ramka 8.5. Znakowanie kwasów nukleinowych210
8.7 Przeszukiwanie bibliotek214
Hybrydyzacja kolonijna214
Przeniesienie kolonii na membranę wiążącą DNA214
8.8 Biblioteki ekspresyjne216
8.9 Mapowanie restrykcyjne216
Identyfikacja kolonii dających pozytywny sygnał216
8.10 Polimorfizm długości fragmentów restrykcyjnych (RFLP)217
Narzędzia. Ramka 8.6. Elektroforeza218
RFLP może być markerem chorób genetycznych219
Narzędzia. Ramka 8.7. Hybrydyzacja metodą Southerna220
Choroby. Ramka 8.1. Test PCR-RFLP do diagnozowania choroby syropu klonowego222
8.11 Sekwencjonowanie DNA224
Sekwencjonowanie ręczne metodą „dideoksy” Sangera224
Podsumowanie rozdziału226
Sekwencjonowanie automatyczne226
Pytania kontrolne229
Literatura uzupełniająca231
9 Narzędzia do analizy ekspresji genów232
9.1 Wstęp233
9.2 Transfekcja o charakterze przejściowym i stabilnym234
9.3 Geny reporterowe236
Powszechnie stosowane geny reporterowe236
Analiza regulacji aktywności genu238
Oczyszczanie i identyfikacja etykiet białkowych: białka fuzyjne238
Narzędzia. Ramka 9.1. Produkcja białek rekombinowanych242
9.4 Mutageneza in vitro243
Narzędzia. Ramka 9.2. Mikroskopia fluorescencyjna, konfokalna i wielofotonowa244
9.5 Analiza ekspresji genu na poziomie transkrypcyjnym: ekspresja i lokalizacja RNA249
Hybrydyzacja in situ249
Hybrydyzacja metodą northern249
9.6 Analiza ekspresji genu na poziomie translacyjnym: ekspresja i lokalizacja białka251
Analiza RNA techniką ochrony przed aktywnością RNazy (RPA)251
Reakcja odwrotnej transkrypcji sprzężona z PCR (RT-PCR)251
Narzędzia. Ramka 9.3. Elektroforeza żelowa białek252
Narzędzia. Ramka 9.4. Produkcja przeciwciał254
Immunodetekcja metodą western255
Analiza in situ257
Test immunoenzymatyczny (ELISA)257
9.7 Technologie związane ze stosowaniem antysensu258
Oligonukleotydy antysensowne258
Interferencja RNA (RNAi)259
9.8 Analiza oddziaływań DNA–białko265
Retardacja żelowa (EMSA)265
9.9 Analiza oddziaływań białko–białko266
Choroby. Ramka 9.1. Terapie z zastosowaniem RNAi266
Immunoprecypitacja chromatyny (CHIP)266
Technika odcisku stopy z użyciem DNazy I266
9.10 Analiza strukturalna białek267
Drożdżowy system dwuhybrydowy267
Koimmunoprecypitacja267
Rezonansowe przeniesienie sygnału emisji fluorescencji (FRET)267
Technika pull-down267
Krystalografia rentgenowska269
Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR)269
9.11 Organizmy modelowe271
Mikroskopia krioelektronowa271
Mikroskopia sił atomowych (AFM)271
Drożdże: Saccharomyces cerevisiae i Schizosaccharomyces pombe272
Nicienie: Caenorhabditis elegans272
Owady: Drosophila melanogaster272
Rośliny: Arabidopsis thaliana272
Ryby: Danio rerio272
Myszy: Mus musculus273
Płazy: Xenopus laevis i Xenopus tropicalis273
Podsumowanie rozdziału273
Pytania kontrolne275
Literatura uzupełniająca277
10 Transkrypcja u prokariotów278
10.1 Wstęp278
10.2 W bakteriach transkrypcja jest sprzężona z translacją279
10.3 Mechanizm transkrypcji279
Budowa promotora bakteryjnego279
Budowa bakteryjnej polimerazy RNA282
Etapy transkrypcji284
Warto wiedzieć. Ramka 10.1. Co się porusza: polimeraza RNA czy DNA?290
Wierność przepisywania292
10.4 Perspektywa historyczna: model regulacji aktywności operonu według Jacoba–Monoda293
Kierunek transkrypcji wokół chromosomu E. coli293
Model operonu doprowadził do odkrycia mRNA294
Charakterystyka represora Lac295
10.5 Regulacja operonu laktozowego (lac)296
Indukcja operonu lac296
10.6 Sposób działania regulatorów transkrypcyjnych299
Podstawowa transkrypcja operonu lac299
Promotor lac i gen strukturalny lacZ są szeroko wykorzystywane w technikach biologii molekularnej299
Regulacja operonu lac przez czynnik Rho299
Kooperatywne wiązanie białek z DNA300
Modyfikacje allosteryczne a wiązanie z DNA300
Wypętlanie DNA301
10.7 Kontrola ekspresji genów przez RNA305
Alternatywne zwijanie się RNA: atenuacja transkrypcyjna operonu tryptofanowego305
Ryboprzełączniki305
Podsumowanie rozdziału308
Ryboprzełączniki rybozymowe308
Literatura uzupełniająca310
Pytania kontrolne310
11 Transkrypcja u eukariotów312
11.1 Wstęp313
11.2 Przegląd sposobów regulacji ekspresji na poziomie transkrypcyjnym313
11.3 Elementy regulatorowe genów kodujących białka314
Budowa i działanie elementów promotorowych314
Budowa i działanie elementów regulatorowych dalekiego zasięgu319
Warto wiedzieć. Ramka 11.1 Efekt pozycji i elementy regulatorowe dalekiego zasięgu320
Choroby. Ramka 11.1 Latynoska talasemia i miejsca nadwrażliwe na działanie DNazy I324
Warto wiedzieć. Ramka 11.2 Czy istnieje macierz jądrowa?328
Warto wiedzieć. Ramka 11.3 Swoiste obszary chromosomowe i fabryki transkrypcyjne331
11.4 Podstawowa maszyneria transkrypcyjna332
Budowa polimerazy RNA II332
Składniki podstawowej maszynerii transkrypcyjnej332
Podstawowe czynniki transkrypcyjne i tworzenie kompleksu preinicjującego335
Mediator: most molekularny337
11.5 Czynniki transkrypcyjne340
Czynniki transkrypcyjne odpowiadają za swoistą dla genów aktywację lub represję transkrypcji341
Czynniki transkrypcyjne są białkami modularnymi342
Domeny wiążące DNA342
Warto wiedzieć. Ramka 11.4 Homeobloki i homeodomeny344
Choroby. Ramka 11.2 Cefalopolisyndaktylia Greiga i sygnalizacja typu Sonic hedgehog348
Choroby. Ramka 11.3 Uszkodzona acetylotransferaza histonowa w zespole Rubinsteina–Taybiego350
Domeny transaktywacyjne351
11.6 Koaktywatory i korepresory transkrypcyjne352
Domeny dimeryzacyjne352
Kompleksy modyfikujące chromatynę353
Warto wiedzieć. Ramka 11.5 Czy istnieje kod histonowy?354
Kompleksy przekształcające chromatynę357
Warianty histonów łącznikowych357
11.7 Tworzenie się kompleksu transkrypcyjnego: model stopniowy i holoenzymowy361
Kolejność wiązania się różnych białek regulujących transkrypcję362
Model holoenzymowy362
Model stopniowy362
11.8 Transkrypcja prowadzona przez polimerazę RNA II365
Elongacja: polimeryzacja RNA365
Model łączony365
Opuszczenie promotora365
Aktywność korekcyjna i cofanie się polimerazy RNA II367
Elongacja transkrypcji a pokonywanie bariery nukleosomowej368
Choroby. Ramka 11.4 Uszkodzenia w Elongatorze i dysautonomia rodzinna(choroba Rileya–Daya)370
11.9 Jądrowy import i eksport białek372
Karioferyny372
Warto wiedzieć. Ramka 11.6 Kompleks poru jądrowego374
Sygnały eksportu jądrowego (NES)375
Sygnały lokalizacji jądrowej (NLS)375
Szlak importu do jądra komórkowego376
Warto wiedzieć. Ramka 11.7 Odkrycie pierwszej sekwencji sygnału jądrowego378
11.10 Regulacja importu do jądra i ścieżki transdukcji sygnału380
Szlak eksportu z jądra komórkowego380
Regulacja importu czynnika NF-κB do jądra komórkowego381
Regulacja importu jądrowego receptora glukokortykoidowego383
Podsumowanie rozdziału384
Pytania kontrolne387
Literatura uzupełniająca388
12 Epigenetyka i monoalleliczna ekspresja genów392
12.1 Wstęp393
12.2 Markery epigenetyczne393
Metylacja cytozyn w DNA znakuje geny przeznaczone do wyciszenia394
Choroby. Ramka 12.1 Nowotwór a epigenetyka396
12.3 Rodzicielskie piętno genomowe398
Trwałe utrzymywanie modyfikacji histonów398
Ustalenie i utrzymywanie piętna399
Choroby. Ramka 12.2 Zespół łamliwego chromosomu X a metylacja DNA400
Mechanizmy ekspresji monoallelicznej402
Choroby. Ramka 12.3 Rodzicielskie piętno genomowe a zaburzenia rozwoju układu nerwowego404
Pochodzenie rodzicielskiego piętna genomowego409
Rodzicielskie piętno genomowe jest ważne dla prawidłowego rozwoju osobniczego409
12.4 Inaktywacja chromosomu X410
Mechanizmy molekularne trwałego utrzymania inaktywacji chromosomu X410
Przypadkowa inaktywacja chromosomu X u ssaków410
12.5 Fenotypowe objawy obecności transpozonów412
Czy wszystkie geny chromosomu X ulegają ekspresji monoallelicznej?412
Narzędzia. Ramka 12.1 Mutageneza transpozycyjna414
Perspektywa historyczna: odkrycie transpozonów kukurydzy przez Barbarę McClintock415
Transpozony DNA charakteryzują się szerokim spektrum gospodarzy416
Transpozony DNA przenoszą się w inne miejsca na zasadzie „tnij i wklej”417
Retrotranspozony przenoszą się w inne miejsca na zasadzie „kopiuj i wklej”418
Choroby. Ramka 12.4 Geny skaczące a choroby człowieka420
Niektóre retrotranspozony typu LTR są aktywne w genomach ssaków421
Do retrotranspozonów nie oskrzydlonych sekwencjami LTR należą sekwencje SINE i LINE422
12.6 Kontrola epigenetyczna transpozonów423
Metylacja transpozonów423
Formowanie heterochromatyny w procesie RNAi i RNA-zależnej metylacji DNA425
12.7 Wykluczenie alleliczne426
Powstawanie typu płci drożdży – włączanie i wyciszanie427
Przełączanie antygenowe u świdrowców432
Choroby. Ramka 12.5 Choroby wywoływane przez świdrowce: śpiączka afrykańska434
Rekombinacja V(D)J i adaptacyjna odpowiedś immunologiczna439
Warto wiedzieć. Ramka 12.1 Czy system V(D)J powstał z transpozonu?442
Podsumowanie rozdziału444
Pytania kontrolne448
Literatura uzupełniająca449
13 Dojrzewanie RNA i regulacja ekspresji genów na poziomie potranskrypcyjnym452
13.1 Wstęp453
13.2 Splicing RNA: perspektywa historyczna i przegląd informacji453
13.3 Autokatalitycznie wycinające się introny grupy I i II455
Do splicingu intronów grupy I niezbędna jest obecność zewnętrznego kofaktora G455
Warto wiedzieć. Ramka 13.1 Małe jąderkowe RNA kodowane w intronach i „geny odwrócone na drugą stronę”457
Do splicingu intronów grupy II niezbędna jest obecność wewnętrznej, wypętlonej reszty A458
Ruchome introny grupy I i II458
13.4 Introny w jądrowych i archebakteryjnych genach tRNA460
Endorybonukleaza wycina introny archebakteryjne460
Niektóre jądrowe geny tRNA zawierają introny460
13.5 Kotranskrypcyjne dojrzewanie jądrowych pre-mRNA461
Choroby. Ramka 13.1 Dystrofia oczno-gardłowa: zwielokrotnienie powtórzeńtrinukleotydowych w genie kodującym białko wiążące się z poli(A)461
Przyłączenie 7-metyloguanozyny do końca 5′ pre-mRNA462
Terminacja i poliadenylacja464
Splicing466
Choroby. Ramka 13.2 Rdzeniowy zanik mięśni: uszkodzenia w biogenezie snRNP468
Choroby. Ramka 13.3 Mutacje w genie prp8 wywołują zwyrodnienie barwnikowe siatkówki475
13.6 Splicing alternatywny477
Regulacja splicingu alternatywnego478
Wpływ splicingu alternatywnego na ekspresję genetyczną478
Warto wiedzieć. Ramka 13.2 Gen DSCAM: skrajny przykład splicingu alternatywnego479
13.7 Trans-splicing481
Warto wiedzieć. Ramka 13.3 Apoptoza482
Trans-splicing nieciągłych intronów grupy II483
Trans-splicing sekwencji liderowej483
13.8 Redagowanie RNA485
Trans-splicing pre-tRNA485
Redagowanie RNA u świdrowców486
Redagowanie RNA u ssaków488
Choroby. Ramka 13.4 Stwardnienie zanikowe boczne: uszkodzenie w redagowaniu RNA?492
13.9 Modyfikacje zasad RNA mogą być zależne od małych, jąderkowych, naprowadzających cząsteczek RNA495
13.10 MikroRNA jako potranskrypcyjne regulatory ekspresji genetycznej496
Dojrzewanie miRNA496
Perspektywa historyczna: odkrycie miRNA u Caenorhabditis elegans496
miRNA rozcinają mRNA i blokują translację498
13.11 Przemiana RNA w jądrze i cytoplazmie500
Egzosomy jądrowe i kontrola jakości501
Kontrola jakości i tworzenie cząsteczek RNP jądrowych, gotowych do eksportu jądrowego502
Cytoplazmatyczna przemiana RNA503
Podsumowanie rozdziału505
Pytania kontrolne508
Literatura uzupełniająca509
14 Translacja512
14.1 Wstęp512
14.2 Budowa rybosomów i ich składanie513
Budowa rybosomów513
Warto wiedzieć. Ramka 14.1 Co to jest „S”?514
Jąderko515
14.3 Syntetazy aminoacylo-tRNA516
Biogeneza rybosomów516
Reakcja aminoacylacji517
Aktywność korekcyjna (naprawcza) syntetaz aminoacylo-tRNA518
14.4 Inicjacja translacji521
Powstawanie kompleksu trójskładnikowego i związanie go z podjednostką rybosomu 40S521
Przyłączenie mRNA do podjednostki rybosomu 40S522
Skanowanie i rozpoznanie kodonu AUG523
Narzędzia. Ramka 14.1 Technika odcisku palca stopy (ang. toeprinting assay)524
Połączenie podjednostek rybosomu 40S i 60S525
14.5 Elongacja527
Choroby. Ramka 14.1 Eukariotyczny czynnik inicjacji translacji eIF2B a leukodystrofia527
Aktywność peptydylotransferazowa529
Dekodowanie529
Tworzenie wiązania peptydowego i translokacja529
14.6 Terminacja535
Wydarzenia w tunelu rybosomowym535
14.7 Kontrola translacyjna i potranslacyjna536
Fosforylacja eIF2α blokuje powstawanie trójskładnikowego kompleksu inicjacyjnego537
Fosforylację eIF2α przeprowadzają cztery różne kinazy białkowe538
Podsumowanie rozdziału541
Literatura uzupełniająca543
Pytania kontrolne543
15 Organizmy modyfikowane genetycznie: w badaniach podstawowych i zastosowania praktyczne545
15.1 Wstęp546
15.2 Myszy transgeniczne547
Jak „zrobić” mysz transgeniczną?547
Warto wiedzieć. Ramka 15.1 Patent „onkomysz”547
15.3 Modele myszy ze zmienionym określonym genem550
Indukowane myszy transgeniczne550
Myszy typu knock-out552
Warto wiedzieć. Ramka 15.2 Mysz na zamówienie553
Myszy typu knock-in555
Myszy typu knock-down556
Myszy z ekspresją warunkową typu knock-out i knock-in556
15.4 Inne zastosowania technologii uzyskiwania zwierząt transgenicznych557
Transgeniczne naczelne557
Transgeniczne zwierzęta gospodarcze560
Warto wiedzieć. Ramka 15.3 Sztuka a transgeneza: króliczek GFP560
15.5 Klonowanie w drodze transferu jądra komórkowego561
Genetyczna równoważność jąder komórek somatycznych: doświadczenia nad klonowaniem żab561
Zwierzęta – bioreaktory farmaceutyczne561
„Przebój roku”: sklonowanie Dolly564
Klonowanie ssaków przez transfer jądra komórkowego564
Metoda klonowania przez transfer jądra komórkowego565
èródło mtDNA w klonach567
Dlaczego klonowanie przez transfer jądra komórkowego jest niewydajne?567
Warto wiedzieć. Ramka 15.4 Genetycznie modyfikowane zwierzęta domowe570
Zastosowania klonowania przez transfer jądra komórkowego572
15.6 Rośliny transgeniczne575
Warto wiedzieć. Ramka 15.5 Rośliny GM: czy jadasz modyfikowane pomidory?576
Wprowadzanie genów z wykorzystaniem T-DNA576
Elektroporacja i mikrowstrzeliwanie578
Podsumowanie rozdziału578
Literatura uzupełniająca579
Pytania kontrolne579
16 Analiza genomu: genotypowanie DNA, genomika i dalej581
16.1 Wstęp581
16.2 Genotypowanie DNA582
Warto wiedzieć. Ramka 16.1 Profile DNA konopi indyjskich583
Polimorfizmy DNA: podstawa genotypowania DNA584
Warto wiedzieć. Ramka 16.2 Genotypowanie DNA organizmów różnych gatunków584
Analiza minisatelitów587
Analiza z wykorzystaniem łańcuchowej reakcji polimerazy589
Analiza DNA mitochondrialnego590
Analiza krótkich powtórzeń tandemowych (STR)590
Analiza chromosomu Y593
16.3 Genomika i początki postgenomiki594
Analiza losowo powielonego polimorficznego DNA (RAPD)594
Co to jest bioinformatyka?595
Genomika595
16.4 Projekt Poznania Genomu Człowieka598
Metoda sekwencjonowania i składania genomu „klon po klonie”598
Proteomika598
Wiek „omik”598
Metoda sekwencjonowania fragmentów uzyskanych z wykorzystaniem strategii „shotgun”599
16.5 Inne zsekwencjonowane genomy600
Sekwencja genomu: wersja robocza versus pełna sekwencja genomu600
Warto wiedzieć. Ramka 16.3 Analiza porównawcza genomów: od rozdymki do kura602
16.6 Wysokoprzepustowa analiza funkcji genów604
Co to jest gen i ile ich jest w genomie człowieka?604
Mikromacierze DNA604
Mikromacierze białkowe605
Spektrometria mas607
16.7 Polimorfizm pojedynczych nukleotydów (SNP)609
Warto wiedzieć. Ramka 16.4 Proteom jąderka610
Podsumowanie rozdziału611
Choroby. Ramka 16.1 Mapowanie SNP związanych z chorobami: choroba Alzheimera612
Pytania kontrolne615
Literatura uzupełniająca616
17 Biologia molekularna w medycynie618
17.1 Wstęp618
17.2 Biologia molekularna nowotworu619
Aktywacja onkogenów619
Inaktywacja genów kodujących supresory nowotworowe625
Warto wiedzieć. Ramka 17.1 Jak komórki rakowe dają przerzuty: rola Src626
Choroby. Ramka 17.1 Teoria dwóch zdarzeń Knudsona a siatkówczak (retinoblastoma)628
Choroby. Ramka 17.2 Terapia genowa nowotworów632
Warto wiedzieć. Ramka 17.2 Odkrycie p53633
Nieprawidłowa ekspresja mikroRNA w schorzeniach nowotworowych634
Rearanżacje chromosomowe a nowotwory636
Wirusy a nowotwory638
Choroby. Ramka 17.3 Wirus brodawczaka ludzkiego (HPV) a nowotwór szyjki macicy640
Karcynogeneza o podłożu chemicznym643
17.3 Terapia genowa645
Wektory w terapii genowej komórek somatycznych646
Terapia genowa w ulepszaniu cech na drodze inżynierii genetycznej649
Warto wiedzieć. Ramka 17.3 Transfer genów przy użyciu retrowirusów: jak skonstruować „bezpieczny” wektor?650
Terapia genowa w zespołach dziedzicznego niedoboru odporności652
Warto wiedzieć. Ramka 17.4 Pierwsza ofiara śmiertelna terapii genowej652
Terapia genowa w leczeniu mukowiscydozy654
Terapia genowa zakażenia HIV-1655
17.4 Geny a ludzkie zachowania657
Warto wiedzieć. Ramka 17.5 Cykl życiowy wirusa HIV-1657
Zachowania agresywne, impulsywne i z użyciem przemocy661
Loci odpowiadające za podatność na schizofrenię662
Podsumowanie rozdziału663
Pytania kontrolne665
Literatura uzupełniająca666
Słowniczek668
Indeks716

BudowaDNA

helisyzostanąpołączonezesobą,powstanienapiętaformakolistaz9,5pz/pełenobróthelisy,gdzieL=11,

T=11.Wprowadzeniewtymmomenciejednegododatniegosuperskrętu(wprawo)odtworzywyjściowąliczbę

skrętówhelisy(T=10,L=11).

StansuperhelikalnościjestzsamejswojejnaturymniejstabilnyniżformazrelaksowanaDNA.Napięcietorsyj-

neobecnewsuperhelikalnejcząsteczceDNAprowadziczasamidolokalnejdenaturacji,wczasiektórejnicikom-

plementarnerozplatająsięnakrótkichodcinkach.Zjawiskotomaważneskutkidlatakichprocesówkomórko-

wych,jakreplikacjaitranskrypcja.

TopoizomerazyodpowiadajązarelaksacjęstruktursuperhelikalnychDNA

CząsteczkiDNA,któremajątakąsamąsekwencjęnukleotydową,leczróżniąsięliczbąopleceń,nazywamyizome-

ramitopologicznymilubtopoizomerami.Topoizomerymożnaobserwowaćwtrakcieelektroforezyżelowej,gdyż

różniąsięoneruchliwościąwpoluelektrycznym(ryc.2.15)(zob.Narzędzia.Ramka8.6,abyzapoznaćsięzmeto-

dą).Topoizomerazyreprezentujągrupębardzokonserwatywnychenzymów,któreprzekształcają(izomeryzują)

jedentopoizomerDNAwdrugi.Odbywasiętoprzyzmianieliczbyopleceń(L).TopoizomerazyDNAmoż-

Ryc02015Relaksowaniesuperhelikalnie

zwiniętegoDNAplazmidowegoprzez

topoizomerazęI0Ścieżka1:zrelaksowane

izwiniętesuperhelikalneformyplazmidupUC18.

Ścieżki2-6:DNAplazmidupUC18podziałaniu

2,4,6i8jednostektopoizomerazyI,

przez45minutwtemperaturze37oC.PróbkiDNA

rozdzielonoelektroforetyczniewżeluagarozowym

iuwidocznionowybarwiającDNAbromkiem

etydyny(natematmetodyzob.Narzędzia.

Ramka8.6).Szybkość,zjakącząsteczki

plazmidowgoDNAmigrująwżelu,jesttym

większa,imwiększajestliczbasuperhelikalnych

skrętówwcząsteczce.

Tabela2.3TopoizomerazyDNAczłowieka

Topoizo-

merazaDNA

IIII

IIIB

III

IIB

Typ

IIA

Rozcięcie

DNA

Pęknięciewjednejnici

DNA

Pęknięciewjednejnici

DNA

Pęknięciewjednejnici

DNA

Pęknięciewobu

niciachDNA

Pęknięciewobu

niciachDNA

Wpływnastrukturę

Relaksujeujemnieidodatniosuperskręconecząsteczki

DNA

RelaksujetylkoujemniesuperskręconecząsteczkiDNA

Relaksujeujemnieidodatniosuperskręconecząsteczki

DNA.Ułatwiarozdzielaniesplątanychcząsteczek

Relaksujeujemnieidodatniosuperskręconecząsteczki

DNA.Ułatwiarozdzielaniesplątanychcząsteczek

Funkcjawkomórce

Replikacja,transkrypcja,

rekombinacja

Replikacja,transkrypcja

genówrybosomowychRNA

Rekombinacja

Kondensacjachromosomów

Segregacjachromosomów

Replikacja

Dokładnienie

zdefiniowane

Brak wyników

Podstawy biologii molekularnej

Treść książki

Podstawy biologii molekularnej