LESING 3 Biotegnologie: Rekombinante DNS-tegnologie PDF

BIOTEGNOLOGIE: REKOMBINANTE DNS-TEGNOLOGIE Verwysings: LESING 3 Russell et al 4de uitgawe bl 368, 369 en bl 419...

BIOTEGNOLOGIE: REKOMBINANTE DNS-TEGNOLOGIE Verwysings: LESING 3 Russell et al 4de uitgawe bl 368, 369 en bl 419 Russell et al 5de uitgawe bl 395-398 Klasnotas Sleutelbegrippe: DNS-sintese, kunsmatige lewe, sin, antisin, RNSi, transgenese, cisgenese, CRISPR-Cas9 Science | EyeNzululwazi ngezeNdalo | Natuurwetenskappe REKOMBINANTE DNS-TEGNOLOGIE VORIGE LESING  Sentrale dogma  Hoe om DNS met behulp van restriksie-ensieme en DNS-ligase te manipuleer  Polimerasekettingreaksie (PKR)  DNS-biblioteke Vandag kyk ons na ander maniere om DNS te manipuleer Science | EyeNzululwazi ngezeNdalo | Natuurwetenskappe REKOMBINANTE DNS-TEGNOLOGIE DNS-REPLIKASIE DNS-replikasie gebeur natuurlik... Science | EyeNzululwazi ngezeNdalo | Natuurwetenskappe REKOMBINANTE DNS-TEGNOLOGIE … maar ons kan ook DNS sintetiseer (d.w.s. kunsmatig DNS-REPLIKASIE vervaardig) Stap 1 – Oligo-sintese Onthou jy hierdie skyfie uit lesing 2? Science | EyeNzululwazi ngezeNdalo | Natuurwetenskappe REKOMBINANTE DNS-TEGNOLOGIE Stap 2 – DNS-sintese DNS-SINTESE Uiteindelik kan die hele geen deur PKR geamplifiseer word deur inleiers te gebruik wat kenmerkend is vir elke ent Inleiers is gewoonlik ongeveer 50 bp lank, met oorvleueling van 20 bp PKR-verlenging vul die gapings tussen inleiers Groter DNS-molekules kan dan saamgevoeg word met behulp van ’n soortgelyke PKR- verlengingsproses Science | EyeNzululwazi ngezeNdalo | Natuurwetenskappe REKOMBINANTE DNS-TEGNOLOGIE DNS-SINTESE Voordele van hierdie manier van DNS-skepping Het nie DNS-templaat nodig nie (’n voordeel bo PKR) Kan DNS-volgorde vir ’n bepaalde organisme optimaliseer om geenuitdrukking te help verbeter Science | EyeNzululwazi ngezeNdalo | Natuurwetenskappe REKOMBINANTE DNS-TEGNOLOGIE DNS-SINTESE Waarvoor is dit tot dusver gebruik? Geoptimali Geen Natuurlike -seerde Natuurlike induksie konstruk kodon konstruk Dik strook – meer betaproteïen Science | EyeNzululwazi ngezeNdalo | Natuurwetenskappe REKOMBINANTE DNS-TEGNOLOGIE KUNSMATIGE 1 000 000 bp-genoom van Mycoplasma mycoides is gesintetiseer en in LEWE Mycoplasma capricolom oorgeplant FEIT: Mycoplasm mycoides subsp. mycoides (Mmm) is die oorsaaklike agens van aansteeklike pleuro-pneumonie by beeste (CBPP), ’n ernstige oordraagbare lugwegsiekte wat wydverspreid onder beeste in Afrika voorkom https://www.sciencedirect.com/science/ar ticle/pii/S2314459916300291 Science | EyeNzululwazi ngezeNdalo | Natuurwetenskappe REKOMBINANTE DNS-TEGNOLOGIE ’n Groep ondersoek tans Mycoplasma genitalium, wat by die DIE aanvang van die projek die kleinste hoeveelheid gene (475) van MINIMALEGENOOM enige bekende mikrobe gehad het. -PROJEK Sedertdien is sekere Candidatus-spesies geïdentifiseer wat minder as 200 gene bevat. Die groep het bevind dat hierdie bakterie slegs 372 gene nodig het om te oorleef Science | EyeNzululwazi ngezeNdalo | Natuurwetenskappe REKOMBINANTE DNS-TEGNOLOGIE DIE Die minimale genoom is gesintetiseer en in selle sonder enige DNS oorgeplant, wat die eerste kunsmatige organisme, MINIMALEGENOOM Mycoplasma laboratorium, tot gevolg gehad het -PROJEK Science | EyeNzululwazi ngezeNdalo | Natuurwetenskappe REKOMBINANTE DNS-TEGNOLOGIE HOE KAN ONS BESTAANDE Transgenese (om ’n kunsmatige konstruk op ’n lukrake plek in GENOME WYSIG? ’n genoom in te voeg) CRISPR-Cas9 (tegnologie wat ’n genoom op ’n baie spesifieke volgorde/plek wysig) Science | EyeNzululwazi ngezeNdalo | Natuurwetenskappe REKOMBINANTE DNS-TEGNOLOGIE TRANSGENESE In ’n latere lesing sal julle meer leer oor die proses om diere en plante te transformeer. Vandag wil ek julle net die verskillende tipes konstrukte wys wat gebruik kan word om geenuitdrukking te wysig. Science | EyeNzululwazi ngezeNdalo | Natuurwetenskappe REKOMBINANTE DNS-TEGNOLOGIE TRANSGENESE Ooruitdrukking: Voeg ’n nuwe aktiwiteit by of verhoog een wat reeds bestaan ATG Stop Promotor Geen Termineerder Science | EyeNzululwazi ngezeNdalo | Natuurwetenskappe REKOMBINANTE DNS-TEGNOLOGIE Ooruitdrukking: TRANSGENESE Muise word vetsugtig in geval van ooruitdrukking van geen wat kodeer vir PEP-karboksilase Gene wat kodeer vir spinnekopsy protein kan in diere uitgedruk word Science | EyeNzululwazi ngezeNdalo | Natuurwetenskappe REKOMBINANTE DNS-TEGNOLOGIE Geen-afskakeling: TRANSGENESE “Antisin” en RNSi: onderdruk die uitdrukking van ’n geen wat reeds in ’n organisme teenwoordig is Antisin Stop ATG Promotor Geen Termineerder RNSi ATG ATG Promotor Geen Geen Termineerder Science | EyeNzululwazi ngezeNdalo | Natuurwetenskappe REKOMBINANTE DNS-TEGNOLOGIE Onderdrukking van polifenol-oksidase (“PPO”) verhoed dat ANTISIN EN RNSi appels bruin word Science | EyeNzululwazi ngezeNdalo | Natuurwetenskappe REKOMBINANTE DNS-TEGNOLOGIE Cisgeniese: CISGENESE Plante gebruik slegs DNS van daardie spesifieke plant. Die promotor-, geen- en termineerdervolgordes van appel word byvoorbeeld gebruik om ’n antisinkonstruk te maak, wat dan weer in appel ingevoeg word. Kan dít as ’n geneties gemodifiseerde organisme beskou word? Science | EyeNzululwazi ngezeNdalo | Natuurwetenskappe REKOMBINANTE DNS-TEGNOLOGIE CRISPR-Cas9 – ’n nuwe manier om genome te manipuleer CRISPR-CAS9 CRISPR en Cas9 is bakteriese gene wat die bakterieë teen virusinfeksie help beskerm deur virus-DNS te herken en te kloof Science | EyeNzululwazi ngezeNdalo | Natuurwetenskappe REKOMBINANTE DNS-TEGNOLOGIE Is gemanipuleer om eukariotiese genome te help aanpas CRISPR-CAS9 Science | EyeNzululwazi ngezeNdalo | Natuurwetenskappe REKOMBINANTE DNS-TEGNOLOGIE Waarvoor het mense dit al gebruik? CRISPR-CAS9 Geen-redigering in monsters van plante, diere en mense Bv. maak malaria weerstandige muskiete Science | EyeNzululwazi ngezeNdalo | Natuurwetenskappe REKOMBINANTE DNS-TEGNOLOGIE VOLGENDE KEER PRAAT ONS OOR: Science | EyeNzululwazi ngezeNdalo | Natuurwetenskappe