genomica strutturale: genomica funzionale

GENOMICA STRUTTURALE:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
GENOMICA FUNZIONALE:
Anatomia dei genomi
8. Funzionamento dei genomi
Il genoma dei procarioti
Modificazioni della cromatina e l’espressione del genoma
Il genoma degli eucarioti
Microarray e RNA-seq
La mappatura dei genomi
Metil-seq
Mappatura genetica
Chip-seq
Mappatura fisica
Il sequenziamento automatico del DNA
Il principio del sequenziamento secondo Sanger
Il sequenziamento su larga scala
La lettura dei tracciati di sequenziamento
Il sequenziamento del genoma
I nuovi metodi di sequenziamento
Il sequenziamento gerarchico
Il sequenziamento shogun
Piattaforme di sequenziamento di interi genomi
La verifica delle sequenze e assemblaggio dei contig
L’annotazione del genoma
Il sequenziamento delle EST
Le caratteristiche funzionali delle sequenze genomiche
I Progetti Genoma
Il Progetto Genoma Umano
Il Progetto Genoma Animali
Il Progetto Genoma Piante
Il Progetto Genoma Microrganismi
Genotipizzazione
Gli SNP e la variazione
La genotipizzazione degli SNP
How much DNA codes for proteins
GENOMICA STRUTTURALE:
3.
Il sequenziamento automatico del DNA
• Il principio del sequenziamento
secondo Sanger
• Il sequenziamento su larga scala
• La lettura dei tracciati di
sequenziamento
Dalla Genetica e alla Genomica
Mendel 1866- eredità dei caratteri
Sutton 1903 - i geni sui cromosomi
Griffith 1928- il fattore trasformante
Avery, MacLoad, MacCarty 1944 – DNA materiale genetico
Watson & Crick 1953 – il DNA è una doppia elica
Sanger 1951- sequenziamento proteina
Crick 1957- scoperta del tRNA
1960-65 – mappaggio codoni
Leder 1977 - introni
Sanger & Gilber 1977 – sequenziamento DNA
Mullis 1990 – PCR
Schena, Brown & Davis 1995 – microarray
Altschul et al. 1990- BLAST
1990 gene knockout, RNAi
sequenziamento genomi
1996 - S. cerevisae
1998 - C. elegans
2000 – Arabidopsis thaliana
2001- Homo sapiens
Date storiche della
sequenza del DNA
Avery propone il DNA
come materiale genetico
1944
Holley sequenza il
tRNA di lievito
1965
METODO SANGER
(terminazione di catena)
METODO MAXAM-GILBERT
(degradazione chimica)
KARY MULLIS
Introduce la PCR
Automazione completa
Sequenziamento completo
del genoma umano
1869
Miescher osserva
per la prima volta il DNA
1953
Watson e Crick determinano la
struttura della doppia elica
1970
Vengono sviluppate le tecniche
per la sintesi degli oligonucleotidi e per
la degradazione chimica del DNA. Viene
introdotta l’elettroforesi su gel per la
Separazione di frammenti di DNA
1980
Il DNA genomico viene clonato nel fago M13
o in vettori plasmidici, nascono i primi
programmi informatici di analisi dei dati,
vengono sviluppate nuove tecnologie per il
sequenziamento
1977
1986
1989
2001
AUTOMAZIONE PARZIALE
Vengono sviluppate le prime apparecchiature
per il sequenziamento che impiegano sistemi
per la rilevazione della fluorescenza.
Metodi di sequenziamento
Sanger (enzimatico)
Maxam e Gilbert (chimico)
Metodo di Sanger
deossiribosio
dideossiribosio
primer
quattro dNTP
ddNTP
DNA polimerasi
ddTTP
ddCTP
ddGTP
primer
nuovo DNA
dideossinucleotide
terminatore
La catena neosintetizzata termina quando un ddNTP è incorporato al posto di un dNTP
Denaturare e separare su gel di poliacrilammide
ddATP
Maxam e Gilbert
DIMETILSOLFATO (DMS) Basi puriniche
Metila preferenzialmente i residui G
sull’azoto N(7). In ambiente acido metila
in eguale misura sia i residui G che i
residui di A
IDRAZINA Basi pirimidiniche
Modifica sia i residui C che T. In ambiente
salino
(1,5M
NaCl)
modifica
preferenzialmente i residui C
In corrispondenza di ogni base modificata si fa agire un agente idrolizzante la PIPERIDINA che
idrolizza la catena di DNA nella posizione in cui si trova la base modificata.
Metodo di Maxam e Gilbert
32
P
DNA singolo filamento
marcato
ad
una
estremità
4 o 5 reazioni di modificazione
base-specifiche
Es. metilazione
dimetilsolfato
delle
G
con
Rottura
del
filamento
in
corrispondenza
della
base
modificata mediante piperidina
Separare i frammenti marcati su
gel di acrilammide