z po et n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Zápočet PowerPoint Presentation
Download Presentation
Zápočet

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 50

Zápočet - PowerPoint PPT Presentation


  • 201 Views
  • Uploaded on

Zápočet. Prezentace Minimální počet bodů z testů – 23 Kdo nemá Přijde v zápočtovém týdnu ve středu v 9: 45 do této posluchárny a napíše si 1 až více testů z přednášek, na které test nepsal, nebo z těch, ze kterých má nejméně bodů Kongresová hala, aula v 9:45 3 termíny 22 .1.2014 (středa)

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Zápočet' - caron


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
z po et
Zápočet
  • Prezentace
  • Minimální počet bodů z testů – 23
  • Kdo nemá
    • Přijde v zápočtovém týdnu ve středu v 9: 45 do této posluchárny a napíše si 1 až více testů z přednášek, na které test nepsal, nebo z těch, ze kterých má nejméně bodů
    • Kongresová hala, aula v 9:45
    • 3 termíny
      • 22.1.2014 (středa)
      • 5.2.2014 (středa)
      • 18.2.2014 (úterý)

Zkouška

viry a mobi ln dna

Viry a mobilní DNA

Viry – kapitola 21

Mobilní DNA – kapitola 22

slide3
Viry
  • Buněční parazité kompletně závislí na hostitelské buňce
    • Neexistuje aparát pro translaci, replikaci a pro tvorbu ATP
  • Virová částice (virion) obsahuje DNA nebo RNA a je obalena proteinovým kabátem (kapsida)
  • Being alive (virus) vs. living cells
    • DNA – genetická informace
    • RNA – poslíček
    • Ribozomy – translace
    • Proteiny – výroba ATP
    • Membrány – strukturní integrita
morfologie viru
Morfologie viru
  • Kapsida (kapsidový protein – je kódován virem)
  • NK
  • Šroubovité vláknité viry
    • 5-10nm v průměru
    • Dlouhé až 1000nm
    • NK vázáná ze vnitř
  • Ikosaedrické viry
    • Dvacetistěn
    • Kapsida T1 - 60 molekul jednoho proteinu (2-5kb)
    • Kapsida T4 – 240 molekul (pojme přes 10kb)

VIRION

slide5

Morfologie viru

  • Komplexní struktura
    • Kolem kapsidy ještě obal z napadené buňky (viry savčích buněk)
    • Pučí z membrány, do které byl zabalen virový protein
    • Bakteriofág
      • Ikosaedrická hlavička
      • Šroubovitý bičík
      • Vlákna
      • basální destička
variabilita virov ho sv ta
Variabilita virového světa
  • Infikují bakteriální, rostlinné a živočišné buňky
  • Nejmenší virus má pouze 3 geny, nejkomplikovanější virus má 200-300 až 900 genů
  • Mimivirus
    • Největší známý virus
    • Isoheadrický, 0,75uM
    • 1,2Mbp genom, 900 genů
  • Bakteriofág G
    • Infikuje Bacillus megaterium
    • Obsahuje 700 genů
variabilita virov ho sv ta1
Variabilita virového světa

3‘

5‘

  • ssDNA/dsDNA nebo ssRNA/dsRNA viry
  • Lineární nebo cirkulární
    • Replikace pomocí otáčivé kružnice
      • u lineárních dojde k cirkularizaci DNA/RNA
    • Syntéza druhého vlákna u ssDNA/ssRNA virů
      • Replikační forma
      • RNA viry si kódují svou vlastní RNA polymerázu, reverzní RNA transkriptázu

RNA-

mRNA/RNA +

DNA

5‘

3‘

virov genom
Virový genom
  • Minimálně 3 geny
    • Kapsidový
    • Pro průnik do buňky
    • replikační
  • Nejčastější velikost genomu je 8-20kb (6-15 genů)
  • 3 typy virů
    • RNA viry – replikují se RNA polymerázou
    • Retroviry – replikují se střídaním transkripce a reverzní transkripce
    • DNA viry – replikují se DNA polymerázou

ssRNA viry, bakteriofágy, 3kb

slide10

RNA viry

  • Výhoda – RNA ihned připravena k translaci ( ne u minus RNA virů)
  • V cytoplasmě (vyhnou se jádru plného různých enzymů na úpravu RNA)
  • Nevýhoda
    • RNA polymerace pomocí RNA dependentní RNAP (nevyskytuje se v buňce)
    • Syntéza minus vlákna, které musí být odstraněno při sbalování do kapsidy
    • Nemohou si dovolit příliš velké genomy – chyba RNAP je 1/10kb
    • Maximální velikost genomu je 20kb
    • RNA dependetní RNAP se v buňce neyskytuje – nemohou se spoléhat na buněčný aparát
      • Chybějí ssRNA vazebné proteiny, helikáze atd
replika n strategie rna vir
Replikační strategie RNA virů
  • Vlastní RNA dependentní RNA polymeráza
  • V cytoplasmě
  • Obvykle kódují 3-8 proteinů
  • Problémy:
    • Některé geny je třeba přeložit častěji než jiné
      • Polyproteinová strategie (autokatakytický sestřih vlastních proteinů) (picornaviry)
      • Ignorace stop kodónů a start kodónů
      • Subgenomová mRNA (alphaviry)
    • Virová mRNA je „přitažlivější“ pro ribozom než vlastní mRNA
      • Plus RNA musí mít čepičku již od bývalého hostitele
      • Minus RNA – dojde k replikaci ( k segmentaci) a k přidání čepičky (virová RNAP – 2000AA, polyfunkční)
    • Replikace virové RNA
      • RNAP
      • Fungují současně jako helikázy a SSB
p ozitivn ss rna viry
Pozitivníss RNA viry
  • Picornaviry
    • Obrna, nachlazení, hepatitida A, kulhavka a slintavka
    • +RNA je využíváno k translaci (bezčepičková translace)
      • Má 3‘ poly A konec
      • 5‘ konec je chráněn proteinem Vpg nahrazující čepičku (nutný pro replikaci), pro translaci je důležitá sekvence 150 – 600bp poté
      • Viry kódují proteázu štěpící CBP faktor-vyřadí tím všechny buněčné mRNA
    • Je vytvářen polyprotein, který je následně naštípán na 10 – 20 proteinů
replikace ss rna viru
Replikace + ss RNA viru
  • The Alphavirus life cycle
  • Průnik do buňky endocytózou
  • Virový genom je vpuštěn do cytoplasmy
  • 1 nestrukturální polyprotein (nsPs) je přepsán
    • nsP1 – syntéza negativního vlákna
    • nsP2 – RNA helikáza, proteináza – zastavuje transkripci hostitele
    • nsP3 – replikáza
    • nsP4 – RNAP
    • 4. Syntéza celého minus vlákna
    • - templát pro syntézu subgenomické RNA
    • - polyprotein C-pE2-6K-E1
    • - templát pro syntézu genomické RNA
    • 5. Sbalení virové částice a vypučení ven

Biology and pathogenesis of chikungunya virus

Olivier Schwartz & Matthew L. Albert

negativn ss rna viry
Negativníss RNA viry
  • Evolučně velmi mladá skupina virů
  • Velmi virulentní
      • Vzteklina, spalničky, příušnice, chřipka, Ebola etc.
  • Vnější membrána je odvozena od membrány hostitelské buňky
  • Musí si přinést svou RNAP
  • Genomová RNA má na svých koncích vždy invertované repetice 15 -20bp dlouhé
  • N-P-M-G-L geny (na + řetězci)
  • Protein N
    • povrch kapsidy
    • Anti-terminační účinky
    • Až 100x více než proteinu G

Messenger RNA Cap Methylation in Vesicular Stomatitis Virus, a Prototype of Non‐Segmented Negative‐Sense RNA Virus

Jianrong Li1, 2, 3 and Yu Zhang1

dsrna viry
dsRNA viry
  • dsRNA viry
    • Poměrně vzácné
    • Asi 12 kusů dsRNA, každý kóduje jeden protein
    • Rotaviry
    • Replikační komplexy jsou uvnitř kapsidy
dna viry
DNA viry
  • Vyvíjejí se v jádře buňce a využívají běžných buněčných mechanismů pro replikaci a transkripci
  • Většina DNA virů napadá obratlovce
  • Musí se vyrovnat se striktní kontrolou buněčného cyklu
  • Virus bývá schopen produktivní infekce jen za nepříznivých okolností a v omezeném spektru tkání
  • Většinou je infekce latentní

Transformace buněk – oslabení kontroly buněčného cyklu směřující k neomezenému množení

Začlenění DNA viru do genomické DNA

slide17

dsDNA viry

  • dsDNA viry baktérií
    • typický baktériofág
    • T4, lambda, P1, Mu
  • dsDNA viry vyšších organismů
    • Papaoviry (polyoma a papiloma)
      • Nejmenší dsDNA viry (5kb)
      • T-antigen
        • Protein ovlivňující buněnčný cyklus (vyvazuje p53 protein, vstup do S fáze)
        • Při dostatečném množství iniciuje replikace virového genomu
      • Latentní infekce vedou ke vzniku nádorů
    • Herpesvirus
      • Opar, sexuálně přenosný herpes, plané neštovice, mononukleózu
      • Největší jaderné DNA viry (150 – 230kb)
      • Obrovský arsenál vlastních proteinů
      • Latentní herpesviry
slide18

DNA viry

  • dsDNA viry vyšších organismů
    • Poxvirus
      • Velmi komplexní (150 – 200 genů)
      • viditelné pod světelným mikroskopem (0,4 -0,2 uM)
      • K replikace dochází v cytoplasmě buňky (jako jediný DNA virus)
      • V kapsidě má svou RNAP, 2-3 transkripční faktory, 3 enzymy pro syntézu a metylaci čepičky, DNA topoisomerazu, DNAP
  • dsDNA viry rostlin
    • Poměrně vzácné
    • CMV virus – cauliflower mosaic virus
b akteri ln virus bakteriof g
Bakteriální virus - bakteriofág
  • Objeveny v roce 1917
  • Phage – řecké slovo pro „ jíst“
  • Využívány hojně v molekulární biologii
    • Bakteriofág  - nejvíce studovaný organismus
  • Pouze DNA/RNA vstupuje do buňky
  • 1952 – pokus s bakteriofágem ukazující, že DNA je nositelem genetické informace
  • Fágové – nejpočetnější skupina živé formy
    • 1030 baktérií, každá má 10 fágů
    • 1031 fágů
    • Mořská voda – 50x106 virů na 1 ml
    • Ničí 40% baktérií denně – koloběh uhlíku
ivotn cyklus viru
Životní cyklus viru
  • Navázání se na buňku
  • Vstup do buňky
    • Vstupuje pouze DNA/RNA (rostlinné a bakteriální viry)
    • Vstupuje cely nukleokapsid (živočišné viry)
  • Replikace virového genomu
  • Výroba virových proteinů
  • Sbalení nových virových částic
  • Uvolnění z buňky
ivotn cyklus viru1
Životní cyklus viru
  • Vstup do buňky
    • Vstupuje pouze DNA/RNA (rostlinné a bakteriální viry)
    • Vstupuje cely nukleokapsid (živočišné viry)
ivotn cyklus viru2
Životní cyklus viru
  • Ranné geny
    • jejich promotory připomínají promotory hostitelské buňky
    • kódují proteiny důležité pro replikace
  • Pozdní geny
    • u některých virů jsou tyto geny přepisovány virovou RNA polymerázou
    • kódují proteiny kapsidy
expresn strategie dsdna f g
Expresní strategie dsDNA fágů
  • 95% všech fágů
  • Proces infekce:
    • Časná fáze
      • Slabá transkripce časných genů bakteriální RNAP
        • Transkripční geny
        • Geny interferující s retričkním systémem baktérií
        • Proteiny zabraňující superinfekci
    • Střední fáze
      • Transkripce hlavních fágových replikačních proteinů
    • Pozdní fáze
      • Intesivní replikace fágové DNA
      • Silná exprese kapsidových proteinů
ssdna viry bakt ri
ssDNA viry baktérií
  • Bakteriofág X174
    • 5386 bp, 11 genů
    • 5 genů se překrývá
    • Gen D a gen E
      • Gen D důležitý pro sbalení kapsidy
      • Gen E rozrušuje bakteriální stěnu a umožňuje uvolnění viru z buňky
  • Bakteriofág M13
    • Dlouhé filamentum
    • Infikuje pouze F baktérie
    • M13 virus nezabíjí baktérie, používá se na přípravu ssDNA
lytick vs latentn cyklus
Lytický vs latentní cyklus
  • Virus integrovaný do genomu – provirus, prophage
  • Integrace do genomu může být přes definovaná místa ( attachment site), nebo náhodná

20-40 minut

10 – 100 fágů

Plak 4-10mm

slide27

Louis Pasteur ( 1822 – 1895)

  • Zakladatel moderni lékařské mikrobiologie
  • pasterizace/sterilizace
  • podpora teorie, že za nemocí stojí choroboplodné zárodky
  • První vakcinace za použití laboratorně oslabeného organismu (viru, či bakterie)
  • Vakcína proti anthrax a vzteklině
slide28

Eradikace neštovice

  • Edward Jenner (1749 – 1823)
  • Virus Variola major, V. minor
  • 20. století – 300-500 milion lidí umírá
  • 26.10. 1977 – poslední případ
  • 9.12. 1979 - eradikace
  • 1986 – konec očkování
  • 2 vzorky stále na světě (CDC, Atlanta a State Research Center for Virogology, Koltsovo, Russia)
  • Nebezpečí použití jako biologické zbraně
slide30

Vítězství nad obrnou

  • Jonas Salk (1914 – 1955)
  • virolog
  • Vakcína proti dětské obrně
  • Obrna patřila mezi nejobávanější nemoci poválečných let
  • 1952 – 58 000 případů obrny
  • 1954 – klinické testy, nejrozsáhlejší vůbec (1 800 000 dětí se účastnilo testů)
  • 12.4.1955 - vakcína funguje
  • 1962 – orální vakcína (Albert Sabin)
mobiln elementy transpozony
Mobilní elementy - transpozony
  • Mobilní DNA – dochází k přesunu DNA v rámci jedné DNA, nebo mezi DNA jádra
  • Skákající geny – proces je nazýván transpozice
  • Transpozony nejsou nikdy samostatně
  • Transpozony
    • DNA (cut and paste transpozice)
    • Retroposony (copy and paste transpozice)
  • Způsoby transpozice
    • Konzervativní (cut and paste)
    • Replikativní (copy and paste)
dna transpozon
DNA transpozon
  • Inerzní repetice na svých koncích
      • 9-40 bází
  • ORF 1kb – transponáza
  • Frekvence transpozice je 1/1000 až 1/10000 na 1 transpozon na buňku
  • Cílová sekvence – rozpoznávána transponázou
    • 3-9bp
  • Transponózy nesou geny pro resistenci na antibiotika, virulentní geny, metabolické geny
cut and paste transpozice
Cut and paste transpozice
  • Nereplikativní, konzervativní
replikativn transpozice
Replikativní transpozice
  • Více komplexní transpozice
  • Resolváza rozeznáva interní místo
    • Částečně palindromická sekvence 30-40bp
  • Dochází k replikaci transponózu
bakteri ln transpozony
Bakteriální transpozony
  • Nejjednodušší transpozóny
  • Inserční sekvence – IS
  • IS1, IS2 atd.
  • 750 – 1500 bp dlouhé, repetitivní konce jsou 10 – 40bp
  • Pouze cut-paste transpozice
  • Regulovaná transpozice pomocí regulačního proteinu A
  • Neregulovaná transpozice by vedla ke zničení chromozómu
  • F-plasmid obsahue IS2 a IS3 - transpozice
regulace transpozice tn10
Regulace transpozice Tn10
  • Bakteriální transpozón
  • Kompozitní transpozón nesoucí gen pro resistenci na tetracyklin
  • Transpozice nereplikativním způsobem
  • Transpozice je silně regulována
    • Antisense RNA (transript z Pout se překrývá s Pin
    • Mutace transponázy v IS1 OL
    • Transpozice je inhibován dam methylací (GATC sekvence promotoru transponázy, k transpozici docházi v pouze momentě replikace, kdy DNA není methylována)

Transponáza zmutovaná

1-10% aktivity

Transponáza plně funkční

bakteriof g mu
Bakteriofág Mu
  • Virus vs transpozón
  • Genom 38kb
  • Po infekci se integruje do genomu pomocí nereplikativní transpozice
  • Promotory replikačních genů jsou zareprimovány represorem
  • Fág je stabilní a nepřesouvá se
  • Vhodný podnět (SOS reakce) – ranný promotor se odblokuje, nastane silná replikativní transpozice, přemístí si až 100x
    • Odblokuje se i pozdní promotor – syntéza kapsidových proteinů
transposony vy ch organism
Transposony vyšších organismů
  • Barbara McClintock (1951)
  • Ac/Ds rodina transpozonů
    • Ac – aktivátor
    • Ds - disociátor
  • Repetitivní konce 11 bazí
  • Cílová sekvence – 8bp
  • Ac element je 4500bp, plně funkční
  • Ds element je defektni Ac element
slide39

Další typy DNA transpozónů

  • P elements – Drosophilla melanogaster
    • M kmen – v laboratoři od 1905
    • P kmen – v přírodě
    • Křížením M kmene (samice) a P kmene (samce) – sterilní potmostvo
    • V M kmenech v somatických buňkách se translatuje represor
  • Tc1/Mariner like transpons – všude, nejběžbější typ transpozónu
    • Sleeping beauty transpozon (usnul před 10-15 milióny let)
      • Transpozóny obratlovců jsou většinou zmutaované a nefunkční
      • Zrekonruován původní transpozón – velmi aktivní
      • „virulence“ transpozónů klesá v průběhu evoluce
slide40

RNA transpozóny - retroposony

  • Původní RNA transkripce, která se reverzní transkripcí změnila na DNA a integrovala do chromozómů
  • Po transkripci své DNA jsou schopni transpozice – kódují si vlastní RT
  • Retroposon je transpozon, který je mobilizovaný ve formě RNA, která musí být přepsána do cDNA
  • Transponová RNA kje v jádře volná a tudíž umožňuje transpozici do vzdálených míst
    • Musí kódovat transponázu
    • Musí kódovat RT
    • Případně proteiny chránící před všudepřítomnými Rnázami
    • Proteiny, které umí zabalit RNA a chránit ji

retroviry

  • Virová (LTR) nadrodina
  • Nevirová (non LTR) nadrodina
      • U rostlin a živočichů představují až 50% genomu
retroviry
Retroviry
  • Vir obsahuje ssRNA (pozitivní)
  • Především u ptáků a savců
  • V hostitelské buňce může být integrován do DNA
      • Reverzní transkriptáza
        • Nejpůvodnější a nejprimitivbější
        • Je velmi pomalá a chybující, bez korektury
        • Templát je okamžitě degradován (Rnase H aktivita)
  • LTR – long terminal repeats
  • Jde proti centrálnímu dogma molekulární biologie
replika n cyklus retroviru
Replikační cyklus retroviru

integráza

Nikdy nedochází k translace retrovirové RNA

Virus si přináší

reverzní transkriptázu

Integrázu

tRNA

Reverzní transkriptáza

genom retroviru
Genom retroviru
  • Gag – kapsidové proteiny
    • Matrixový
    • Kapsidový
    • Nukleokapsidový – váže virovou RNA
  • Pol – enzymy
    • Proteáza
    • Reverzní transkriptáza
    • integráza
  • Env – obalové proteiny
    • povrchový protein
    • Transmembránový protein

Unikátní U5 sekvence + PBS sekvence Silný promotor v U3 oblasti

Pouze jeden – retrovirus kombinuje strategii subgenomových mRNA s polyproteinovou

replikace retrovir
Replikace retrovirů

RNA

DNA

PBS sekvence

Spárování

Strong stop minus DNA

Dlouhý usek pyrimidinů, který není schopna RT rozštípat

ltr retroposony
LTR retroposony
  • Velmi podobné retrovirům, jen nemají (ztratili, nebo ještě nezískali) ORF pro env
  • Ty elementy kvasinky
    • Ty1, Ty2, Ty3, Ty4 a Ty5
    • Jejich transkripty představují as 5% veškeré mRNA v buňce
    • ~6.3 kb, 330 dlouhé LTR
    • Frekvence transpozice 10-7 az 10-8
  • Copia elementyD. melanogaster
    • ~5000bp, 276 dlouhé LTR
    • 20 – 60 kopií na buňku
    • Frekvence transpozice 10-3az 10-4
non ltr retroposony
Non LTR retroposony
  • Nevirové
  • Sestřihové pseudogeny
    • Úseký, odpovídající cDNA kopii transkriptu RNA (někeré mají dokonce poly A/T)
    • Nejsou funkční
    • nejsou hojné (pouze 0,5% genomu člověka)
  • LINES – long interspersed nuclear sequences
  • SINES – short interspersed nuclear sequences
lines
LINES
  • Genomové cDNA kopie transkriptů RNAP II a III
  • Jsou velmi hojné, velmi příbuzné
  • K transpozici L1 dojde u 10 z 250 lidí (pouze v zárodečné linii)
  • 2 ORF
    • RNA vazebný protein
    • RT s nukleázou
sines
SINES
  • cDNA kopie transkriptů RNAP III
  • Až milióny kopií v genomu
  • Tvoří významnou část repetitivní DNAjsou náhodně roztroušené
  • Nejznámější tzv. Alu sekvecne (300bp)
  • Replikace a integrace LINES a SINES