Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Introduction to Bioinformatics Algorithms Moleküler Biyolojiye Giriş Angela Brooks, Raymond Brown, Calvin Chen, Mike Daly, Hoa.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "Introduction to Bioinformatics Algorithms Moleküler Biyolojiye Giriş Angela Brooks, Raymond Brown, Calvin Chen, Mike Daly, Hoa."— Sunum transkripti:

1 Introduction to Bioinformatics Algorithms Moleküler Biyolojiye Giriş Angela Brooks, Raymond Brown, Calvin Chen, Mike Daly, Hoa Dinh, Erinn Hama, Robert Hinman, Julio Ng, Michael Sneddon, Hoa Troung, Jerry Wang, Che Fung Yung

2 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Outline: 0. Tarih: Moleküler Biyolojideki Önemli Olaylar 1. Yaşamın (canlının) yapı taşları nelerdir? (Yaşam neden yapılmıştır) 2. Genetik materyal nedir? 3. Genler ne yapar? 4. Genler için ne molekül kodu (What Molecule Code For Genes?) 5. DNA’nın yapısı nasıldır? 6. DNA ve proteinler arasındaki bilgiyi ne taşır 7. Proteinlerin yapı taşları nelerdir?

3 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Outline Cont. 8. DNA’yı nasıl analiz edebiliriz 1. DNA’yı kopyalama 2. DNA’yı kesme ve yapıştırma 3. DNA uzunluğunun ölçülmesi 4. DNA’nın araştırılması (Probing) 9. Bir türün bireyleri nasıl farklılık gösterir. 10. Farklı türler nasıl farklılık gösterir. 1. Moleküler Gelişim/Evrim 2. Karşılaştırmalı genomik 3. Genomun geniden düzenlenmesi 11. Neden BiyoEnformatik

4 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Moleküler Biyoloji Nasıl Ortaya Çıktı? Mikroskobik biyoloji 1665’te başladı. Robert Hooke ( ) organizmaların hücrelerden oluştuğunu keşfetmiştir. Matthias Schleiden ( ) and Theodor Schwann ( ) hücre (hücre teorisi) çalışmasını 1830larda geliştirmişdir. Biyolojinin gözle görünenin ötesinde bir bilim dalı olduğunu ortaya koymuşlardır. Yaşamın incelenmesi hücrenin incelenmesine dönüşmüştür. Robert Hooke Theodor Schwann Matthias Schleiden

5 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Moleküler Biyoloji Tarihindeki Önemli Olaylar Gregor Mendel bahçe bezelyesinin kalıtımının temel kurallarını keşfetmiştir. Bir organizmanın (bireyin) verilen bir özelliği için iki alternatif kalıtım birimi vardır (baskın özellik ve çekinik (resesif ) özellik 1869 Johann Friedrich Miescher DNA’yı keşfetmiştir ve nüklein (nuclein) ismini vermiştir Mendel: Genetiğin Babası Johann Miescher

6 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Moleküler Biyoloji Tarihindeki Önemli Olaylar Edward Zacharias kromozomların nükleinlerden oluştuğunu ortaya koymuştur Richard Altmann nükleini nükleik asit olarak isimlendirmiştir. 1900’ den beri, 20 aminoasidin hepsinin kimyasal yapısı belirlenmiştir.

7 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Moleküler Biyoloji Tarihindeki Önemli Olaylar Emil Hermann Fischer Nobel ödülünü kazanmıştır: amino asitlerin bağlı olduğunu ve proteinleri oluşturduğunu ortaya koymuştur Kabul edilen: protein özellikleri amino asit bileşiminden ve düzenlenmesinden (composition and arrangement) tanımlanmaktadır ve bu şimdi kabul edilen bir gerçektir – Thomas Hunt Morgan kromozomlar üzerindeki genlerin ayrık kalıtım birimleri olduğunu keşfetmiştir Pheobus Aaron Theodore Lerene RNA’ yı keşfetmiştir. Emil Fischer Thomas Morgan

8 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Moleküler Biyoloji Tarihindeki Önemli Olaylar – George Beadle and Edward Tatum genlerin proteinleri oluşturduğunu belirlemişlerdir – Edwin Chargaff Sitozinin (Cytosine) koplementinin Guanin (Guanine) ve Adeninin ( Adenine) komplementinin Timin (Thymine) olduğunu bulmuştur. George Beadle Edward Tatum Edwin Chargaff

9 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Moleküler Biyoloji Tarihindeki Önemli Olaylar s – Mahlon Bush Hoagland tRNA bulan ilk kişidir – Alfred Hershey and Martha Chase DNA’ dan genleri yapar. Mahlon Hoagland Hershey Chase Deneyi

10 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Moleküler Biyoloji Tarihindeki Önemli Olaylar James D. Watson and Francis H. C. Crick DNA’nın çift sarmal yapıdan oluştuğunu anlamışlardır 1956 George Emil Palade sitoplazma içinde enzimleri üreten bölgenin RNA organellerinden oluşan Ribozom olduğunu göstermiştir. James Watson and Francis Crick George Emil Palade

11 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Moleküler Biyoloji Tarihindeki Önemli Olaylar Howard Temin and David Baltimore birbirinden bağımsız olarak ilk kısıtlama enzimlerini (restriction enzimleri) ortaya çıkardılar DNA, kısıtlama enzimleri denilen alan-özel endolükneaz ile tekrar üretilebilir parçalara bölünebilir; Parçalar bakteriyel vektörlere bağlanabilir ve bakteriyel evsahiplerinin içine yerleştirilebilir (gen klonlama veya or recombinan DNA teknolojisi)

12 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Moleküler Biyoloji Tarihindeki Önemli Olaylar Phillip Sharp and Richard Roberts pre-mRNA birbirine eklenen intron ve extronların kesilmesiyle işlenebilir olduğunu göstermiştir. Joan Steitz determined that the 5’ end of snRNA is partially complementary to the consensus sequence of 5’ splice junctions. Joan Steitz Phillip Sharp Richard Roberts

13 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Moleküler Biyoloji Tarihindeki Önemli Olaylar Leroy Hood: Otomatik dizileme mekanizması geliştirmiştir İnsan Geni Girişimi duyuruldu yıllık İnsan Geni Projesi kongre tarafından onaylandı ,11,12,22 kromozomlarının orta çözünürlükteki haritaları yayınlandı (Bu haritalar genlerin yerini kolayca belirlemek için işaretcileri göstermektedir.) Leroy Hood

14 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Moleküler Biyoloji Tarihindeki Önemli Olaylar John Craig Venter: İlk bakteriyel genom dizilendi (sequencing) Otomatik floresan dizileme aygıtları ve robotik operasyonlar 1996 İlk ökaryotik gen-maya- dizilendi John Craig Venter

15 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info 1997 E. Coli dizileme 1998 PerkinsElmer, Inc.. 96-capillary sequencer geliştirmiştir 1998 Caenorhabditis elegans (bir çeşit kurtçuk) geni tamamen dizilendi 1999 İlk insan kromozomu (no 22) dizilendi Moleküler Biyoloji Tarihindeki Önemli Olaylar

16 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Moleküler Biyoloji Tarihindeki Önemli Olaylar Drosophila melanogaster geni dizilendi 2001 Uluslararası İnsan Genom Dizilemesi : insan geninin ilk taslak dizisi yayınlandı

17 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Moleküler Biyoloji Tarihindeki Önemli Olaylar Present Nisan 2003 İnsan gen projesi (Human Genome Project) tamamlandı. Fare geni dizilendi. Nisan 2004 Sıçan geni dizilendi.

18 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Bölüm1: Ya ş amın (Canlının) yapı ta ş ı nedir?

19 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Bölüm 1 İçeriği: Bütün canlılar hücrelerden yapılmıştır Prokaryot (Prokaryote): Ökaryot (Eukaryote) Hücre haberleşmesi (Signaling) Hücrenin içinde ne vardır: DNA’dan, RNAya kadar Proteinlere kadar

20 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Hücreler Her yaşayan sistemin en temel çalışan birimidir. Her organizma birbirinden tamamen farklı iki hücre tipinin birisinden oluşmuştur prokaryotic hücreler veya ökaryotik hücreler. Prokaryotlar ve Ökaryotlar aynı ilkel hücreden üretilmiştir. Varolan bütün prokaryotik ve ökaryotik hücreler 3.5 milyar yıllık gelişimin (evrimin) sonucunda oluşmuşlardır.

21 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Hücreler Kimyasal bileşim –ağırlık olarak %70 su %7 küçük moleküller tuzlar yağlar (Lipid) aminoasitler nükleotitler (nucleotides) %23% makromoleküller proteinler polisakkaritler yağlar (Lipid) biyokimyasal (metabolik) izyolu (pathways) mRNA’nın proteinlere çevrilmesi

22 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Yaşam hücre ile başlar Hücre bir organizmanın bağımsız çalışabilen en küçük yapısal birimidir. Bütün hücrelerin bazı ortak özellikleri vardır

23 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Bütün Hücrelerin Ortak Yaşam Döngüsü Vardır Doğarlar, yerler, kopyalanırlar (replicate) ve ölürler

24 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info 2 tip hücre vardır : Prokaryotlar ile Ökaryotlar

25 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Prokaryotlar ve Ökaryotlar En son kanıtlara göre, yaşam ağacının üç ana dalı vardır Prokaryotlar arkebakteri’yi (antik olanlar ) ve bakteriyi içerir Ökaryotlar Ökarya krallığıdır ve bitkiler, hayvanlar, mantarlar ve belirli algleri içerir.

26 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Prokaryotlar ve Ökaryotlar devamı ProkaryotlarÖkaryotlar Tek hücreliTek veya çok hücreli Çekirdek (nucleus) yokÇekirdek var Organel (organelles) yokOrganeller var Bir parça dairesel DNAKromozomlar Transkripsiyon (kopya) değiştirmeyi postalayacak mRNA yok Ekson/intron yapıştırma (Exons/Introns splicing)

27 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Prokaryotlar ile Ökaryotlar Yapısal farklılıklar Prokaryotlar  Öbakteriyeller (Eubacterial) (mavi yeşil algler) ve arkebakteriler  sadece bir çeşit membran-zar -- plazma membran formları  hücre sınırları  Bilinen en küçük hücreler bakterilerdir.  Ecoli hücresi  3x10 6 protein molekülleri  polypeptid türler. Ökaryotlar  bitkiler, hayvanlar, tek hücreli canlılar (Protista) ve fungi (mantar)  iç membran formlarının karmaşık sistemleri  organel ve kompartmanlar ( compartments)  Hücre hacmi birkaçyüz kat daha geniş  Hela hücresi  5x10 9 protein molekülleri  ,000 polypeptit türleri

28 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Prokaryotlar ile Ökaryotlar Kromozom farklılıkları Prokaryotlar  E.coli geni t 4X10 6 baz çifti içerir  DNA’nın %90 dan fazlası proteini kodlar  membran sınırlı çekirdeği yoktur.  Dairesel DNA ve aşırı sargılı (supercoiled) domain  Histonlar (bir çeşit protein) bilinmemektedir. Ökaryotlar  Maya hücrelerinin genomu 1.35x10 7 baz çifti içerir  Bütün DNA’nın küçük bir parçası proteini kodlar.  Çoğu kodlanmayan sizileri tekrarlar.  Bütün kromozomlar bir memranla sınırlandırılmış nükleus içinde bulunur  DNA iki veya daha fazla kromozomlar arasında bölümüştür.  Beş set histon vardır  DNA paketleme ve gen DNA packaging and gene expressionun ayarlanması

29 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Sinyalleme İzyolları: Gen Aktivitesinin Kontrolü Beyine sahip olmak yerine, hücreler, izyolu denilen, karmaşık kimyasal reaksiyonlar aracılığı ile karar verir. Yeni materyalleri sentezler Diğer materyalleri boşa çıkarır. Yemek veya ölmek için signal verir

30 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Hücre Sinyalleme Örneği

31 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Hücre Mekanizması ve Bilgi Sistemi Hücreler kendi kopyalarını üretmek için bilgiyi depolarlar İnsan genomu 3 milyar civarında baz çift uzunluğundadır. İnsan vücudundaki herbir hücre aynı gen kümesini içerir. Fakat bu hücreler tarafından bütün genler kullanılmamıştır veya ifade edilmemiştir. Mekanizma: Topla ve kompontleri üret Kopyalamayı gerçekleştir Yeni ürünü (çocuğu-offspring) ortaya çıkar (Bir hücre bir araba fabrikasına benzetilebilir)

32 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Yaşamın (canlının) organizasyonuna bir bakış Nükleus= kütüphane Kromozomlar = kitaplıklar Genler = Kitaplar Bir organizmadaki neredeyse herbir hücre aynı kütüphaneleri ve aynı kitap setlerini içerir. Kitaplar bir vücuttaki herbir hücrenin ihtiyacı olan bütün bilgileri (DNA) gösterir. Böylece çeşitli aktiviteleri yürütebilir ve büyüyebilir.

33 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Terminoloji Genom : bir organizmanın genetik materyali Gen : DNA’nın içerdiği ve kromozomlarda bulunan ayrık kalıtsal bilgi birimlerine denir. Genotip (Genotype) : Bir organizmanın genetik ifadesi (makeup) Fenotip (Phenotype) : Bir organizmanın fiziksel ifade edilen özelliğidir. Nükleit asit : Biological Organizmaların çoğalmasına yarayan biyolojik moleküllerdir (RNA ve DNA)

34 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Terminoloji Genome bir organizmanın DNA’sının tamamına denir. Bir bakteri 600,000 DNA baz çiftini içerir. insan ve fare genomları 3 milyar civarında içerir. insan genomunda 24 farklı kromozom vardır Herbir kromozom çok fazla sayıda gen içerir Gen kalıtımın temel fiziksel ve işlevsel birimidir. proteinlerin nasıl yapılacağına dair kod komutlarını içeren DNA bazlarının dizilimidir. Protein hücresel yapıdan oluşurlar amino asit denilen daha küçük altbirimlerden oluşan büyük, karmaşık moleküllerdir

35 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Bütün canlılar 3 kritik moleküle bağımlıdır DNAlar Hücrenin nasıl çalıştığına dair bilgi içerirler RNAlar Küçük bilgi parçalarını diğer hücre bölümlerini taşımakla görevlidirler Protein oluşturmak için gereken şablonları sağlarlar Proteinler Diğer hücrelere sinyal gönderen enzimleri oluşturur ve gen aktivitesini düzenler Vücudun temel komponentlerini oluşturur (kıl, deri vs.)

36 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info DNA: Canlının (hayatın) kodu Bütün canlı organizmalarda bulunan ve 4 genomik harf kodundan oluşan yapıdır. Adenin, Guanin, Timin ve Sitozin. Birbirini tamamlayan tellerde A-T ve C-G ile eşleşir.

37 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info DNA, devamı DNA bir çift sarmal yapıdan oluşur ve aşağıdakilerden oluşmuştur. şeker molekülü fosfat grubu ve bir baz (A,C,G,T) DNA always reads from 5’ end to 3’ end for transcription replication 5’ ATTTAGGCC 3’ 3’ TAAATCCGG 5’

38 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info DNA, RNA, ve Bilginin Akışı Translation Çevrilme Transcription Uyarlama Kopyalama

39 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info DNA’dan RNA’ ya ve RNA’dan Proteine geçiş Bir gen iki adımda ifade edilebilir 1)Transcription (Uyarlama): RNA sentezi 2)Translation (Çevrilme): Protein sentezi

40 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info DNA Genetik Karakter (Makeup) Genler kalıtımla sağlanır ve aşağıdakilerle ifade edilir genotip (genetik karakter) fenotip (fiziksel karakter) Soldaki resimler gözün yeşil ve siyah genlerin fenopipleridir.

41 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info Hücre Bilgisi : Yaşamın (canlının) kullanım kitabı DNA, RNA, ve Proteinler string örnekleridir. Bu örnekler ya DNA ve RNA dört harfli nükleotitleri tarafından yazılmıştır (A C G T/U) yada proteinlerde bulunan yirmi harfli aminoasitler tarafından yazılmıştır. Herbir amino asit codon ismi verilen 3 nükleotit tarafından kodlanmıştır. (Leu, Arg, Met, gibi.)

42 An Introduction to Bioinformatics Algorithmswww.bioalgorithms.info 1. Bölüm Sonu


"Introduction to Bioinformatics Algorithms Moleküler Biyolojiye Giriş Angela Brooks, Raymond Brown, Calvin Chen, Mike Daly, Hoa." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları