1 of 27

Введение в молекулярную биологию

1

Коновалов Дмитрий Львович

На основе материалов Антонова Ивана

2 of 27

Обзор курса на семестр

2

​

  • Блок «Анализ данных секвенирования» :
    • 5 практических домашних задания
    • проверочная работа
  • Оценка:
    • Накоп = Округление(Среднее(ДЗ1+ДЗ2+ДЗ3+ДЗ4+ДЗ5+квиз))*0.8
    • Можно получить накоп в качестве итоговой оценки, не приходя на экзамен
    • Экзамен идет дополнительно с весом 0.3

3 of 27

С какими данными мы работали в прошлом году?

4 of 27

Что мы делали с этими данными?

5 of 27

Зачем нужно секвенировать ДНК или РНК?

6 of 27

План курса на полугодие

  1. Введение в молекулярную биологию
  2. Методы секвенирования ДНК
  3. Сборка генома
  4. Алгоритмы предсказания генов
  5. Аннотация функций генов
  6. Сдвиг рамки считывания
  7. Геном человека и некодирующие РНК
  8. Введение в РНК-сек
  9. Анализ данных РНК-сек
  10. Секвенирование отдельных клеток [
  11. Проверочная работа по теме РНК-сек
  12. GWAS
  13. Метагеномика.
  14. Заключение

​

7 of 27

План занятия

  • Что изучает молекулярная биология
  • ДНК и клонирование
  • Основные открытия и нобелевские премии
  • ​

​

8 of 27

Что изучает молекулярная биология

8

Википедия: Molecular biology is the branch of biology that concerns the molecular basis of biological activity in and between cells, including molecular synthesis, modification, mechanisms and interactions

9 of 27

4

https://mipt.lectoriy.ru/lecture/Biology-Molecular-L01-Skoblov-150326.01#about

10 of 27

ДНК – молекула жизни

10

11 of 27

Нобелевские премии по физиологии или медицине

8

Томас Морган экспериментально доказал положения хромосомной теории наследственности (книга «Механизм менделевской наследственности», 1915 год)

  • Гены находятся в хромосомах.
  • Гены расположены в хромосоме в

линейной последовательности.

…

  • Аллели генов занимают одинаковые

локусы в гомологичных хромосомах.

…

  • Каждый биологический вид характеризуется определённым набором хромосом — кариотипом.

12 of 27

Нобелевские премии по физиологии или медицине

9

Ученик Томаса Моргана

13 of 27

Лысенковщина в СССР

14 of 27

Нобелевские премии по физиологии или медицине

14

15 of 27

Что именно установили Уотсон и Крик в своей работе?

15

  • Молекула ДНК состоит из двух цепей
  • Принцип комплементарности
  • Центральная догма молекулярной биологии

16 of 27

Как фотография хранится в памяти компьютера?

17 of 27

Фотография состоит из пикселей

18 of 27

Трансляция

00000001

01110101

01010000

11111010

… 010101011111

Black

Dark red

Red

Red

Новая строка

ATG

AAA

CCC

GGG

GTT

TAC

CC

ATG

G

…

TGA

M A C G WN Q M

STOP!

19 of 27

Вернемся к ДНК!

​

Фотография в компьютере

ДНК в клетке

Название «участка»

Байт

Кодон

Размер «участка»

8

3

Алфавит

1/0

A/C/G/T

Что кодирует один

«участка»

Цвет пикселя

Аминокислота в белке

Количество разных

«участков»

​

64 разных кодонов

(20 разных аминокислот)

255 (28-1) цветов

​

​

Специальный

«участок»

Новая строка

Стоп кодон

Конечный результат

Фотография

Последовательность белка

20 of 27

Таблицы конвертации

20

Black

Dark red

Red

White

Новая строка

00000000

01110101

01010000

11111111

… 01010101

Метионит (M)

Глутамин (Q)

Валин (V)

Цистеин (C)

Стоп-кодон Стоп-кодон Стоп-кодон

ATG

CAG GTG TGT

… TGA

TAA TAG

21 of 27

Генетический код: кодон => аминокислота

21

Единственный ли это генетический код?

22 of 27

Трансляция

22

Видео карта

Картинка на компьютере

00000001010 … 010101011111

ATGAAACCCCATGG…TGA

Рибосома

M A C G…N Q D

Белок, состоящий из аминокислот

23 of 27

https://mipt.lectoriy.ru/lecture/Biology-Molecular-L01-Skoblov-150326.01#about 20

24 of 27

Белки -- молекулярные «работники» в клетке

24

25 of 27

Дерево жизни

25

26 of 27

Археи

26

27 of 27

Термины

27

  • ДНК, РНК, белок
  • Нуклеотиды, аминокислоты
  • Ген, хромосома, кариотип
  • Центральная догма молекулярной биологии
  • Принцип комплементарности
  • Генетический код
  • Репликация, транскрипция, трансляция
  • Рибосома, кодон