Φυσικοί μηχανισμοί μεταφοράς γονιδίων  

 Τόπακας Ευάγγελος  Επίκουρος Καθηγητής ΕΜΠ  Σχολή Χημικών Μηχανικών, ΕΜΠ  vtopakas@central.ntua.gr  

Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.

Άδεια Χρήσης

 

ΓΕΝΕΤΙΚΟΣ ΑΝΑΣΥΝΔΥΑΣΜΟΣ     

Δημιουργία νέων γενοτύπων από δύο διαφορετικά γονιδιώματα 

3

Βασικά βήματα γενετικού ανασυνδυασμού 

Eισαγωγή DNA δότη σε κύτταρο δέκτη 

4 

  Μηχανισμοί  • Μετασχηματισμός:  Παραλαβή  ελεύθερου  DNA  από  ένα 

κύτταρο • Μεταγωγή:  Μεταφορά  ελεύθερου  DNA  από 

βακτηριοφάγο • Σύζευξη:  Μεταφορά  DNA  μεταξύ  άθικτων  κυττάρων  με 

άμεση επαφή • Εσωτερική  μεταφορά  γονιδίων:  Μετακίνηση  ενός  ή 

περισσότερων  γονιδίων  (τρανσποζόνια)  από  ένα  σημείο του DNA σε άλλο. 

5

ΓΕΝΕΤΙΚΟΣ ΑΝΑΣΥΝΔΥΑΣΜΟΣ  

ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ 

• Πλασμίδια: «οχήματα μεταφοράς» γονιδίων στα κύτταρα του δέκτη (φορείς κλωνοποίησης)  

• Χαρακτηριστικά:  Κυκλικά μόρια DNA Μικρό μέγεθος Δυνατότητα αντιγραφής στο κύτταρο‐δέκτη 

 • Ανάγκη  δημιουργίας  «επιδεκτικών»  κυττάρων  πχ 

επεξεργασία κυττάρων E. coli με Ca+  Συχνότητα 1:106, αύξηση με χρήση δεικτών 

6

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ φορέων DNA • Αντιγράφεται στο βακτήριο • Το εισερχόμενο DNA θα είναι σταθερό • Συνήθως εξω‐χρωμοσωμικό • Εύκολη η επιλογή του βακτηρίου που περιέχει το φορέα 

(αντίσταση στα αντιβιοτικά)  • Φορείς 

– Πλασμίδια (εξω‐χρωμοσωμικό κυκλικό DNA) – Βακτηριοφάγοι – Κοσμίδια  

7

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΦΟΡΕΩΝ DNA 

8

ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ ΤΟΥ ΑΝΑΣΥΝΔΥΑΣΜΕΝΟΥ DNA ΣΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ ΤΟΥ ΔΕΚΤΗ 

• Εισαγωγή πλασμιδίου στα κύτταρα του φορέα  • Μετασχηματισμός 

9

HEAT SHOCK 42OC, 45 sec

ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΑΤΡΗΣΗ 

10

Συνθήκες πχ για Pichia pastoris 2000 Volt, 4 ms 

ΜΕΤΑΓΩΓΗ 

• Βακτηριοφάγοι (ιοί): Ενσωμάτωση του DNA των φάγων από το κύτταρο δέκτη. 

• Είδη μεταγωγής:   Γενικευμένη μεταγωγή: Κατάτμηση 

του βακτηριακού DNA. Τυχαία ενσωμάτωση τμήματος DNA στον φάγο. Συνδυασμός του DNA φάγου με το DNA του κυττάρου δέκτη (βακτηρίου). 

Εξειδικευμένη μεταγωγή: Ενσωμάτωση συγκεκριμένων τμημάτων DNA στον φάγο (π.χ. φάγος λ).  11

ΣΥΖΕΥΞΗ  (OΡΙΖΟΝΤΙΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΓΟΝΙΔΙΩΝ) 

• Επίσωμα: Μόριο DNA που είτε είναι ενσωματωμένο στο DNA του κυττάρου δέκτη είτε χωρισμένο από αυτό (πλασμίδιο). 

• Μεταφορά επισώματος από κύτταρο δότη στο κύτταρο δέκτη: άμεση επαφή. 

12

ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΓΟΝΙΔΙΩΝ 

• Τρανσποζόνιο: Γονίδιο που έχει τη δυνατότητα να μετακινηθεί από ένα τμήμα DNA σε άλλο (εσωτερικά, στο ίδιο κύτταρο). 

• ΔΕΝ υπάρχει ομολογία με τη νέα θέση. 

• Μπορεί να κωδικεύουν ανθεκτικότητα στα αντιβιοτικά ‐> επιπτώσεις στην υγεία! 

• Δημιουργία μεταλλάξεων.   13

Χρηματοδότηση

• Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα.

• Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα Ε.Μ.Π.» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού.

• Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και ∆ια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.