Přechod na hlavní menu, Přechod na podmenu, Přechod na obsah, Přechod na patičku
     

Gen, to je sekvence nukleotidů v DNA

Gen, to je sekvence nukleotidů v DNA

Mendel popsal gen jako samostatnou jednotku dědičnosti, která ovlivňuje viditelné znaky. Beadle a Tatum popsali gen jako samostatně děděné pokyny pro tvorbu jednoho proteinu, který ovlivňuje metabolickou dráhu. Rané sekvenační pokusy ukázaly, že proteiny jsou dlouhé řetězce aminokyselin, které jsou seřazeny v určitém pořadí. Díky objevu genetického kódu byla definice genu rozšířena – je to samostatná sekvence DNA kódující protein, která začíná START kodonem a končí STOP kodonem..

S objevem metod pro stanovení přesné sekvence nukleotidů, kterými je konkrétní gen tvořen, udělala analýza genů nesmírný pokrok. Sekvenování DNA bylo dříve založeno na znalosti DNA polymerázy a bezbuněčných systémů využitých pro replikaci DNA. Současným sekvenačním technologiím dominuje Sangerova enzymatická metoda, která chytře využívá „defektních“ nukleotidů DNA pro terminaci syntézy DNA.

Galerie

Fred Sanger (uprostřed) v jedenácti letech se svým starším bratrem a mladší sestrou. Fred Sanger s manželkou, 1940. Fred Sanger na sympoziu v Cold Spring Harbor roku 1949. Fred Sanger, konec 40. let. Fred Sanger ve své laboratoři, konec 50. let. Prohlíží si výsledky sekvenace. Fred Sanger při přebírání své druhé Nobelovy ceny, 1980.

Věděli jste, že?

Chemická sekvenační metoda, která byly použita v projektech jako například Humane Genome Project, je právě ta, kterou vynalezl Fred Sanger. Nicméně se současnou vyspělou technologií jsme schopni číst více než 500 nukleotidů během jedné reakce.

Hmm…

Počet nukleotidů, které můžeme jednou sekvenační reakcí přečíst, je limitovaný. Proč? Co je tím limitujícím faktorem?

Video

Videa v této kapitole jsou v původním anglickém znění.

Richard McCombie

Richard McCombie

Richard McCombie je vědecký pracovník a ředitel centra Lita Annenberg Hazen Genome Center v Cold Spring Harbor Laboratory.

Pro správné zobrazení videa musíte mít nainstalovaný Adobe Flash Player 9.0 nebo vyšší.

Frederick Sanger získal dvě Nobelovy ceny (ve stejné kategorii) za svoji práci na sekvenování proteinů a sekvenování DNA.

Frederick Sanger (1918–)

Chajkhljlhjklvenport

Frederick Sanger se narodil v anglickém Rendcombe. Jeho otec byl lékařem a od Freda se očekávalo, že bude pokračovat v jeho šlépějích. Sanger se ale zajímal o přírodu a vědu, a když šel na Cambridge University, rozhodl se, že medicínu studovat nebude. Cítil, že kariéra vědce mu může poskytnout lepší příležitost řešit nové a neznámé problémy.

Sanger byl odpůrcem války díky své quakerské výchově. Po dokončení bakalářské práce v roce 1939 pokračoval na Cambridge až do doktorského studia. S Albertem Neubergerem pracovali na metabolismu aminokyselin. Po obhajobě titulu Ph.D. roku 1943 začal Sanger pracovat s A. C. Chibnallem na identifikaci volných aminoskupin inzulinu. Během práce na identifikaci aminoskupin přišel Sanger na způsob, jak stanovit pořadí aminokyselin. Byl prvním člověkem, který získal pořadí aminokyselin v proteinu. Tak zjistil, že proteiny jsou uspořádané molekuly, a tak by i geny a DNA, které tyto proteiny utvářejí, měly mít také své pořadí či sekvenci. Sangerova první Nobelova cena za chemii v roce 1958 mu byla udělena právě za práci na struktuře proteinů.

Od roku 1951 byl zaměstnán v Medical Research Council v Cambridge University. V rámci stěhování Medical Research Council se roku 1962 také přesunul do Laboratoře molekulární biologie v Cambridge, kde Francis Crick, John Kendrew, Aaron Klug a další pracovali na problematice DNA. Řešením problému sekvenace DNA se stala jeho práce na sekvenování proteinů. Nejdříve se snažil najít způsoby, jak sekvenovat RNA, protože molekula RNA je menší. To následně vedlo k technologiím aplikovatelným na DNA a zejména k metodě založené na dideoxynukleotidech, dnes nejběžněji používané sekvenční metodě. Sanger tak získal v roce 1980 svou druhou Nobelovu cenu za chemii společně s Walterem Gilbertem a Paul Bergem. Sanger a Gilbert dostali ocenění za přínos moderní vědě v oblasti sekvenace bází nukleových kyselin. Paul Berg za práci na rekombinantní DNA.

Roku 1985 odešel Sanger do důchodu a většinu času tráví ve své zahradě. Své ženě, Margaret Joan, přičítá velikou zásluhu za to, že mu vždy byla pomocníkem a oporou v nevědecké části jeho života. Roku 1992 bylo organizacemi Wellcome Trust a Medical Research Council zřízeno Sanger Centre, výzkumné pracoviště pro prohlubování znalosti o genomech. Sanger Centre bylo jedním z hlavních sekvenačních center projektu Human Genome Sequencing Project. A mnoho dalších sekvenačních projektů se provádí právě v Sanger Centre.

Pan Sanger je podle všeho opravdovým gentlemanem, neobyčejně zdvořilým a okouzlujícím.


Věděli jste, že?

Fred Sanger patří mezi několik málo vyvolených, kteří obdrželi dvě a více Nobelových cen ve stejné kategorii. John Bardeen získal Nobelovu cenu dvakrát za fyziku a Mezinárodní výbor Červeného kříže (International Committee of the Red Cross) ji získal třikrát v kategorii Nobelovy ceny za mír.

Hmmm…

Oblasti bohaté na nukleotidy GC je technicky náročnější sekvenovat ve srovnání s AT bohatými místy. Čím to podle tvého názoru je?

RNDr. Pavel Lízal, Ph.D., Mgr. Zuzana Hanzelková a kolektiv |
ÚEB, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita |
Mendelovo muzeum, Masarykova univerzita |
Návrat na úvodní stránku webu, přístupnost |
Stránky Přírodovědecké fakulty MU
| Technická spolupráce:
| Servisní středisko pro e-learning na MU
| Fakulta informatiky Masarykovy univerzity, 2013

Centrum interaktivních a multimediálních studijních opor pro inovaci výuky a efektivní učení | CZ.1.07/2.2.00/28.0041