1953 Watson og Crick publicerer modellen for DNA-molekylets opbygning1960 Messenger-RNA opdages1962 Watson og Crick modtager Nobelprisen i medicin for deres opdagelse af DNA’s opbygning1966 Den genetiske kode knækkes. Man finder ud af at 3 RNA-baser ad gangen koder for en aminosyre1970 Restriktionsenzymer opdages1972 Man opdager at der er 99 % lighed mellem menneskets DNA og DNA fra gorillaer og chimpanser1973 Cohen og Boyer udfører den første gensplejsning på bakterier1975 Det første komplette DNA-genom fra bakteriofag φX174 sekventeres1977 Det første menneskegen udtrykkes i bakterier Det første genteknologifirma producerer medicin via gensplejsede mikroorganismer Sanger udvikler en metode til DNA-sekventering, altså DNA-sekvensbestemmelse1978 Humaninsulin produceres via gensplejsede mikroorganismer1980 Et amerikansk oliefirma opnår patent på en genmodificeret olieædende bakterie1981 Amerikanere producerer den første transgene mus Kinesere fremstiller den første klonede fisk – en guldkarpe Menneskeoncogener, altså cancergener, opdages1983 Fremstilling af det første kunstige kromosom Opdagelse af genetiske markører for alvorlige arvelige sygdomme1984 Etablering af DNA-fingerprinting, altså teknikken for at lave genetisk fingeraftryk Hiv-virus-genom klones og sekventeres1985 DNA-fingerprinting bruges i retssager Prøvedyrkning af genmodificerede planter1986 Kommerciel dyrkning af gensplejsede tobaksplanter tillades i USA Introduktion af PCR-metoden der kan opformere DNA1988 Det humane genom-projekt starter1989 Genmutationen for cystisk fibrose opdages1990 Pige med immunforsvarssygdom ADA behandles med genterapi Enzym dannet via gensplejsede mikroorganismer til osteproduktion kommer på markedet Transgen malkeko producerer menneskeproteiner i sin mælk1993 Markedsføring af gensplejset langtidsholdbar tomat1994 Brystkræftgen opdages1995 Første fuldstændige sekventering af en organismes DNA, bakterien Haemophilus influenzae Genterapi og antistoffer fremstillet via genteknologi anvendes til kræftbehandling1996 Fåret Dolly klones fra en yvercelle1997 Der udvindes DNA fra ca. 40.000 år gamle neandertalerknogler 1998 Anvendelse af embryonale stamceller til dannelse af væv Det første fulde dyregenom sekventeres fra nematoden Caenorhabditis elegans2000 Gensplejset ‘golden rice’ med højere A-vitamin-indhold Fremstilling af klonede svin der kan producere humane organer Malariamyggen gensplejses så sygdommen ikke så let spredes2001 Det humane genom publiceres2003 Japanske forskere laver gensplejset koffeinfri kaffebønne2004 RNAi-medicin anvendes, dvs. medicin der blokerer translation af mRNA til protein Første klonede kæledyr – en kat2009 Ny ‘switch’-metode skaber afgrænsede mutationer, og metoden giver håb om mulig voksen-stamcelleterapi på patienter med muskelsvindslidelser

DPi

Kromatinfiber

Deoxyribose

Kromosom

Histoner (protein)DNA

Strukturprotein

Phosphatgruppe

3’-ende

5’-ende

D DD D

Pi Pi Pi Pi Pi PiPi Pi

Pi Pi Pi Pi PiPiPi Pi

D D D D

D D DD D DD D

T T GA C TA T

T GA C T A AA

5CH2OH

C1

C3

4C

2C

OHO

HH H

HOH

H

a

H

NH2

C

N

N

HC C

CN

N

CH

O

C

NH

HN

C CH

C CH3

O

Thymin

DeoxyribosePhosphat (PO43-)

Symbol

A

G C

T

Symbol Symbol

Symbol

Symbol

O

H

C C

N

HN

C C

C

H2N

N

N

CH

Guanin

Adenin

SymbolDPi

P

O-

O-

O- O

CytosinH

NH2

N

N

CO CH

CH

b

ADPi

D GPi

TDPi

CDPi

a

3’

b

URPi

Pi CH2OH

C

C C

C

OHO

HH H

OHOH

H

Ribose

Symbol

R

Uracil

O

C

NH

HN

C CH

CH

O

U

Symbol

U

C A U G C A U G C A U G C A U G C A U G C A U G C

C U AA

GA

C

GA

C

GA

C

UG

A G

UG

A

UG

AG

5’

Phosphat (PO43-)

P

O-

O-

O- O

Tema 2

Figur 6. DNA-replikation.Bioteknologi 1 © 2009 · by Nucleus Forlag ·

· ISBN 978-87-90363-43-7.

TA

1. Helikase åbner strengen

2. DNA-polymerase sætternucleotider på den ledendestreng i 5’-3’-retningen

4. DNA-polymerasefylder hullerne udmed nucleotider i 5’-3’-retningen

3. DNA-polymerasesætter nucleotiderpå følgestrengeni 5’-3’-retningen

Primer

5. Hullerne lukkes

A 5’ 3’

5’

3’

5’

5’

5’

5’

3’

5’

3’

5’

3’5’

3’5’

3’

3’ 5’

3’5’T

A T

TA

AT

C G A TG

C T

G C

C G

T A

T A

T A

A T

G C

C G

T A

A

T A

A T

G C

C G

T A

T

TA

AT

AT

TA

GC

CG

met eller start

thr

asnlys

ser

arg

val

ala

aspglu

gly phe leuser

tyrStop

cysStoptrp

leu

pro

hisgln

argile

UCAG

UCAGUCAG

UCAG

UCAGUCAG

UCAG

UCAG

UCAG

UC

UC

UC

UC

UCUC

UC

AGAG

AG

AG

AG

AG

G

G

G G

G

AA

A

AA

C

C

C

C

C

U

U

U

U

U AG

RNA-kode

met eller start

thr

asnlys

ser

arg

val

ala

aspglu

gly phe leuser

tyrStop

cysStoptrp

leu

pro

hisgln

argile

AGTC

AGTC

AGTC

AGTC

AGTC

AGTC

AGTC

AGTCAGTC

AG

AG

AG

AG

AG

AG

AGTC

TC

TC

TC C

C

CC

C

TT

T

TT

G

G

G

G

G

A

A

A

A

A

TC

C

TC

T

DNA-kode

DNA RNA mRNA Protein

Transkription Translation

Gen

Promotor TerminatorExon

Intron

Exon

Intron

CCG

gly

asn glnvalalaarg

CAG

UUAGUCCGAGCUGUCAAUCAGGGCACGAUCUCG

Kerne

DNA

RNA

mRNA

tRNA

Aminosyre

RibosomrRNA

Cytoplasma

snRNA

TranskriptionTranslation

CellemembranCellevæg

Nydannet aminosyrekæde (protein)

Ribosom

5’

mRNA

Bakterie-DNA

’

Organisme Kromosomtal

Huskat 38

Hund 78

Ræv 34

Hest 64

Æsel 62

Svin 40

Ko 60

Husmus 40

Menneske 46

Gorilla 48

Orangutang 48

Høne 78

Alligator 32

Salamander 24

Bananflue 8

Husflue 12

Kartoffel 48

Tomat 24

Sojabønne 40

Ris 24

Majs 20

Slangetungeart (en bregne) 1320

Frytleart (en halvgræs) 6

T GA A C

Et STR (Short Tandem Repeat) eksempel kunne være dette

Her er ATTCG basesekvensen gentaget tre gange

T GA A

T T GA

D

C T TA GC T T GA C

C T GA A C

PiD

PiD

PiD

PiD

PiD

PiD

PiD

PiD

PiD

PiD

PiD

PiD

PiD D

D D D D D D D D D D D D D D D

Pi

Pi Pi Pi Pi Pi Pi Pi Pi Pi Pi Pi Pi Pi Pi

T GA A C

Hc16

15

13

13

21

24

26

28

31

32

35

H

Gruppe I – Dobbeltstrenget DNA-virus (dsDNA)

• Adenoviridae • Herpesviridae (skoldkopper, mononukleose) • Papillomaviridae • Papovaviridae (fodvorter) • Poxviridae (kopper)

Gruppe II – Enkeltstrenget DNA-virus (ssDNA)

• Nanoviridae • Parvoviridae (lussingesyge/5. børnesygdom)

Gruppe III – Dobbeltstrenget RNA-virus (dsRNA)

• Reoviridae

Gruppe IV – Positivt polariseret enkeltstrenget RNA-virus (+ssRNA)

• Togaviridae (røde hunde og gul feber) • Coronaviridae (fugleinfluenza) • Picornaviridae (polio)

Gruppe V – Negativt polariseret enkeltstrenget RNA-virus (-ssRNA)

• Rhabdoviridae (hundegalskab) • Orthomyxoviridae (influenza A, B og C) • Paramyxoviridae (Newcastle disease, fåresyge og mæslinger) • Filoviridae (Ebola og Marburg-feber)

Gruppe VI – Reverstranskriberende enkeltstrenget RNA-virus (ssRNA-RT)

• Retrovirus (hiv)

Gruppe VII – Reverstranskriberende dobbeltstrenget DNA-virus (dsDNA-RT)

• Hepatitis B (smitsom leverbetændelse)

Fælles stamfar

Bakterier Archaea Eukaryoter

Thermotoga

FlavobakterierCyanobakterier

Purpurbakterier Gram-negative bakterier

AquifexDiplomonader

Microsporidier

PyrodictiumThermokokker

Methanopyrus

Methanokokker ThermoplasmaThermoproteus

Skimmel-svampeMethanobakterier

Halobakterier Entamoeba Dyr

Svampe

Ciliater

Flagellater

Planter

DNA-molekyle

3’ 5’5’ 3’

3’ 5’

3’ 5’

5’ 3’

5’ 3’

3’ 5’5’ 3’

3’ 5’5’ 3’

3’ 5’5’ 3’

3’ 5’5’ 3’

3’ 5’5’ 3’

3’ 5’

5’ 3’

3’ 5’

5’ 3’

Primer

Første cyklus Anden cyklus

Osv.

Ved ca. 90 ˚C bliver DNA delt i to enkelt-strenge

Temperaturen sænkes til ca. 60 ˚CPrimere hæfter sig på de to enkeltstrenge, og DNA-polymerase tilkobler frie nucleo-tider. Resultatet er to DNA bestående af en ny og en gammel streng

Temperaturen sænkes til ca. 60 ˚C, og DNA bliver dobbeltstrenget vha. primere og DNA-polymerase og frie nucleotider

Processen fortsætter ved at hæve og sænke temperaturen til man har en stor mængde af de samme DNA

Temperaturen hæves til ca. 90 ˚C, og DNA adskilles i enkelt-strenge

BamHI

EcoRI

HindIII

T

G

G A

GA

A

C

G

A A T T C

C

C C T A G

A A

G

A

AG

G

C TT

CT T

TTC

+

-Negativ pol DNA-stykkernes vandringsretningStore DNA-stykker

Små DNA-stykker

Påsætningsbrønde

Størrelses- 1 2 3markør

Positiv pol

Skabelonstreng

Strengen denaturerer

Smeltning

Primer

dGTP, dCTP, dATP, dTTP

Fluorescerende ddTTP, ddCTP, ddATP, ddGTP

DNA-polymerase

T G A A T G

TA

GC

AT

AT

TA

GC

CG

TA

CG

GC

AT

TA

AT

AT T C A C

A C T T A CCG

TA

CG

GC

AT

TA

A AT

GT T C A C

TA

GC

AT

AT

TA

GC

CG

TA

CG

GC

AT

TA T T T C A C

TA

GC

AT

AT

TA

GC

CG

TA

CG C T A T T T C A CT

A

5’

3’

G

C

A

T

A

T

T

A

G

C

C

G

T

A

C

G

G

C

A

T

T

A

A

T

A

T

A

T

G

C

T

A

G

C

3’

5’

TA

5’3’

GC

AT

AT

TA

GC

CG

TA

CG

GC

AT

TA

AT

AT

AT

GC

TA

GC

3’5’

T G A A T G

A

Art 1

100

50

070 80 90 °C

100

50

070 80 90 °C

% enkeltstrenget DNA

% enkeltstrenget DNAHybrid-DNA

Ts

Smeltekurver

Smeltning

Hybridisering

Smeltning

Art 2

Ts

DNA

mRNA

Kunstigt RNA

Transkription Translation

Protein Aminosyrer

Ribosom

Cellen tilføres dobbelt-strenget RNA der er komplementært til det man vil slukke

RISC tilføres udefra eller aktiveres af cellen selv.

RISC spalter siRNA til enkeltstrenget RNA

Dicer-enzymet klipper dsRNA i stykker til siRNA

Dicer-enzym

Cellemembran

Det aktive RISC-kompleks binder sig til mRNA fra det gen man vil ’slukke’

Aktivt RISC-kompleks

siRNA

mRNA

Nedbrudt mRNA

Enzymerne i RISC-komplekset nedbryder mRNA så der ikke bliver dannet noget protein

dsRNA

RISC

RISC kobler sig til siRNA

+ -

1

2

3

4

Kombineret mikroelektrode og mikropipette

Celler

RNA eller DNA

RNA eller DNA

Cellemembran med midlertidige porer

Celle med lukket cellemembran og optaget RNA eller DNA

Cellekerne

Elektriske impulser