Школа Науки о данных. Введение в молекулярную биологию

Содержание

Слайд 2

Введение в молекулярную биологию Молекулярная биология для компьютерщиков за полтора часа

Введение в молекулярную биологию
Молекулярная биология для компьютерщиков
за полтора часа

Мария

Попцова

зав. лаборатории биоинформатики
факультет компьютерных наук

Слайд 3

Объекты в биологии Биологический объект - это живой организм Все живые

Объекты в биологии

Биологический объект - это живой организм
Все живые тела состоят

из клеток
Клетка – элементарная единица живого
Все клетки имеют одинаковые принципы организации
Слайд 4

Клетка-город Объект биологии

Клетка-город

Объект биологии

Слайд 5

Клетка как город Внешняя стена с воротами => мембрана с каналами

Клетка как город

Внешняя стена с воротами => мембрана с каналами
Кремль =>

ядро
Библиотека => геном
Библиотека находится в Кремле => геном находится в ядре
Роботы => белки
В книгах библиотеки (геноме) содержатся инструкции как делать роботов (белки)
Слайд 6

Why do we need genome? The inner life of the cell https://www.youtube.com/watch?v=wJyUtbn0O5Y

Why do we need genome? The inner life of the cell

https://www.youtube.com/watch?v=wJyUtbn0O5Y

Слайд 7

ЧТО ТАКОЕ ГЕНОМ? Для биолога Для биоинформатика Ряд Нобелевских премий 1950-1970

ЧТО ТАКОЕ ГЕНОМ?

Для биолога
Для биоинформатика

Ряд Нобелевских премий 1950-1970

Слайд 8

Геномы разных органзимов

Геномы разных органзимов

Слайд 9

Вторичная структура – альфа-спираль и бета-лист Альфа-субъединица АТФ-синтетазы Лайнус Полинг Нобелевская

Вторичная структура – альфа-спираль и бета-лист

Альфа-субъединица АТФ-синтетазы

Лайнус Полинг

Нобелевская премия по

химии 1954

Обитатели клетки-города

Слайд 10

Proteins are made of 20 amino acids Over 100 amino acids exist in nature

Proteins are made of 20 amino acids

Over 100 amino acids exist

in nature
Слайд 11

Белок - текст, написанный на алфавите из 20 букв

Белок - текст, написанный на алфавите
из 20 букв

Слайд 12

Genome is made of DNA

Genome is made of DNA

Слайд 13

DNA is made of 4 nucleotides

DNA is made of 4 nucleotides

Слайд 14

Chargaff’s rules 1st Chargaff’s rule А=Т and G=C in double-stranded DNA

Chargaff’s rules

1st Chargaff’s rule
А=Т and G=C in double-stranded DNA
2nd Chargaff’s rule
А=Т

и G=C in single-stranded DNA

http://www.youtube.com/watch?v=HvJlnujmYcg

Human Genome:
A=30.9% and T=29.4%; G=19.9% and C=19.8%

Слайд 15

Good Quality DNA X-Ray images Морис Уилкинс и Розалинд Франклин .

Good Quality DNA X-Ray images

Морис Уилкинс и Розалинд Франклин
.

Слайд 16

Nobel Prize in 1962 Геном - текст, написанный на алфавите из 4 букв

Nobel Prize in 1962

Геном - текст, написанный на алфавите
из 4

букв
Слайд 17

Расшифровать генетический код

Расшифровать генетический код

Слайд 18

Георгий Гамов - объясняет загадочное число 20. - число различных ромбовых

Георгий Гамов

- объясняет загадочное число 20.
- число различных ромбовых комбинаций

именно в такой модели равно как раз двадцати.

Бубновый код

Треугольный (комбинаторный)

Перекрывающиеся

Слайд 19

«Мы просто пили калифорнийское вино, и нам приходили идеи» Георгий Антонович

«Мы просто пили калифорнийское вино, и нам приходили идеи» Георгий Антонович

Гамов

Джордж Гамов, физик, ALA — аланин Ричард Фейнман, физик, GLY- глицин Джеймс Уотсон, биолог, PRO — пролин Макс Дельбрюк, физик, TRP триптофан Фрэнсис Крик, биолог, TYR – тиразин
Эрвин Чаргаф, биохимик, LYS – лизин

Francis Crick, Alexander Rich, George Gamow, James Watson, Melvin Calvin

Клуб РНК-галстуков

Слайд 20

Код без запятых Синтез белков происходит не на ДНК, а на

Код без запятых

Синтез белков происходит не на ДНК, а на посреднике

в виде молекулы РНК
Гипотеза Крика об адаптерных молекулах
Проблема рамки считывания и значащих и незначащих кодонов

Френсис Крик

Слайд 21

1957, Francis Crick a talk at University College, London Francis Crick’s

1957, Francis Crick a talk at University College, London

Francis Crick’s unpublished

1956 sketch of the central dogma. (Image: Wellcome Library, London.)

стала известна
как Crick’s Central Dogma
или
Центральная догма молекулярной эволюции

Слайд 22

Открытие РНК Об РНК знали с 1868 года, когда Фридрих Мишер

Открытие РНК

Об РНК знали с 1868 года, когда Фридрих Мишер

открыл нуклеиновые кислоты.
1961 - Две публикации в Nature
announcing the isolation of messenger RNA (mRNA)
Theoretical Review François Jacob and Jacques Monod about role of mRNA in gene regulation
Слайд 23

V Международный биохимический конгресс 1961 Москва, 10-16 августа Ниренберг М.В., Маттеи

V Международный биохимический конгресс

1961

Москва, 10-16 августа

Ниренберг М.В., Маттеи Г. // Тр.

V Международ. биохим. конгресса. Симп.1. 1962.
С.211—226
Слайд 24

Эксперимент Ниренберга

Эксперимент Ниренберга

Слайд 25

1968 - Нобелевская премия по физиологии и медицине Ниренберг, Хорана, Холли

1968 - Нобелевская премия по физиологии и медицине

Ниренберг, Хорана,
Холли

Слайд 26

Центральная догма молекулярной биологии ДНК РНК Белок Репликация Транскрипция Трансляция

Центральная догма молекулярной биологии

ДНК

РНК

Белок

Репликация

Транскрипция

Трансляция

Слайд 27

DNA replication https://www.youtube.com/watch?v=4jtmOZaIvS0

DNA replication

https://www.youtube.com/watch?v=4jtmOZaIvS0

Слайд 28

Transcription and translation https://www.youtube.com/watch?v=41_Ne5mS2ls

Transcription and translation

https://www.youtube.com/watch?v=41_Ne5mS2ls

Слайд 29

Рождение технологий

Рождение технологий

Слайд 30

1977 год Нобелевская премия по химии 1980 г. Метод секвенирования Сэнгера

1977 год

Нобелевская премия по химии 1980 г.

Метод секвенирования Сэнгера

The Wellcome Trust

Sanger Institute, 1992

1992 г

Начал с получения полной аминокислотной последовательности инсулина в 1951-52

Слайд 31

Первый отсеквенированный геном 1995 г. бактерия Haemophilus influenzae –гемофильная палочка или палочка Пфейфера 5 Mb

Первый отсеквенированный геном

1995 г.
бактерия Haemophilus influenzae –гемофильная палочка или палочка

Пфейфера

5 Mb

Слайд 32

Human Genome Project Started in 1990 Finished 2001/2003 Sanger Sequencing 3 Gb

Human Genome Project

Started in 1990
Finished 2001/2003
Sanger Sequencing

3 Gb

Слайд 33

Слайд 34

Next Generation Sequencing, or NextGenSeq, or NGS

Next Generation Sequencing, or NextGenSeq, or NGS

Слайд 35

Слайд 36

Слайд 37

NextGen Sequencing Revolution Human genome – Volumes, double-sided, 4pt, ~ 43,000

NextGen Sequencing Revolution

Human genome –
Volumes, double-sided,
4pt, ~ 43,000

chars per page

To print is more expensive than to sequence