PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias...

100
PROYECTO GENOMA HUMANO Medicina Molecular 2011 Maestría en Biología Molecular Médica- UBA

Transcript of PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias...

Page 1: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

PROYECTO GENOMA HUMANO

Medicina Molecular 2011Maestría en Biología Molecular

Médica- UBA

Page 2: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Medicina Molecular 2011Maestría en Biología Molecular Médica- UBA

GENOMA HUMANO

Page 3: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Some landmarks on the way tothe genome sequence

• 1940s Recognition that DNA is thehereditary material

• 1953 Double-helix structure described• 1966 Genetic code cracked• 1972 Recombinant DNA technology

developed• 1975-77 DNA sequencing technology

developed

Page 4: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas
Page 5: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas
Page 6: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas
Page 7: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

• SI DESPLEGAMOS TODO EL DNA CONTENIDO EN LOS 46 CROMOSOMAS EL DNA MEDIRIA 2 METROS DE LONGITUD.

Page 8: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Arthur Kornberg, Premio Nobel de Medicina 1959

Page 9: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

TRANSCRIPCION

Page 10: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas
Page 11: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Severo Ochoa- Premio Nobel de Medicina 1959

Page 12: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Protein Synthesis -Transcription

• Each gene codes for a protein• DNA sense strand acts as template

and is ‘transcribed’ into messenger RNA (mirror image of the DNA but Uracil instead of Thymine)

DNA

mRNA

A T C G GU A G C C

Page 13: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

DILUCIDACION DEL CÓDIGO GENÉTICO

Page 14: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas
Page 15: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

The Genetic Code

The 3-base genetic code is shown in its RNA format

Page 16: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Marshall Nirenberg. Premio Nobel de Medicina 1968

Page 17: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Severo Ochoa- Premio Nobel de Medicina 1959

Page 18: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

EL DNA TIENE INTRONES Y EXONES

Page 19: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Exons

Introns

Gene Structure

Promoter

TAATAG ‘stop’TGA

ATGstart

Exon = coding sequenceIntron= interveningsequence (non-coding)

Page 20: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

SPLICING

Page 21: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas
Page 22: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

SPLICING ALTERNATIVO

Page 23: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

J. Darnell. Splicing alterantivo

Page 24: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas
Page 25: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

SPLICEOSOMA

Spliceosoma de HeLa + pre-mRNA de beta globina

Page 26: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

SPLICING DIFERENCIAL EN DISTINTOS TEJIDOS

Page 27: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Some landmarks on the way tothe genome sequence

• 1940s Recognition that DNA is thehereditary material

• 1953 Double-helix structure described• 1966 Genetic code cracked• 1972 Recombinant DNA technology

developed• 1975-77 DNA sequencing technology

developed

Page 28: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

TRADUCCION

Page 29: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas
Page 30: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Some landmarks on the way tothe genome sequence

• 1940s Recognition that DNA is thehereditary material

• 1953 Double-helix structure described• 1966 Genetic code cracked• 1972 Recombinant DNA technology

developed• 1975-77 DNA sequencing technology

developed

Page 31: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

ENZIMAS DE RESTRICCION

Page 32: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas
Page 33: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

POLYMERASE CHAIN REACTION

Page 34: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas
Page 35: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

PCR

Page 36: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

PLASMIDOS

Page 37: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas
Page 38: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas
Page 39: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

T-37

Page 40: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

T-34

Page 41: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas
Page 42: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Some landmarks on the way tothe genome sequence

• 1940s Recognition that DNA is thehereditary material

• 1953 Double-helix structure described• 1966 Genetic code cracked• 1972 Recombinant DNA technology

developed• 1975-77 DNA sequencing technology

developed

Page 43: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Frederick Sanger, Nobel Prize 1958 y 1980

Page 44: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas
Page 45: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas
Page 46: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas
Page 47: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Landmarks• 1983 First human disease gene mapped

(Huntington’s disease). Gene finally isolated in 1993

• 1990 Human Genome Project launched• 1995 Human Physical map completed• 1996 Sequencing begins• 1999 Full-scale sequencing begins• 2001 ‘Working draft’ produced• 2003 Final sequence published

Page 48: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas
Page 49: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Meeting en Alta, Utah, 1984

Page 50: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Human Genome Project Goals

• identify all the genes in human DNA, • determine the sequences of the 3 billion chemical

base pairs that make up human DNA• store this information in databases, • improve tools for data analysis, • transfer related technologies to the private sector, and • address the ethical, legal, and social issues (ELSI)

that may arise from the project.

Page 51: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Why?•virtually all disease states arisethrough complex interplay betweengenes & environment•almost all progress to date is onsingle-gene disorders•Cancers, heart disease, hypertensionetc, all have genetic component,

–many genes involved–hard to get at by traditional techniques

Page 52: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Cinco instancias de análisis del GH y sus productos:• GENOMA HUMANO: análisis de la secuencia completa• TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias

transcriptas en mRNA (genes)• PROTEOMA HUMANO: análisis de las proteínas presentes en

las células humanas• GLICOMA HUMANO: análisis de las glicoproteínas presentes

en las células humanas• LIPIDOMA HUMANO: análisis de los lípidos presentes en las

células humanas

Proyecto Genoma Humano

Page 53: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas especies Especie Genoma Haploide Genes (pares de Bases, bp) (n) Homo sapiens 3.000.000.000. 30.000 - 35.000 Mus musculus 3.000.000.000. 30.000-35.000 Rattus norvegicus 3.000.000.000. 30.000-35.000 Drosophila 165.000.000. 15.000 - 25.000 (mosca de la fruta) C. elegans 100.000.000. 19.000 Levadura y hongos 14.000.000. 8.355 - 8.947 E. Coli 4.670.000. 3.237 H.Influenzae 1.800.000. M. Genitalium 580.000.

Proyecto Genoma Humano

Page 54: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

The Human Genome Race

Page 55: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Collins vs. Venter

Francis Collins Craig Venter

Page 56: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

2.000

Page 57: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Collins

• Francis Collins, a physician, isdirector of the National Human Genome Research Institute.

• His research laboratory wasresponsible for identifying thegenes responsible for CysticFibrosis, Neurofibromatosis, and Huntington's disease.

Page 58: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

VenterVenter founded the nonprofit Institute

for Genomic Research in 1992. Before that he was section chiefand a laboratory chief at theNational Institutes of NeurologicalDisorders and the NationalInstitutes of Health. Celera Genomics is part of the PE Corporation.

Page 59: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

VenterCelera is a for-profit

organization whose motto is“Discovery Can’t Wait”

Page 60: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Intro to Sequencing• To read the DNA, the chromosomes

are cut into tiny pieces, each ofwhich is read individually.

• When all the segments have beenread they are assembled in thecorrect order. Link these fragmentsto self-replicating forms of DNA = vectors.

Page 61: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Intro to Sequencing• Two approaches have been used

to sequence the genome. • They differ in the methods they use

to cut up the DNA, assemble it in the correct order, and whether theymap the chromosomes beforedecoding the sequence.

Page 62: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Intro to Sequencing: BAC toBAC

• The BAC-to-BAC method: • the first to be employed in human

genome studies• slow but sure• also called the “map based

method”

Page 63: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

BAC to BAC - 1• First create a rough physical

map of the whole genomebefore sequencing the DNA

• requires cutting the chromosomesinto large pieces and then figuringout the order of these big chunks ofDNA before taking a closer look and sequencing all the fragments.

Page 64: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

BAC to BAC - 2

II. Several copies of the genomeare randomly cut into piecesthat are about 150,000 base pairs (bp) long.

Page 65: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

BAC to BAC - 2

Page 66: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

BAC to BAC - 3

Each of these 150,000 bp fragmentis inserted into a BAC ♦ A BAC is a man made piece of DNA that can

replicate inside a bacterial cell.♦ The collection of BACs containing the

entire human genome is called “a BAC library”.

Page 67: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

BAC to BAC - 3

Page 68: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

BAC to BAC - 4These pieces are fingerprinted to give

each piece a unique identification tagthat determines the order of thefragments.

Cutting each BAC fragment with a single enzyme and finding commonsequence landmarks in overlappingfragments that determine the locationof each BAC along the chromosome.

Page 69: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

BAC to BAC - 4

Then overlapping BACs with markers every 100,000 bp form a map of each chromosome

Page 70: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

BAC to BAC - 4

Page 71: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

BAC to BAC - 5

Each BAC is then broken randomly into 1,500 bppieces and placed in anotherartificial piece of DNA calledM13. This collection is knownas an M13 library.

Page 72: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas
Page 73: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

BAC to

BAC - 5

Page 74: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

BAC to BAC - 6

All the M13 libraries are sequenced. 500 bp from one end of thefragment are sequencedgenerating millions ofsequences

Page 75: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

BAC to BAC - 7

These sequences are fed intoa computer program calledPHRAP that looks forcommon sequences that jointwo fragments together.

Page 76: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

BAC to BAC - 7

Page 77: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Whole Genome Shotgun - 1

The shotgun sequencingmethod goes straight to thejob of decoding, bypassingthe need for a physical map.

Page 78: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Whole Genome Shotgun - 2

Multiple copies of the genomeare randomly shredded intopieces that are 10,000 bp long by squeezing the DNA througha pressurized syringe. This isdone a second time togenerate pieces that are 2,000 bp long.

Page 79: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Whole Genome Shotgun - 2

Page 80: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Whole Genome Shotgun - 3

Each 2,000 and 10,000 bpfragment is inserted into a plasmid, which is a piece of DNA that can replicate in bacteria.

The two collections of plasmidscontaining 2,000 and 10,000 bpchunks of human DNA are known as plasmid libraries.

Page 81: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Intro to Sequencing: WholeGenome Shotgun

• Whole Genome Shotgun Methodbrings speed into the picture, enabling researchers to do the jobin months to a year.

• Developed by Celera presidentCraig Venter in 1996 when he wasat the Institute for GenomicResearch.

Page 82: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

WholeGenome

Shotgun - 3

Page 83: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Whole Genome Shotgun - 4

Both plasmid libraries are sequenced.

500 bp from each end of eachfragment are decoded generatingmillions of sequences. Sequencing both ends of eachinsert is critical for assembling theentire chromosome.

Page 84: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

WholeGenome

Shotgun - 4

Page 85: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Whole Genome Shotgun - 5

Computer algorithmsassemble the millions ofsequenced fragments into a continuous stretch resemblingeach chromosome.

Page 86: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Whole Genome Shotgun - 5

Page 87: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

• Genome sequencing factories churn out raw sequence data at an ever increasingrate

• Fewer scientists are involved in generatingdata and more are involved in data analysis

Page 88: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Raw Genome Data:

Page 89: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Finding genes in genomesequence is not easy

• About 1.3 % of human genome encodesfunctional protein.

• 28 % of human genome is transcribed intoRNA

• 50 % of human genome are repetitivesequences

• Genes are interspersed among long stretches ofnon-coding DNA.

Repeats, pseudo-genes, and introns confoundmatters

Page 90: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas
Page 91: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Gene families• Members may exhibit high sequence homology• sometimes contain a highly conserved domain

(e.g. SOX box)• sometimes contain a very short conserved

“motif” (e.g. DEAD box, asp-glu-ala-asp RNA helicases)• superfamilies (e.g. Ig superfamily)• sometimes clustered (e.g. globin genes)• Often associated with truncated and non

processed pseudogenes

Page 92: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Chromosomal location of repetitive DNA

Page 93: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Human genes vary enormously in size and exon content

Page 94: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

GENE DENSITIES

Page 95: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

GENES WITHIN GENES

Page 96: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

“Tenemos una enorme cantidad de información, pero nos falta

conocimiento”

Sidney Brenner

Page 97: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas
Page 98: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

Proteomics

• Identify all of the proteins in an organism– Potentially many more than genes due to

alternative splicing and post-translationalmodifications

• Quantitate in different cell types and in response to metabolic/environmentalfactors

• Protein-protein interactions

Page 99: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas

• La Medicina Molecular debería ser una especialidad médica.

Page 100: PROYECTO GENOMA HUMANO - jmordoh.com.ar · • TRANSCRIPTOMA HUMANO: análisis de las secuencias ... Proyecto Genoma Humano. Tabla 1. Tamaño comparativo de los genomas de diversas