Зачем зоологам молекулярно- генетические методы? Алексей Болдырев м.н.с. Институт физиологии им. А.А. Богомольца

Гены, геномы, транскриптомы Гены – небольшая часть генома ; экзоны, интроны, промотор Гены разных видов: консервативные, полиморфные, гипервариабельные Транскриптом: транслируемые и нетранслируемые последовательности

Полиморфизмы ДНК SNP – однонуклеотидные полиморфизмы; синонимические и несинонимические STR – короткие повторы, микросаттелиты Макромутации – делеции, транслокации, инсерции Хромосомные перестройки – человек/шимпанзе 46/48, тетраплоидизация у позвоночных

Мобильные ДНК Транспозоны – перемещаются и "гуляют" по геному Ретротранспозоны – самокопируются, размножаются в геноме, горизонтально переносятся

Митохондриальная ДНК

Последовательности ДНК – тоже признаки!! Ретинол-связывающий белок (RBP3, IRBP) Цитохром Б 12S рРНК митохондрий Цитохром-С-оксидаза

Молекулярные часы «Деление» часов – количество нуклеотидных или аминокислотных замен между двумя группами, разделившимися в известное палеонтологическое время

Выделение ДНК

Как работает ПЦР Смешать реагенты Смешать реагенты выделенная ДНК выделенная ДНК праймеры праймеры ДНК-полимераза, дНТФ, буфер ДНК-полимераза, дНТФ, буфер Цикл реакции состоит из нескольких температурных режимов Цикл реакции состоит из нескольких температурных режимов 94 o C – Денатурация 94 o C – Денатурация ~55-65 o C – Отжиг ~55-65 o C – Отжиг 72 o C – Элонгация 72 o C – Элонгация Проводится циклов (в зависимости от количества исходной ДНК) Проводится циклов (в зависимости от количества исходной ДНК)

Как работает ПЦР

Как подобрать праймеры

Ферменты рестрикции

Гель-электрофорез ДНК

ПЦР «в реальном времени»

Секвенирование

Как всё это делается

Задачи: определение видовой принадлежности (баркодинг)

Задачи: различение криптических видов

Задачи: выяснение филогенетического родства 164 mammal species, 97 or 99% of families five outgroups 26 gene fragments DNA 35,603 base pairs (bp) protein 11,010 aminoacids

Задачи: исследование происхождения популяции

Задача нетривиальная: биология немодельных видов

Стоимость вопроса Выделение ДНК – 1 проба ПЦР-реакция – 1 реакция Электрофорез – 1 проба Рестриктный анализ – 1 реакция Секвенирование на приборе ABI 3130 (Институт молекулярной биологии и генетики) – 1 проба 8-20 грн 20 грн 8 грн 3 грн 150 грн

Благодарности Институт физиологии им. А.А. Богомольца НАН Украины Международный центр молекулярной физиологии НАН Украины Виктор ДОСЕНКО, д. м. н. Валерий КОРНЕЕВ, д. б. н. Наталья АТАМАСЬ, к. б. н. А также аспиранту МЦМФ Ксении Гулак за помощь в оформлении презентации Институт зоологии им. И.И. Шмальгаузена НАН Украины

Зачем зоологам молекулярно- генетические методы? И другие вопросы…