De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Proteomics Waarom DNA alleen niet genoeg is…. Van DNA naar organisme Eiwitten zijn de belangrijkste schakels tussen DNA en het organisme. DNA RNA Eiwit.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Proteomics Waarom DNA alleen niet genoeg is…. Van DNA naar organisme Eiwitten zijn de belangrijkste schakels tussen DNA en het organisme. DNA RNA Eiwit."— Transcript van de presentatie:

1 Proteomics Waarom DNA alleen niet genoeg is…

2 Van DNA naar organisme Eiwitten zijn de belangrijkste schakels tussen DNA en het organisme. DNA RNA Eiwit Cel Organisme genen vertaald genen in eiwit meer dan 1,000,000 eiwitnetwerk 2 miljard jaar evolutie Proteomics voor de massa

3 Een organisme bestaat uit cellen Proteomics voor de massa

4 membraan Porien ChromatineChromosomen NucleolusSet met 23 paar menselijke chromosomen met alle genetische informatie De kern van iedere cel bevat chromosomen met de genetische code Proteomics voor de massa

5 ATCCGTTATGCT TAGGCAATACGA Chromosoom DNA Een chromosoom is een opgevouwen streng DNA Proteomics voor de massa

6 … T G A C … … A C T G … Het genoom • DNA is opgebouwd uit 4 bouwstoffen: de basen of nucleotiden A C T G • Het complete menselijke genoom bestaat uit nucleotiden (basen). • Al het menselijk DNA is in kaart gebracht. De gegevens liggen opgeslagen in een database Proteomics voor de massa

7 ..AGC TAT CAA ATG CCG TAG ATC CGT AGT GTA AAC AAG ATC GTT TGG AAA TTG CAG ATC AGT AAG CGT AGA TCG TGT TGA CG Genen en het genotype Alle erfelijke eigenschappen liggen vast in het DNA. Het stukje DNA dat de code bevat voor een erfelijke eigenschap wordt een gen genoemd. Een set van alle genen van een organisme wordt het genotype genoemd. De nucleotiden volgorde van alle genen is bekend. Proteomics voor de massa

8 Fenotype Het fenotype is het totaal van alle waarneembare eigenschappen (kenmerken) van een organisme. De rups en de vlinder hebben hetzelfde genotype (DNA), maar zijn toch verschillend. Ze hebben een verschillend fenotype. Proteomics voor de massa

9 Van Genotype naar Fenotype • Alle 200 celtypen hebben dezelfde set met genen, maar alleen die eiwitten worden aangemaakt die de cel nodig heeft voor zijn taak: Expressie. • Verschillen in expressie verklaren de verschillende fenotypen. • Expressie kan beïnvloed worden door omgevings- factoren. DNA RNA Eiwit- Eiwit Fenotype Synthese Proteomics voor de massa

10 Eiwitten bepalen hoe we er uit zien • DNA bepaalt wie we zijn (genetisch bepaald) • Eiwitten bepalen hoe we er uit zien. Proteomics voor de massa

11 Hoe bepalen eiwitten het fenotype ? De genen (het DNA) geven slechts de totale catalogus van mogelijke eiwitten. Maar welke eiwitten en hoeveel van elk wordt bepaald door de expressie van eiwitten. Hoe en wanneer een eiwit actief wordt, wordt Bepaald door de veranderingen die het eiwit nog ondergaat na de expressie: de zogenaamd post-translationele eiwit- veranderingen De eiwitnetwerken bepalen tenslote het functioneel geheel in de cellen, weefsels en het organisme Proteomics voor de massa

12 Ser Val Leu Thr Ala Cys Wat is een eiwit ? • Eiwitten zijn opgebouwd uit 20 verschillende bouwstenen: de aminozuren. • Een eiwit kan bestaan uit een keten van 50 tot enkele duizenden aminozuren, de primaire volgorde of sequentie genoemd. • Een eiwit wordt gevouwen in een complexe 3-dimensionale structuur. • De volgorde van de aminozuren en ruimtelijke structuur bepalen de functie van het eiwit. Leu Proteomics voor de massa

13 Antilichaam Hemoglobline Insuline Kinase Synthetase Hoe wordt een eiwit uit DNA vertaald? Voor elk aminozuur bestaat een unieke combinatie van 3 nucleotiden. De vertaling en aanmaak van eiwitten vindt plaats op de ribosomen van het cytoplasma Verschillende eiwitten met ruimtelijke structuur Proteomics voor de massa

14 Protein Genomics Proteomics Wat is Proteomics ? Proteomics is de studie naar eiwitten. Proteomics is ook het vergelijken van eiwitten tussen verschillende organismen, weefsels of cellen Proteomics is ook het vergelijken van eiwitpatronen tussen gezonde en zieke mensen. Proteomics voor de massa

15 Analyseren van eiwitten Het analyseren van eiwitten wordt bemoeilijkt door: • Het grote aantal verschillende eiwitten ( > 1,000,000). • Het hoge moleculaire gewicht van vele eiwitten. • De hoeveelheid materiaal vaak beperkt is. Het kan niet in het lab vermenigvuldigd worden zoals dat wel met DNA kan (PCR). • dat eiwitten snel kapot gaan. • Dure en geavanceerde analyse apparaten, die nodig zijn. Proteomics voor de massa

16 Analyseren van eiwitten • Een veel gebruikte techniek om dat ene bepaalde eiwit te isoleren uit een mengsel van duizenden eiwitten is 2D-gelelektroforese. • Deze techniek maakt gebruik van de unieke eigenschappen van elk eiwit, namelijk: het moleculaire gewicht (grootte) en de lading. 1 e dimensie: lading pH 3 pH 10 pH 3 pH 10 pH 3 pH e dimensie: grootte - + In een elektrisch veld bewegen eiwitten naar de pH waar ze neutraal zijn. In een elektrisch veld bewegen kleinere eiwitten sneller dan grote eiwitten Dalton 1000 Dalton Proteomics voor de massa

17 Het resultaat: een eiwitkaart pH 3 10 Molecuul gewicht (grootte) 200,000 Dalton 1000 Dalton Elk stipje (spotje) op de kaart is een ander eiwit, of een andere variant van een eiwit! Proteomics voor de massa

18 spot uitsnijden Eiwitten in stukjes knippen met enzym 2D-gel “massaspectrometrie” Isoleren van een eiwit naar keuze • Het eiwit van interesse wordt uit de gel gesneden en in een reageerbuis gedaan. • Het eiwit wordt in stukjes “geknipt” met een enzym, bijvoorbeeld trypsine, omdat het intacte eiwit te groot is om te karakteriseren. • De stukjes (fragmenten) worden gekarakteriseerd in een Massaspectrometer Proteomics voor de massa

19 • MS is een krachtige analytische techniek die wordt gebruikt om (onbekende) eiwitten te identificeren en/of te kwantificeren. • Bovendien kunnen de structuur en chemische eigenschappen van het eiwit worden achterhaald. Er zijn verschillende methoden: Time-Of-FlightElectrical fieldMagnetic field Wat is Massaspectrometrie (MS) Proteomics voor de massa

20 •Mengsel van munten met verschillend gewicht •Verschillend aantal per munt • Sorteer op gewicht • Sorteer op aantal Gewicht (massa) Aantal Een apparaat om moleculen te ‘wegen’, een moleculaire weegschaal: Wat doet Massaspectrometrie Voor:Na: massaspectrum Proteomics voor de massa

21 Massaspectrometrie met de “Time-Of-Flight “ methode: “flight tube” Electrisch veld De moleculen gaan “hardlopen” onder invloed van een hoog spanningsverschil in de buis, de snelste (kleinste) komt als eerste aan: start finish Detector Proteomics voor de massa

22 Alle moleculen gaan tegelijkertijd de buis in Kleine moleculen vliegen sneller! De snelheid kan worden omgerekend naar een massa. De hoogte van de piek geeft de hoeveelheid aan. Massaspectrum Massaspectrometrie met de “Time-Of-Flight “ methode: Proteomics voor de massa

23 RRKKRK knippen van het eiwit met het enzyme trypsine R R K K R K Massaspectrometrie bepaalt de massa’s van de brokstukken Het patroon is uniek voor het eiwit: identificatie van het eiwit! m/z relative intensity Eiwit: Trypsine knipt na elke lysine (K) of arginine (R), en maakt daarmee brokstukken die eindigen op K of R: Massaspectrometrie van een eiwit: Is te vergelijken met een vingerafdruk van het eiwit! Proteomics voor de massa

24 Het massaspectrum van een eiwitmengsel wordt vergeleken met de gegevens in de database De genen van het menselijk genoom met de bijbehorende eiwitten zijn opgeslagen in een database De computer geeft een lijst met alle mogelijke eiwitten die er in een monster zitten! Identificatie van een eiwit: Proteomics voor de massa

25 Toepassingen van Proteomics: • Kwantificering van de eiwitexpressie met biomarkers onder specifieke omstandigheden, bijvoorbeeld bij medische behandeling. • Toepassing in de ontwikkeling van nieuwe medicijnen • Identificatie van eiwitten die een rol spelen bij specifieke ziekten • Identificatie van eiwit biomarkers specifiek voor eiwit expressie Proteomics voor de massa


Download ppt "Proteomics Waarom DNA alleen niet genoeg is…. Van DNA naar organisme Eiwitten zijn de belangrijkste schakels tussen DNA en het organisme. DNA RNA Eiwit."

Verwante presentaties


Ads door Google