גנטיקה

התכונות הפיזיות של אורגניזם, או פנוטיפ, הן תוצר של הגנוטיפ שלו, שהוא השילוב של אללים (וריאנטים גנטיים) שירושה מהוריו. בדרגות שונות, גנים מתקשרים זה עם זה וגורמים סביבתיים כדי ליצור תכונות. התפלגות אללים ותכונות בתוך אוכלוסייה מושפעת ממספר גורמים, כולל ברירה טבעית, הגירה וסחף גנטי אקראי.בסרטון זה, JoVE מציגה כמה מהתגליות הבסיסיות בגנטיקה, החל מהבהרה של גרגור מנדל על הבסיס הגנטי של הירושה, ועד לאופן שבו תהליכים טבעיים משפיעים על הפצות אלל בתוך אוכלוסיות, וכלה בסינתזה המודרנית של הביולוגיה שאיחדה...

כדי לנתח תהליכים גנטיים או ליצור אורגניזמים עם סוויטות תכונות חדשניות, מדענים יכולים לבצע צלבים גנטיים, או הזדווגות תכליתית של שני אורגניזמים. רקומבינציה מחדש של חומר גנטי הורי בצאצאים מאפשרת לחוקרים להסיק את הפונקציות, האינטראקציות והמיקומים של הגנים. סרטון זה יבחן כיצד צלבים גנטיים השפיעו על פיתוח שלושת חוקי הירושה של מנדל, המהווים את הבסיס להבנתנו את הגנטיקה. טכניקת חצייה גנטית אחת שפותחה לראשונה עבור אורגניזמים חד-תאיים כגון שמרים, המכונה ניתוח טטראד, תוצג לאחר מכן בפירוט, ואחריה כמה...

מסכים גנטיים הם כלים קריטיים להגדרת תפקוד הגנים והבנת אינטראקציות גנים. מסכים בדרך כלל כרוכים מוטציה גנים ולאחר מכן הערכת האורגניזמים המושפעים עבור פנוטיפים של עניין. התהליך יכול להיות "קדימה", שבו מוטציות נוצרות באופן אקראי כדי לזהות גנים לא ידועים האחראים על פנוטיפים, או שזה יכול להיות "הפוך", שבו גנים ספציפיים ממוקדים מוטציה כדי לראות מה פנוטיפים מיוצרים.כאן, JoVE סוקר סוגים שונים של מסכים גנטיים, כולל אלה התלויים במוטציות אובדן תפקוד או רווח-של-פונקציה, אשר בהתאמה להקטין או להגדיל את...

מחלות אנושיות רבות קשורות למוטציות או לשינויים ברצפים גנטיים. חלק מהוריאנטים הגנטיים האלה הם עשבוניים, מועברים מדור לדור, בעוד שאחרים מתעוררים באופן ספורדי במהלך חייו של אורגניזם וגורמים למחלות כגון סרטן. חוקרים מנסים לזהות ולאפיין שינויים גנטיים אלה בתקווה לשפר את האבחון ואת האפשרויות הטיפוליות עבור חולים.בסרטון זה נבחן את ההיסטוריה של חקר מחלות גנטיות, ונחקור שאלות מרכזיות שנשאלו על ידי גנטיקאים רפואיים. לאחר מכן נדונים כלים שונים המשמשים לזיהוי הבסיס הגנטי של מחלות, כולל טכניקות גנוטיפינג...

פולימורפיזם נוקלאוטיד יחיד, או SNPs, הם הצורה הנפוצה ביותר של וריאציה גנטית בבני אדם. הבדלים אלה בבסיסים בודדים ב- DNA לעתים קרובות אינם משפיעים ישירות על ביטוי הגנים, אך במקרים רבים עדיין יכולים להיות שימושיים לאיתור גנים הקשורים למחלות או לאבחון חולים. מתודולוגיות רבות הוקמו כדי לזהות, או "גנוטיפ", SNPs.ההיכרות של JoVE עם SNP Genotyping מתחילה בדיון על מה הם SNPs וכיצד ניתן להשתמש בהם לזיהוי גנים הקשורים למחלות. לאחר מכן נבחנות מספר שיטות נפוצות של הגנוטפינג SNP, כולל הכלאה ישירה, שיטות...

ציטוגנטיקה היא תחום המחקר המוקדש לכרומוזומים, והיא כוללת התבוננות ישירה במספר ובמבנה הכרומוזומלי של התא, המכונה קריוטיפ שלו. חריגות כרומוזומליות רבות קשורות למחלה. כל כרומוזום בקאריוטיפ יכול להיות מוכתם במגוון צבעים כדי להעניק דפוסי פס ייחודיים. טכניקות עדכניות יותר, כולל הכלאה גנומית השוואתית ופלואורסצנטיות בהכלאה במקום (FISH), מאפשרות זיהוי תכונות כרומוזומליות ספציפיות או חריגות.וידאו זה יתחיל בבחינת העקרונות של טכניקות ציטוגנטיקה קלאסיות ומודרניות אלה. לאחר מכן מתבצעת בדיקה של פרוטוקול כללי...

ביטוי גנים הוא התהליך המורכב שבו תא משתמש במידע הגנטי שלו כדי ליצור מוצרים פונקציונליים. תהליך זה מוסדר בשלבים מרובים, וכל אי התאמה עלולה להוביל למחלות כגון סרטן. סרטון זה מדגיש תגליות היסטוריות חשובות הנוגעות לביטוי גנים, כולל ההבנה כיצד שילובים שונים של בסיסי DNA מקודדים את חומצות האמינו המרכיבות חלבונים. שאלות מרכזיות בתחום חקר ביטוי הגנים נחקרות, ולאחריהן דיון במספר טכניקות המשמשות למדידת ביטוי גנים וחקירת הרגולציה שלו. לבסוף, אנו בוחנים כיצד מדענים משתמשים כיום בטכניקות אלה כדי לחקור ביטוי...

מיקרו-אריות הן כלים חשובים ליצירת פרופיל ביטוי גנים, ומבוססות על כריכה משלימה בין בדיקות המחוברות לשבבי זכוכית וחומצות גרעין שמקורן בדגימות. באמצעות מערכים אלה, מדענים יכולים בו זמנית להעריך את הביטוי של אלפי גנים. בנוסף, ניתן להשוות את פרופילי הביטוי של תאים או סוגי רקמות שונים, המאפשרים לחוקרים להסיק כיצד הביטוי של גנים שונים משתנה במהלך תהליכים ביולוגיים, ובכך לקבל תובנה כיצד הגנים עשויים לתפקד במסלולים או ברשתות.כאן, JoVE מסביר את העקרונות מאחורי microarrays. לאחר מכן יש פרוטוקול כללי...

מקור: פבלו סאנצ'סבוש 2, שון קורקורן2 וקאטיה ברוקנר1,2,31 אלי ו אדית המרכז הרחב לרפואת התחדשות וחקר תאי גזע2 המחלקה לביולוגיה של תאים ורקמות,3 המכון לחקר הלב וכלי הדם, אוניברסיטת קליפורניה סן פרנסיסקו, סן פרנסיסקו, קליפורניה, ארה"ב הגברה מהירה של קצות cDNA (RACE) היא טכניקה המאפשרת הגברה של cDNA באורך מלא מ- mRNA על ידי הרחבה עד הקצה 3 ' או 5 ', גם ללא ידע מוקדם של הרצף (Frohman et al., 1988). בניגוד ל-PCR רגיל, הוא משתמש רק בפריימר PCR ספציפי אחד ובפרייימר לא ספציפי שני שיקשור ללא הבחנה לרוב ה-...

בין שיטות שונות להערכת ביטוי גנים, רצף תפוקה גבוהה של RNA, או RNA-seq. הוא אטרקטיבי במיוחד, כפי שניתן לבצע ולנתח מבלי להסתמך על מידע גנומי זמין מראש. במהלך RNA-seq, RNA מבודד מדגימות עניין משמש ליצירת ספריית DNA, אשר לאחר מכן מוגברת ורצף. בסופו של דבר, RNA-seq יכול לקבוע אילו גנים באים לידי ביטוי, את רמות הביטוי שלהם ואת נוכחותם של כל תמלילים שלא היו ידועים קודם לכן.כאן, JoVE מציג את העקרונות הבסיסיים מאחורי RNA-seq. לאחר מכן אנו דנים בצעדים הניסיוניים והאנליטיים של פרוטוקול RNA-seq כללי.

מאז הימים הראשונים של מחקר גנטיקה, מדענים ציינו הבדלים פנוטיפיים מסוימים שאינם נובעים מהבדלים ברצף הנוקלאוטידים של ה- DNA. הראיות הנוכחיות מצביעות על כך שתופעות "אפיגנטיות" אלה עשויות להיות נשלטות על ידי מספר מנגנונים, כולל שינוי של בסיסי ציטוסין DNA עם קבוצות מתיל, הוספת קבוצות כימיות שונות חלבונים histone, וגיוס גורמי חלבון לאתרי DNA ספציפיים באמצעות אינטראקציות עם RNAs שאינם קידוד חלבון.בסרטון זה, JoVE מציג את ההיסטוריה של תגליות חשובות באפיגנטיקה, כגון אי-פעילות X-כרומוזום (XCI), התופעה שבה...

מתילציה ב CpG dinucleotides הוא שינוי כימי של DNA המשוער לשחק תפקידים חשובים בוויסות ביטוי גנים. בפרט, מתילציה של אשכולות של אתרי מתילציה, הנקראים "איי CpG", ליד מקדמים ואלמנטים רגולטוריים גנים אחרים עשויה לתרום להשתקה יציבה של גנים, למשל, במהלך תהליכים אפיגנטיים כגון הטבעה גנומית וחוסר פעילות X-כרומוזום. יחד עם זאת, מתילציה CpG חריג הוכח להיות קשור לסרטן.בסרטון זה יוצגו הפונקציות הביולוגיות והמנגנונים של מתילציה של DNA, יחד עם טכניקות שונות המשמשות לזיהוי אתרי מתילציה בגנום. לאחר מכן נבחן את...

היסטונים הם חלבונים המסייעים לארגן DNA בגרעין אאוקריוטי על ידי משמש "פיגומים" שסביבם ניתן לעטוף DNA, ויוצרים קומפלקס הנקרא "כרומטין". חלבונים אלה יכולים להשתנות באמצעות תוספת של קבוצות כימיות, ושינויים אלה משפיעים על ביטוי הגנים. חוקרים משתמשים בטכניקה הנקראת אימונופרציפיטציה של כרומטין (ChIP) כדי להבין טוב יותר אילו אזורי DNA מקשרים עם שינויים ספציפיים בהיסטון או חלבונים רגולטוריים אחרים. נוגדנים משמשים כדי לבודד את חלבון העניין, ואת ה- DNA הכבול מופק לניתוח. כאן, JoVE מציג את העקרונות מאחורי...

הנדסה גנטית – תהליך שינוי מכוון של דנ"א של אורגניזם – שימשה ליצירת כלי מחקר רב עוצמה ואורגניזמים לדוגמה, וראתה גם יישומים חקלאיים רבים. עם זאת, על מנת להנדס תכונות להתמודדות עם בעיות חקלאיות מורכבות כגון עמידות ללחץ, או כדי לממש את ההבטחה של טיפול גנטי לטיפול במחלות אנושיות, עדיין יש צורך בהתקדמות נוספת בתחום. שיקולים חשובים כוללים אספקה בטוחה ויעילה של מבנים גנטיים לתאים או אורגניזמים, והקמת השינוי הרצוי בגנום של אורגניזם עם ההשפעות הפחות "מחוץ למטרה". סקירת ההנדסה הגנטית של JoVE תציג היסטוריה...

אחד הכלים הנפוצים ביותר בביולוגיה המודרנית הוא שיבוט מולקולרי עם אנזימי הגבלה, היוצרים קצוות תואמים בין שברי DNA המאפשרים לחבר אותם יחד. עם זאת, טכניקה זו כוללת הגבלות מסוימות המגבילות את תחולתה ליצירת מבנה DNA גדול או מורכב. טכניקה חדשה יותר המטפלת בחלק מהחסרונות הללו היא recombineering, אשר משנה את ה- DNA באמצעות רקומבינציה הומולוגית (HR), חילופי בין מולקולות DNA שונות המבוססות על מתיחות של רצפים דומים או זהים. יחד עם פילוח גנים, אשר מנצל את משאבי האנוש האנדוגניים כדי לשנות את הגנום של...

טכניקה מבוססת היטב לשינוי רצפים ספציפיים בגנום היא פילוח גנים על ידי רקומבינציה הומולוגית, אך שיטה זו יכולה להיות מייגעת ופועלת רק באורגניזמים מסוימים. ההתקדמות האחרונה הובילה לפיתוח "עריכת גנום", אשר פועלת על ידי גרימת שבירות גדיל כפול ב- DNA באמצעות אנזימי נוקלאז מהונדסים מונחים לאתרים גנומיים ממוקדים על ידי חלבונים או RNAs המזהים רצפים ספציפיים. כאשר תא מנסה לתקן נזק זה, מוטציות ניתן להכניס לתוך אזור ה- DNA היעד. בסרטון זה, JoVE מסביר את העקרונות שמאחורי עריכת הגנום, ומדגיש כיצד טכניקה זו...