Name: engineering cells to produce proteins
Uploaded: 2023-04-30T06:32:39.000Z
Duration: 7 min 28 s
Channel: JoVE

K12 Standards

Florida Department of Education

High School

Life Science

SC.912.L.16

SC.912.L.16.10

Synthetic Biology

<div class="chapter_text" id="script_0">
Синтетическая биология – это область, которая сочетает в себе биологию и инженерию для создания или перепроектирования биологических объектов, организмов или путей. Эта идея похожа на химический синтез в химии, где хорошо известные реакции используются для синтеза новых химических соединений. Конечная цель может варьироваться от создания новых биологических молекул лекарств до модификации организмов, чтобы сделать их способными расщеплять отходы. В этом видео обсуждаются основные принципы синтетической биологии и некоторые методы, используемые для создания биологических модулей. Наконец, мы представим некоторые реальные приложения этой развивающейся области. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_1">
Основная цель этой развивающейся области — использовать биологию и биоинженерию в качестве инструмента для создания новых молекул и организмов. Подобно тому, как инженер-электрик создает функциональную схему из отдельных электрических компонентов, ключевой целью синтетической биологии является создание программируемого микроорганизма с нуля с использованием отдельных компонентов клетки. Однако на данный момент это все еще далеко не достижимо, в первую очередь потому, что биологические процессы менее изучены. Эта цель становится более достижимой благодаря последним достижениям, таким как секвенирование ДНК нового поколения. Используя секвенирование ДНК, исследователи могут идентифицировать функции генов, специфичных для последовательности ДНК, в организмах, обладающих определенными желательными признаками. Затем точная последовательность ДНК может быть синтезирована в больших количествах, а затем использована для генетической модификации клетки с помощью трансфекции. Трансфекция — это процесс внедрения генетического материала, такого как ДНК или РНК, в клетки млекопитающих. Когда этот метод выполняется на бактериальных клетках, он называется трансформацией. В этом процессе ДНК часто образует комплекс с положительно заряженными молекулами-носителями или конденсируется внутри положительно заряженной липосомы или полимерной частицы, такой как полиэтиленимин. Положительно заряженный комплекс прикрепляется к отрицательно заряженной клеточной мембране, а затем попадает в клетку через эндоцитоз, который представляет собой процесс, при котором молекулы попадают в клетку через связанные с мембраной везикулы, называемые эндосомами. Оказавшись внутри клетки, генетический материал покидает эндосому и в конечном итоге попадает в ядро, где клеточный механизм способен производить из него мРНК, а затем и белок. Теперь, когда мы познакомились с основами синтетической биологии, давайте рассмотрим некоторые методы трансфекции, обычно используемые в лаборатории. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_2">
Электропорация — это метод, который включает в себя использование электрода для создания крошечных пор в клеточной мембране, тем самым позволяя ДНК проходить через них. Во-первых, дно каждой лунки 48-луночного планшета покрывается 250 микролитрами антител и буфером с кальцием и магнием. Затем пластины инкубируют при температуре 37 градусов. Далее РНК подготавливается к трансфекции. Один микролитр исходного раствора РНК аликвотируется в микроцентифугальную пробирку для каждой отдельной трансфекции, при этом пробирки остаются на льду. Пластины, покрытые антителами, затем промывают буфером перед добавлением клеточной среды. Клетки отделяют от дна лунок для тканевых культур, объединяют в центрифужную трубку, гранулируют и ресуспендируют. Клетки подсчитываются и оценивается их жизнеспособность. Затем к каждой аликвоте РНК добавляется небольшой объем клеток. Затем элементы в РНК загружаются в наконечник электрода для пипетки и электролитический буфер добавляется в стеклянную кювету. Кювета помещается внутрь держателя, а электрод пипетки помещается в кювету. Элементы электропорируются с помощью импульсного напряжения около 1500 вольт. После завершения электропорации клетки смешивают с питательными средами для клеточных культур в культуральной тарелке и либо используют, либо хранят. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_3">
Другой метод — метод теплового шока, при котором тепло используется для создания отверстий в клеточной мембране. Сначала подготавливаются и стерилизуются соответствующие среды и агар. Затем остывший агар, содержащий антибиотик, разливают по тарелкам и дают остыть до комнатной температуры. Далее водяная баня устанавливается на 42 градуса Цельсия и химически грамотные клетки оттаивают на льду. От одного до пяти микролитров одного нанограмма на микролитр холодной плазмиды добавляется к размороженным клеткам и аккуратно перемешивается. Затем смесь клеток и плазмы возвращают в лед на 30 минут. После такой инкубации на льду клеточную смесь помещают на водяную баню для теплового удара в течение 30 секунд. Затем смесь клеток и плазмид немедленно помещают на лед и добавляют свежую среду. Затем клеточную смесь помещают в встряхивающий инкубатор при температуре 37 градусов Цельсия на один час, чтобы клетки могли восстановиться. Затем клетки культивируют на агаровых планшетах путем добавления от 20 до 200 микролитров культивируемых бактерий в пластину и затем разбрасывают. Затем планшеты инкубируют в течение ночи. На следующий день на агаровых пластинах должен начаться рост колоний, указывающий на то, что клетки впитали плазмиду. Эти колонии теперь можно использовать для дальнейших экспериментов. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_4">
Теперь, когда мы представили некоторые распространенные методы трансфекции и трансформации, давайте рассмотрим некоторые приложения этой новой области. Генетически модифицированные бактерии могут быть использованы для очистки окружающей среды, например, для разложения нефтяных остатков. Используя методы синтетической биологии, можно было бы сконструировать пользовательские организмы для расщепления конкретных загрязнителей окружающей среды. Это может повлечь за собой меньшие затраты на очистку по сравнению с обычными трудоемкими методами очистки. Синтетически сконструированные молекулярные биологические системы также могут быть созданы для диагностики и лечения конкретных заболеваний, таких как рак. Эти организмы могут быть созданы для реагирования на характерные сигнатуры или антитела раковых клеток. Кроме того, они могут помочь в лечении инфицированных клеток путем запрограммированного нацеливания. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_5">
Вы только что посмотрели «Введение в синтетическую биологию» Юпитера. Теперь вы должны быть знакомы с целями этой новой области и некоторыми методами, используемыми для улучшения и, в конечном итоге, создания организмов для борьбы с текущими мировыми проблемами. Спасибо за просмотр. 
</div>

Синтетическая биология

В этом видео представлена синтетическая биология и ее роль в биоинженерии. Синтетическая биология относится к методам, используемым для генетической модификации организмов с целью сделать их способными производить большое количество продукта. Этим продуктом может быть белок, который клетка уже производит, или новый белок, который был закодирован в недавно вставленной последовательности ДНК. 
В этой статье мы обсудим, как генетический материал организма модифицируется с помощью трансформации или трансфекции. Затем процесс демонстрируется в лаборатории, и обсуждается применение техники.

Это видео представляет синтетическую биологию и ее роль в биоинженерии. Синтетическая биология относится к методам, используемым для генетической модификации организмов с целью сделать их способными производить большое количество продукта. Этим продуктом может быть белок, который клетка уже производит, или новый белок, который был закодирован в недавно вставленной последовательности ДНК.
Здесь мы обсуждаем, как генетический материал организма изменяется с помощью трансформации или трансфекции. Затем процесс демонстрируется в лаборатории, и обсуждается применение техники.

This video presents synthetic biology and its role in bioengineering. Synthetic biology refers to the methods used to genetically modify organisms in ...

Синтетическая биология — это область, которая сочетает в себе биологию и инженерию для создания или перепроектирования биологических объектов, организмов или путей. Эта идея схожа с химическим синтезом в химии, где хорошо известные реакции используются для синтеза новых химических соединений. Конечная цель может варьироваться от создания новых биологических молекул лекарств до модификации организмов, чтобы сделать их способными расщеплять отходы. В этом видео обсуждаются основные принципы синтетической биологии и некоторые методы, используемые для создания биологических модулей. Наконец, мы представим некоторые реальные приложения этой развивающейся области. Основная цель этой развивающейся области – использовать биологию и биоинженерию в качестве инструмента для создания новых молекул и организмов. Подобно тому, как инженер-электрик создает функциональную схему из отдельных электрических компонентов, ключевой целью синтетической биологии является создание программируемого микроорганизма с нуля с использованием отдельных компонентов клетки. Однако на данный момент это все еще далеко не достижимо, в первую очередь потому, что биологические процессы менее изучены. Эта цель становится более достижимой благодаря последним достижениям, таким как секвенирование ДНК нового поколения. Используя секвенирование ДНК, исследователи могут идентифицировать функции генов, специфичных для последовательности ДНК, в организмах, обладающих определенными желательными признаками. Затем точная последовательность ДНК может быть синтезирована в больших количествах, а затем использована для генетической модификации клетки с помощью трансфекции. Трансфекция — это процесс внедрения генетического материала, такого как ДНК или РНК, в клетки млекопитающих. Когда этот метод выполняется на бактериальных клетках, он называется трансформацией. В этом процессе ДНК часто образует комплекс с положительно заряженными молекулами-носителями или конденсируется внутри положительно заряженной липосомы или полимерной частицы, такой как полиэтиленимин. Положительно заряженный комплекс прикрепляется к отрицательно заряженной клеточной мембране, а затем поступает в клетку через эндоцитоз, который представляет собой процесс, при котором молекулы проникают в клетку через связанные с мембраной везикулы, называемые эндосомами. Оказавшись внутри клетки, генетический материал покидает эндосому и в конечном итоге попадает в ядро, где клеточный механизм способен производить из него мРНК, а затем и белок. Теперь, когда мы познакомились с основами синтетической биологии, давайте рассмотрим некоторые методы трансфекции, обычно используемые в лаборатории. Электропорация — это метод, который включает в себя использование электрода для создания крошечных пор в клеточной мембране, тем самым позволяя ДНК проходить через них. Во-первых, дно каждой лунки 48-луночного планшета покрывается 250 микролитрами антител и буфером с кальцием и магнием. Затем пластины инкубируют при температуре 37 градусов. Далее РНК подготавливается к трансфекции. Один микролитр исходного раствора РНК аликвотируется в микроцентифугальную пробирку для каждой отдельной трансфекции, при этом пробирки остаются на льду. Пластины, покрытые антителами, затем промывают буфером перед добавлением клеточной среды. Клетки отделяют от дна лунок для тканевых культур, объединяют в центрифужную трубку, гранулируют и ресуспендируют. Клетки подсчитываются и оценивается их жизнеспособность. Затем к каждой аликвоте РНК добавляется небольшой объем клеток. Затем элементы в РНК загружаются в наконечник электрода для пипетки и электролитический буфер добавляется в стеклянную кювету. Кювета помещается внутрь держателя, а электрод пипетки помещается в кювету. Элементы электропорируются с помощью импульсного напряжения около 1500 вольт. После завершения электропорации клетки смешивают с клеточной питательной средой в культуральной тарелке и либо используют, либо хранят. Другой метод — метод теплового шока, при котором тепло используется для создания отверстий в клеточной мембране. Сначала подготавливаются и стерилизуются соответствующие среды и агар. Затем остывший агар, содержащий антибиотик, разливают по тарелкам и дают остыть до комнатной температуры. Далее водяная баня устанавливается на 42 градуса Цельсия и химически грамотные клетки оттаивают на льду. От одного до пяти микролитров одного нанограмма на микролитр холодной плазмиды добавляется к размороженным клеткам и аккуратно перемешивается. Затем смесь клеток и плазмы возвращают в лед на 30 минут. После такой инкубации на льду клеточную смесь помещают на водяную баню для теплового удара в течение 30 секунд. Затем смесь клеток и плазмид немедленно помещают на лед и добавляют свежую среду. Затем клеточную смесь помещают в встряхивающий инкубатор при температуре 37 градусов Цельсия на один час, чтобы клетки могли восстановиться. Затем клетки культивируют на агаровых планшетах путем добавления от 20 до 200 микролитров культивируемых бактерий в пластину и затем разбрасывают. Затем планшеты инкубируют в течение ночи. На следующий день на агаровых пластинах должен начаться рост колоний, указывающий на то, что клетки впитали плазмиду. Эти колонии теперь можно использовать для дальнейших экспериментов. Теперь, когда мы представили некоторые распространенные методы трансфекции и трансформации, давайте рассмотрим некоторые приложения этой новой области. Генетически модифицированные бактерии могут быть использованы для очистки окружающей среды, например, для разложения нефтяных остатков. Используя методы синтетической биологии, можно было бы сконструировать пользовательские организмы для расщепления конкретных загрязнителей окружающей среды. Это может повлечь за собой меньшие затраты на очистку по сравнению с обычными трудоемкими методами очистки. Синтетически сконструированные молекулярные биологические системы также могут быть созданы для диагностики и лечения конкретных заболеваний, таких как рак. Эти организмы могут быть созданы для реагирования на характерные сигнатуры или антитела раковых клеток. Кроме того, они могут помочь в лечении инфицированных клеток путем запрограммированного нацеливания. Вы только что посмотрели «Введение в синтетическую биологию» Юпитера. Теперь вы должны быть знакомы с целями этой новой области и некоторыми методами, используемыми для улучшения и, в конечном итоге, создания организмов для борьбы с текущими мировыми проблемами. Спасибо за просмотр.

Education

JoVE Science Education

Engineering

Инженерия

Bioengineering

Биоинженерия

engineering cells to produce proteins

Synthetic biology is a bioengineering method for programming cells to make useful products. In many cases, the goal is to genetically modify an organism so it can produce large amounts of a protein. That protein may already be made by the cell, or it may come from a newly inserted DNA sequence.

The process depends on changing an organism’s genetic material. This is done with transformation or transfection, two common ways to introduce DNA into cells. The video also shows how this work is carried out in the laboratory and how it is used in real applications.

Engineering Cells to Produce Proteins

overview of biomaterials

Biomaterials in Medicine and Engineering

Biomaterials are materials designed to interact well with biological organisms or molecules. They may come from an organism, be produced by an organism, or be made as a synthetic polymer. Because of these properties, engineers use biomaterials in medicine and other biological applications. These materials are used in tissue engineering, biosensing, and drug delivery. Tissue engineering uses materials to support the growth or repair of tissues. Biosensing uses materials to detect biological...

collagen hydrogels

Porcine Collagen for Tissue Engineering

Collagen is a useful biomaterial with uses that go beyond the lab. It has also found commercial use in photography. In tissue engineering, collagen can be turned into hydrogels that give engineered tissue support and structure. This page follows the path from porcine skin to a collagen hydrogel. Porcine skin is used as the source of collagen. The material is then prepared for use in tissue engineering applications. The video also shows several applications of collagen and the methods used to...

electrospinning of silk biomaterials

Silk Cocoon Processing for Fiber Mats

Silk cocoons can be processed into a soluble material that is useful for making biomaterials. Silk fibers have been used for fabrics and threads for centuries, but turning them into a versatile pre-polymer solution is a newer technique. That solution can then be shaped into materials with controllable mechanical properties. The process begins with silk worm cocoons. The silk is solubilized, or dissolved, so it can be handled as a liquid-like solution. The video then shows how that silk...

overview of biomem devices

BioMEMs in Diagnostics and Miniaturization

Bio-microelectromechanical systems, or BioMEMs, are microscale devices used in diagnostic settings. They work with very small sample and reagent volumes in vivo and in vitro, which means inside a living body or outside it in a lab. These compact systems support bioengineering research and help make diagnostic tools more efficient. BioMEMs can carry out functions such as filtration, sensing, and synthesis on a tiny scale. Using less material can lower costs and improve sensitivity. The...

microfabrication via photolithography

Photolithography for Silicon Wafer Patterning

Photolithography is a common microfabrication method used to pattern a silicon wafer. It uses light to transfer a design onto the wafer surface. This process helps form the basis for many BioMEM devices. The page also shows how photolithography is carried out in a cleanroom. Cleanroom steps are important because they support careful fabrication of small, detailed features. The video ends by introducing applications of this process in BioMEM device production.

soft lithography

Photolithography for Microfluidic Device Making

Photolithography and soft lithography are used to make BioMEM devices such as microfluidic channels. A microscale pattern is copied by curing an elastomeric polymer over a 3D structure. The result is a polymer piece that can serve as part of a biological device. These polymer structures are then used to build a range of tools. Some are microfluidic channels for biosensing applications. Others are microscale bioreactors that let scientists visualize micro-colonies. The process also shows how...

overview of bioprocess engineering

Bioreactors and Protein Production in Bioprocessing

Bioprocessing uses living organisms to make a desired target product. In many cases, that product is a protein made in a bioreactor, which is a controlled vessel for growing cells. This process often relies on genetically engineered organisms. Engineers design the system so the cells can produce proteins at large scale. That approach is central to making biotherapeutics, which are drugs made from biological materials. Biotherapeutics are important medicines for complex diseases such as...

synthetic biology

Synthetic biology is a bioengineering method for programming cells to make useful products. In many cases, the goal is to genetically modify an organism so it can produce large amounts of a protein. That protein may already be made by the cell, or it may come from a newly inserted DNA sequence. The process depends on changing an organism’s genetic material. This is done with transformation or transfection, two common ways to introduce DNA into cells. The video also shows how this work is...

batch and continuous bioreactors

Growing Cells in Bioreactors

Bioreactors are used to grow organisms in large volumes. This makes it possible to produce large amounts of a target product. In laboratory and bioengineering settings, they provide a controlled place for cell growth and product formation. The two main reactor types are batch reactors and continuous reactors. A batch reactor contains all of the materials needed for cell growth at the start. A continuous reactor has inlet and outlet ports, so fresh growth media can be added while cell waste is...

overview of biosensing

How Biosensors Detect Molecules

Biosensors detect biological molecules and chemical contaminants by combining biology with physical measurement. They can identify targets such as proteins or cells, as well as non-biological molecules like chemicals or contaminants. This makes biosensing a useful field for studying and monitoring many kinds of samples. These devices rely on different signal types to find the target molecule. Some biosensors use electrical signals, while others depend on optical, electrochemical, or mechanical...

electrochemical biosensing

Glucose Sensors and Cancer Detection

Electrochemical biosensors detect target molecules by measuring an oxidation-reduction event. That signal changes when a molecule binds to the sensor surface. These sensors helped shape modern biosensing after the first glucose biosensor was invented. The glucose biosensor is a key example of this technology. It shows how electrochemical sensing can track a biological target through a measurable electrical change. The same basic idea also helps explain how electrochemical biosensors can be...

optical biosensing

Detecting Molecules with Light

Optical biosensors detect target molecules with light. They monitor binding by reading an optical signal from the sample. This makes them useful for seeing when a target molecule is present. Some optical biosensors use a label molecule. The label creates a measurable signal, such as fluorescence. Other optical biosensors are label-free and track changes in optical properties, such as refractive index, as binding occurs. This page introduces both label and label-free optical biosensors. It...

overview of tissue engineering

Building Artificial Tissue with Biomaterials

Tissue engineering uses biomaterials, specific cells, and growth factors to build artificial tissue. These engineered tissue constructs are designed for tissue repair and, in some cases, organ replacement. The field focuses on how to make tissue work like natural tissue. It begins with a scaffold, which is a structure that supports cell growth. Cells are then added to the scaffold, and growth factors help encourage proliferation, or cell multiplication. The video also outlines common methods...

histotypic tissue culture

3D Cell Growth on Engineered Matrices

Histotypic tissue culture uses an engineered three-dimensional matrix to grow and propagate cells. Compared with common two-dimensional tissue culture, cells in a 3D setting behave more realistically and better mimic native tissue. The method is useful when high cell density is needed. The process begins by harvesting cells from donor tissue. Those cells are then placed onto an engineered construct for culture. This setup supports growth in a three-dimensional space instead of a flat surface.

whole organ tissue culture

Lung Decellularization and Recellularization

Whole organs can be cultured ex vivo using specialized bioreactors to support repair or replacement of entire organs. In this approach, a donor organ is first stripped of all cells. What remains is the three-dimensional structure of the organ, which can then be repopulated with new cells. The lung is the example shown here. The method uses a dynamic culture system that provides mechanical stimulation, similar to what the organ experiences in the body. This type of culture helps induce native...

bioengineering

This collection covers core bioengineering concepts, which include production of biomaterials, histotypic and whole organ tissue cultures, bioprocessing techniques, and the complex system-level fields of bioMEMs and biosensing.


Learn how synthetic biology uses transformation or transfection to modify cells so they can produce proteins for bioengineering and other applications.

Engineering Cells to Produce Proteins | JoVE K12

Georgia Standards of Excellence

9-12

Entomology

SEN5.

SEN5.d

Overview

Principles of Synthetic Biology

Transfection of Mammalian Cells using Electroporation

Transformation of Bacterial Cells using Heat Shock Method

Applications

Summary

Genetic Lingo

Overview

An organism is diploid if it inherits two variants, or alleles, of each gene, one from each parent. These two alleles constitute the genotype ...

Punnett Squares

Overview

A Punnett square displays the possible genotypes offspring can inherit from two parental genotypes. If a trait&#x2019;s inheritance pattern ...

Monohybrid Crosses

Overview

In the 1850s and 1860s, Gregor Mendel investigated inheritance by performing monohybrid crosses in pea plants. He crossed two plants that were ...

Dihybrid Crosses

Overview

To determine whether traits are inherited together or separately, Gregor Mendel crossed pea plants that differed in two traits. These parental ...

Law of Segregation

When crossing pea plants, Mendel noticed that one of the parental traits would sometimes disappear in the first generation of offspring, called the F1 ...

Law of Independent Assortment

While Mendel&#x2019;s Law of Segregation states that the two alleles for one gene are separated into different gametes, a different question of how ...

Test Cross

Alleles are different forms of the same gene. Humans and other diploid organisms inherit two alleles of every gene, one from each parent.

An allele is ...

Pedigree Analysis

Overview

A pedigree is a diagram displaying a family&#x2019;s history of a trait. Analyzing pedigrees can reveal (1) whether a trait is dominant or ...

Use Mendel's laws of segregation and independent assortment to analyze patterns of inheritance.

SC.912.L.16.1

Trihybrid Crosses

Trihybrid Crosses
Some of Mendel&#8217;s crosses examined three pairs of contrasting characteristics. Such a cross is called a trihybrid cross. A ...

Chi-square Analysis

The chi-square test is a statistical hypothesis test. It is used to check whether there is a significant difference between an expected value and an ...

Multiple Allele Traits

Incomplete Dominance

Gregor Mendel&#39;s work (1822 - 1884) was primarily focused on pea plants. Through his initial experiments, he determined that every gene in a diploid ...

Lethal Alleles

Agouti: A Lethal Allele
Lucien Cu&#233;not discovered lethal alleles in 1905 while studying the inheritance of coat color in mice. The agouti gene is ...

Polygenic Traits

background-and-environment-affect-phenotype

Background and Environment Affect Phenotype

Although the genetic makeup of an organism plays a major role in determining the phenotype, there are also several environmental factors, such as ...

Discuss observed inheritance patterns caused by various modes of inheritance, including dominant, recessive, codominant, sex-linked, polygenic, and multiple alleles.

SC.912.L.16.2

Base-pairing and DNA Repair

The DNA Replication Fork

Lagging Strand Synthesis

The Replisome

Proofreading

Synthesis of new DNA molecules is carried out by the enzyme DNA polymerase, which adds nucleotides on the daughter strand complementary to the template ...

Replication in Prokaryotes

DNA replication has three main steps: initiation, elongation, and termination. Replication in prokaryotes begins when initiator proteins bind to the ...

Replication in Eukaryotes

In eukaryotic cells, DNA replication is highly conserved and tightly regulated. Multiple linear chromosomes must be duplicated with high fidelity before ...

Describe the basic process of DNA replication and how it relates to the transmission and conservation of the genetic information.

SC.912.L.16.3

The DNA Helix

Deoxyribonucleic acid, or DNA, is the genetic material responsible for passing traits from generation to generation in all organisms and most viruses. DNA ...

Mutations

Mutations are changes in the sequence of DNA. These changes can occur spontaneously or they can be induced by exposure to environmental factors. Mutations ...

Mutation, Gene Flow, and Genetic Drift

In a population that is not at Hardy-Weinberg equilibrium, the frequency of alleles changes over time. Therefore, any deviations from the five conditions ...

Explain how mutations in the DNA sequence may or may not result in phenotypic change. Explain how mutations in gametes may result in phenotypic changes in offspring.

SC.912.L.16.4

What is Gene Expression?

A gene is a stretch of DNA that serves as the blueprint for functional RNAs and proteins. Since DNA is comprised&#160; of nucleotides and proteins are ...

RNA Structure

The basic structure of RNA consists of a string of ribonucleotides attached by phosphodiester bonds. Although most RNA is single-stranded, it can form ...

Types of RNA

Three main types of RNA are involved in protein synthesis: messenger RNA (mRNA), transfer RNA (tRNA), and ribosomal RNA (rRNA). These RNAs perform diverse ...

Transcription

Transcription is the synthesis of RNA from a DNA sequence by RNA polymerase. It is the first step in producing a protein from a gene sequence. ...

Bacterial RNA Polymerase

Eukaryotic RNA Polymerases

General Transcription Factors

Tissue-specific transcription factors contribute to diverse cellular functions in mammals. For example, the gene for beta globin, a major component of ...

RNA Polymerase II Accessory Proteins

Transcription Elongation Factors

pre-mrna-processing-modification-of-pre-mrna-ends

Pre-mRNA Processing: Modification of pre-mRNA Ends

In eukaryotic cells, transcripts made by RNA polymerase are modified and processed before exiting the nucleus. Unprocessed RNA is called precursor mRNA or ...

Pre-mRNA Processing: RNA Splicing

Transfer RNA Synthesis

Ribosomal RNA Synthesis

The Nucleolus

Additional Subnuclear Structures

Translation

Translation is the process of synthesizing proteins from the genetic information carried by messenger RNA (mRNA). Following transcription, it constitutes ...

Ribosomes

Ribosomes translate genetic information encoded by messenger RNA (mRNA) into proteins. Both prokaryotic and eukaryotic cells have ribosomes. Cells that ...

tRNA Activation

Initiation of Translation

Termination of Translation

Improving Translational Accuracy

Nonsense-mediated mRNA Decay

Molecular Chaperones and Protein Folding

The Proteasome

Regulated Protein Degradation

Proteins: From Genes to Degradation

Explain the basic processes of transcription and translation, and how they result in the expression of genes.

SC.912.L.16.5

Chromatin Structure and RNA Splicing

Alternative RNA Splicing

Nuclear Export of mRNA

Discuss the mechanisms for regulation of gene expression in prokaryotes and eukaryotes at transcription and translation level.

SC.912.L.16.6

Molecular Cloning

Molecular cloning is a set of methods, which are used to insert recombinant DNA into a vector - a carrier of DNA molecules that will replicate recombinant ...

An Overview of Genetic Engineering

Genetic engineering &#8211; the process of purposefully altering an organism&#8217;s DNA &#8211; has been used to create powerful research tools and model ...

Recombineering and Gene Targeting

One of the most widely used tools in modern biology is molecular cloning with restriction enzymes, which create compatible ends between DNA fragments that ...

bacterial-transformation-the-heat-shock-method

Bacterial Transformation: The Heat Shock Method

Transformation is the process that occurs when a cell ingests foreign DNA from its surroundings. Transformation can occur in nature in certain types of ...

Bacterial Transformation: Electroporation

The term &#x201C;transformation&#x201D; refers cellular ingestion of foreign DNA.  In nature, transformation can occur in certain types of bacteria.  In ...

An Introduction to Transfection

Transfection is the process of inserting genetic material, such as DNA and double stranded RNA, into mammalian cells. The insertion of DNA into a cell ...

transformation-e-coli-cells-using-an-adapted-calcium-chloride

Transformation of E. coli Cells Using an Adapted Calcium Chloride Procedure

Source: Natalia Martin1, Andrew J. Van Alst1, Rhiannon M. LeVeque1, and Victor J. DiRita1
1 Department of Microbiology and Molecular Genetics, Michigan ...

conjugation-method-to-transfer-ampicillin-resistance-from-donor-to

Conjugation: A Method to Transfer Ampicillin Resistance from Donor to Recipient E. coli

Source: Alexander S. Gold1, Tonya M. Colpitts1
1 Department of Microbiology, Boston University School of Medicine, National Emerging Infections Diseases ...

phage-transduction-method-to-transfer-ampicillin-resistance-from

Phage Transduction: A Method to Transfer Ampicillin Resistance from Donor to Recipient E. coli

CRISPR

Bacterial Transformation

Background

In early 20th century, pneumonia was accountable for a large portion of infectious disease deaths1. In order to develop an effective vaccine ...

Bacterial Transformation
ExpandFirst, ensure that each student or student group has a filled ice bucket.
Then, set up a tube rack for each work station.
...

Describe how viruses and bacteria transfer genetic material between cells and the role of this process in biotechnology.

SC.912.L.16.7

A. DNA stores and transmits genetic information. Genes are sets of instructions encoded in the structure of DNA.

B. Genetic information is passed from generation to generation by DNA in all organisms and accounts for similarities in related individuals.

C. Manipulation of DNA in organisms has led to commercial production of biological molecules on a large scale and genetically modified organisms.

D. Reproduction is characteristic of living things and is essential for the survival of species.

Engineering Cells to Produce Proteins

Description

Transcript

Tags

More videos by Standards