Transcript Saccharomyces cerevisiae

Modelni organizmi
Vježba 4.
Kolegij Molekularna biologija s
genetikom
Studij Farmacija
Modelni organizmi
•
•
•
•
•
•
•
Bakterije, Escherichia coli
Virusi
Kvasac, Saccharomyces cerevisiae
Oblić, Caenorhabditis elegans
Cvjetnica, Arabidopsis thaliana
Vinska mušica, Drosophila melanogaster
Miš, Mus musculus
Zajedničke karakteristike
• jednostavno i jeftino održavanje u laboratoriju
• kratko generacijsko vrijeme
• veliki broj potomaka
• relativno malen i jednostavan genom
• pogodan za primjenu modernih istraživačkih metoda i
manipulaciju (križanja, matične stanične linije, unos
genetskog materijala)
• “dostupnost” i količina stanica i tkiva
• sekvenciranje genoma i baze podataka
Modelni organizam
Escherichia coli
Kvasac
Saccharomyces cerevisiae
Oblić
Caenorhabditis elegans
Cvjetnica
Arabidopsis thaliana
Vinska mušica
Drosphila melanogaster
Riba zebrica
Danio rerio
Miš
Mus musculus
(čovjek)
Dužina
genoma u
Mbp (106)
Broj gena
(x103)
Broj
molekul
a DNA
Postotak homologije s
čovjekom
4,6
4,6
1
7%
13
6,3
16
23%
100
19
6
21%
115
28
5
26%
180
13
4
36%
1.800
30
25
85%
2.600
30
20
90%
3.200
25
23
100%
Bakterije
• Prokariotski model
• Gram negativna, stapićasta bakterija, 1x2µm
• Brzo i jednostavno razmnožavanje, dioba 20 min,
sve jedinke jednake
• Genom sekvenciran 1997.
• Jednostavna genetička manipulacija
• Jednostavan uzgoj bakterija u laboratoriju
• Rast na krutim i tekućim podlogama
• Plazmidi
• osnovni životni procesi (sinteza DNA, RNA,
proteina)
• metabolizam, struktura stanice
• infektivne bolesti biljaka i životinja
• evolucija (“mini-evolucija”) i adaptacija na
ekstremne uvjete okoline
http://commons.wikimedia.org
Kvasac, Saccharomyces cerevisiae
• Jednostanični eukariotski organizmi, 5-10 m
• Jednostavan uzgoj u laboratorijskim uvjetima,
rast na krutim i tekućim podlogama
• Brzo razmnožavanje, dioba 2 sata
• Razmnožavanje spolno (mejoza, haploidne
spore) i nespolno (pupanje)
www.microbiologyonline.org.uk
• Jednostavne genetičke manipulacije
• kontrola staničnog ciklusa i diobe
• genska regulacija i kromosomska
struktura
• model za unutarstanične procese:
sekreciju, degradaciju proteina,
biogenezu membrana, funkciju
citoskeleta, lokalizaciju RNA
• starenje i diferencijacija
www.fotolia.com
Oblić, Caenorhabditis elegans
• Model za višestanične organizme, sadrži 959 stanica s
300-1000 zametnih stanica, hemafroditi, imaju
razvijen živčani sustav, prozirni organizam
• Jednostavan za održavanje – uzgaja se na agar ploči i
hrani se s E. Coli
• Generacijsko vrijeme – 3 dana, životni vijek 2-3 tjedna
• Brza i jednostavna genetika
• Kontrola programirane stanične smrti
www.imsc.res.in
bsra.org.uk
• Mehanizmi diferencijacije i razvoj pojedinih
organskih sustava
• Dioba stanice, starenje
• Intereferirajuća RNA
http://www.biologie.ens.fr/bcsgnce/
Vinska mušica, Drosophila melanogaster
• Među prvim modelnim organizmima – osnova klasične genetike
(Morganovi eksperimenti – kromosomska teorija nasljeđivanja)
• Jednostavan uzgoj u laboratoriju – jeftin uzgoj
• Kratki reprodukcijski ciklus – 2 tjedna, puno potomaka – 100
• Genom sekvenciran 2000 god
• Jednostavna genetička manipulacija – knock-out sojevi za sve gene
www.funsci.com
• razvojna biologija
• diferencijacija živčanog, mišićnog sustava i srca
• genetska kontrola ponašanja
• genetika, genomika, mutantni fenotipovi,
transgenične životinje
• 2/3 ljudskih bolesti
• efekti lijekova, pesticida, alkohola
www.open.ac.uk
Cvjetnica, Arabidopsis thaliana
• Biljni modelni organizam
• Jednogodišnja zeljasta biljka
• Životni ciklus – 8-10 tjedana
• Mali genom s malo repetitivne DNA
• Veliki broj potomaka – do 10 000 sjemenki
• Samooplodnja – čiste linije
• Mogućnost uzgoja u laboratoriju na umjetnoj
hranjivoj podlozi
joehort550.weebly.com
• Jednostavno križanje linija, lakoća dobivanja
mutanti, transformacija
• Identifikacija gena uključenih u
biljni rast i razvoj
• Usporedba biljnih i životinjskih
molekularnih mehanizama
www.isb.vt.edu
www.picstopin.com
Miš, Mus musculus
•
•
•
•
Model za sisavce, veličinom genoma i složenosti organizma
najsličniji čovjeku
Spolna zrelost 2 mjeseca, 10 potomaka
Genom sekvenciran 2002. god
Genetska manipulacija – knock-out i transgenične linije
(skupa, spora i složena istraživanja), veliki broj sojeva
www.geochembio.com
•
•
•
•
Embriogeneza i razvoj pojedinih tkiva
Funkcija imunog sustava i njegov razvoj
Nastanak i razvoj mozga i živčanog sustava
Modeli humanih bolesti
www.geekosystem.com