biotehnologija uvod

Embed Size (px)

Citation preview

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    1/64

    BIOTEHNOLOGIJA

    Sanitarno ekoloki inenjer specijalista

    modul

    pra!ljanje "dra!st!eno sanitarnom #e"#edno$u %rane i !ode

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    2/64

    Biotehnologija je bilo koja tehnikaaplikacija koja koristi biolokesisteme, ive organizme ili njihovederivate da napravi ili modifikujeproizvod ili proces za specifinu

    upotrebu

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    3/64

    Biotehnologija povezuje prirodne iinenjerske nauke da bi se postiglaprimena organizama, elija, njihovihdelova i molekularnih analoga udobijanju proizvoda za dobrobit

    oveanstva

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    4/64

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    5/64

    tradicionalnabiotehnologijakoja obuhvataoplemenjivanje biljaka i domaih ivotinja,korienje mikoroorganizama za proizvodnjuhrane i pia i dr, preradu otpadnih voda,

    proizvodnju biogasa i sl. savremenabiotehnologijau koju spadaju:

    genetski inenjeringkloniranje inenjering tkiva

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    6/64

    . !snovi molekularne biologije". #anipulacija biljnim i animalnim genomom.

    $loniranje organizama. #olekularno kloniranje.%estrikcioni enzimi. &ektori. 'ehnika dobijanjarekombinantne ()$.

    *. +# mikroorganizmi. +# ivotinje.. +# biljke. +# organizmi i zdravlje ljudi.-. 'rgovina promet +# hranom. /akonska regulativa.

    /akon o +#!. /akon o bezbednosti hrane.0. 1tika razmatranja

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    7/64

    2ktivnost na predavanjima do - poena 'est " 3 - poena 4prag znanja -567 8eminar do "5 poena

    spit do *- poena

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    8/64

    Biomolekuli

    ()$

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    9/64

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    10/64

    &ode )eorganskih jona (va tipa biomolekula

    #alih jednostavnih molekula9metabolita8loenih biomolekula9 makromolekula

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    11/64

    6 mase elije broj vrsta&oda 5 ;roteini - *555

    )ukleinske kiseline()$ %)$ 0 *555

    ;olisaharidi * -

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    12/64

    nteraguju u razliitim tipovima biohemijskihreakcija ime proizvode gradivni materijal ienergiju za ivotne procese

    !moguavaju replikaciju organizama iprenoenje naslednih osobina sa roditelja napotomstvo

    ;okazuju nivo sopstvene organizacije naelijskom nivou

    !moguavaju da organizmi registruju promene uspoljanjoj sredini i na njih adekvatno raguju

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    13/64

    = sastav biomolekula ulaze ugljenik, vodonik, kiseonik,

    azot i u manjoj meri kalcijum, fosfor i sumpor

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    14/64

    ;olisaharidi

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    15/64

    ;olimeri jednostavnih eera 4monosaharida,najee glukoze7, koji se povezuju ulinearne ili ravaste lance

    !snovne funkcije(eponenti rezervne energije 4glikogen kodivotinja, skrob kod biljaka7

    zgradnja unutranjeg citoskeleta elije1kstracelularni elementi sa specifinim vezivnim mestima za proteine ime

    uestvuju u elijskoj komunkaciji saspoljanjom sredinom

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    16/64

    %aznolikog sastava po pravilu nerastvorljivi uvodi a rastvorljivi u organskim rastvaraima

    ;rosti lipidi 4masti i ulja7 8loeni lipidi 4fosfolipidi, steroidi, hormoni7

    (eponenti energije>osfolipidi su glavni sastojak elijske membrane

    ;renos intracelularnih i ekstracelularnih signala

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    17/64

    ?%adni molekuli@ elije, izvodjaiprograma kodiranog genima 9 1)/# +radivni elementi organizma A proteini

    miia 4meso7, kosa, nokti 'ransporteri A npr. prenosioci koseonika

    4hemogolobin7 #edijatori elijske komunikacije A

    imunoglobulini, hormoni, receptori

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    18/64

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    19/64

    #olekuli nukleinskih kiselina supolinukleotidi, koji se sastoje od velikogbroja mononukleotida.

    'o su visoko molekulska jedinjenja samolskom masom koja se iskazuje umilionima.

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    20/64

    Nukleozid = pentoza + azotna baza

    Nukleotid = pentoza + azotna baza + ostatak fosforne kis.

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    21/64

    #ononukleotid se sastoji iz:

    eerne komponente 4riboza ili dezoksiriboza7, baze 9 purinske ili pirimidinske heterociklina

    baza

    fosforne kiseline.

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    22/64

    (ezoksiribonukleinska kiselina4()$79sadri dezoksiribozu

    %ibonukleinska kiselina4%)$7 9sadriribozu

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    23/64

    ()$ eer9deziksiriboza Baze: 2, C, + ili ' (vostruki niz Demijski stabilna

    %)$ eer9riboza Baze: 2, C, + ili = Eednostruki niz Demijski labilna

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    24/64

    ()$ je nosilac naslednih informacija u eliji %)$ uestvuju u prenoenju tih informacija i

    njihovom prevoFenju u proteine.

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    25/64

    . .

    ! ! !

    " " "

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    26/64

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    27/64

    3 C O P O C 5

    O-

    O

    Fosfodiesterska veza

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    28/64

    (va lanca ()$ vezuju sevodoninim vezama

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    29/64

    - veza G-C veza

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    30/64

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    31/64

    ;rimarna struktura ()$ predstavlja redosledvezivanja nukleotidnih jedinki 4nukleotida7 uneprekidni polinukleotidni lanac.

    =stanovljavanje redosleda vezivanjanukleotidnih jedinki u molekulu nukleinskihkiselina predstavlja njenu pravukarakterizaciju.

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    32/64

    ;rimarna struktura ()$ 9 redosled nukleotidaA predstavlja genetiku informaciju

    8ekvenca nukleotida odreFuje karakteristikeive jedinke

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    33/64

    2p2p'p+pCp+p+p'p+p2p+pCpCpC

    2929'9+9C9+9+9'9+929+9C9C9C

    22'+C++'+2+CCC

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    34/64

    #olekul ()$ se sastoji iz dvapolinukleotidna lanca, obavijenih

    oko centralne ose uz stvaranjedvostruke spirale

    $imu ()$ ine eer i fosforna

    kiselina dok su baze kaunutranjosi dvostrukog lancaupravno na kimu ()$

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    35/64

    (va polinukleotidna lanca su postavljenaantiparalelno 4u suprotnim smerovima7 anjihove su baze meFusobno povezanevodoninim vezama

    ;urinske i pirimidinske baze nukleotidnihjedinki se nalaze unutar dvostruke spirale

    Tako se uvek naspram adenina nalazitimin a naspram guanina citozintjkomplementarni par je 2' odnosno +C

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    36/64

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    37/64

    &!olan'ana "a!ojnica &N(

    Nukleo"omi

    Nukleo"omski paketi

    )etlje

    Trake na %romo"omima

    *eta+a"ni %romo"om

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    38/64

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    39/64

    G Prokarioti (mikrobi)Asuperspiralizovana cirkularna

    ()$, interakcija sa %)$ iproteinima, postojanjeekstrahromozomalne ()$4plazmidi7

    Eukarioti A ()$ spakovana uhromozome, interakcija sahistonskim i nehistonskimproteinima

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    40/64

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    41/64

    +enetska informacija se prenosi sa roditeljana potomstvo

    $oliina ()$ ostaje konstantna krozgeneracije

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    42/64

    ;roces dupliranje molekula ()$ pri kome odjednog nastaju dva potpuno identina molekula()$.

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    43/64

    8emikonzervativan proces

    Eedan lanac nove ()$ potie od majkeelije a drugi je novosintetisan

    8emidiskontinuiran proces

    )a jednom lancu sinteza ()$ tee u

    kontinuitetu a na drugom u delovima kojise kasnije spajaju

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    44/64

    !snovna funkcija ()$ je ouvanje i prenosnasledne informacije sa roditelja na potomstvo

    %edosled nukleotida u polinukleotidnom lancu

    odreFuje redosled aminokiselina u polipeptidnomlancu A osnov za prenos informacija

    !sim izvesnih virusa 4%)$ virusi7 svi organizmi na/emlji uvaju i prenose nasledne informacijepreko ()$

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    45/64

    $ako informacijasadrana u ()$postane fukcionalnaosobinaH

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    46/64

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    47/64

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    48/64

    ;roces prepisivanja ()$ u %)$4transcript J prepis7

    'ranskripcija za cilj ima izlazak informacijeiz jedra u cilju njene realizacije, odnosno,ekspresije gena

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    49/64

    ;roces prevoFenja informacije sa i%)$ upolipeptidni lanac 4translation A prevoFenje7

    !buhvata dve kategorije procesa:

    . %)$ odreFuje sekvencu aminokiselinaa7 prepoznavanje izmeFu aminokiseline i odgovarajue t%)$

    uz pomo aminoacil9t%)$9sintetazeb7 prepoznavanje antikodona t%)$ i kodona na i%)$

    ". ;ovezvanje aminokiselina u polpeptid

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    50/64

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    51/64

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    52/64

    Triplet baza na DNK K!D

    Triplet baza na i"NK K!D!N

    (kodon je komplementaran kodu)

    Triplet baza na t"NK #NT$K!D!N(antikodon je komplementaran kodonu)

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    53/64

    Klasina de%inicija (&endel)'jedinica genetikogmaterijala koja odredjuje funkciju ili naslednuosobinu koja se prenosi sa roditelja na potomke

    iohemijska de%inicija'segment ()$ kojiodredjuje jedan polipeptidni lanac

    &olekularna de%inicija'()$ sekvenca koja se

    prepisuje kao jedinica i kodira jedan ili setpolipeptidaK gen je transkripciona jedinica

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    54/64

    +enom

    =kupna ()$ organizma &irusi A jednolanana ili dvolanana ()$ ili

    %)$ 8vi elijski organizmi A dvolanana ()$

    &eliina genoma raste od evoluciono niih kaviim organizmima 4bakterije 9 * #bK ovekA*.555 #b7

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    55/64

    ,-./01-23425.

    67/8-79.

    -:;

    [email protected]:

    67.9:/8/.

    [email protected].

    C:;[email protected].

    67/8-79.

    37088-./09.427/7=

    [email protected]=

    D/2F225.

    2 .182.425.67/8-79.

    2=.

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    56/64

    1kspresija gena A sinteza polipeptida na osnovu()$ matrice

    = irem smislu, ekspresija gena predstavljaispoljavanje funkcionalne osobine

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    57/64

    enetiko mapiranje definie relativnupoziciju dva gena na hromozomu

    *iziko mapiranje odreFuje se tana pozicija

    gena na hromozomu

    $rajnji cilj mapiranja gena je kloniranjegena ucilju analize i upotrebe njegovog proteinskog

    produkta

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    58/64

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    59/64

    zolacija ()$ =tvdjivanje redosleda nukleotida u lancu ()$

    4sekvenciranje7 =mnoavanje odredjenih segnenata ()$

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    60/64

    #edjunarodni projekat zapoet LML sa ciljemodredjivanja sekvence baznih parova u ()$humanog genoma

    8a budetom od * milijarde =8(, uestvovalitimovi iz =82, =$, >rancuske, )emake, Eapana,$ine i ndije

    ;laniran zavretak za - godina ali je usled

    napretka tehnologije zavren ranije

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    61/64

    "0.50."555. zavren grubi nacrt humanoggenoma 4objavili Bil $linton i 'oni Bler7

    $ompletan genom objavljen "55*. godine

    = maju "550. objavljena sekvenca poslednjeghromozoma.

    %ezultati javno dostupni na internetu u okviru+enBank databaze

    %azvijeni su programi za interpretaciju rezultatasekvenciranja genoma

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    62/64

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    63/64

    ;rikupljeno puno uzoraka krvi enskih davaoca isperme mukih

    ;rocesuirano samo nekoliko 4nezvanino se tvrdi

    da je kompletna javno dostupna baza podatakood jednog donora iz Bufala, )NC7

  • 7/21/2019 biotehnologija uvod

    64/64

    Craig &enter, osniva firme Celera +enomicsuloio LLM oko *55 miliona =8( u sopstveniprojekat sekvencirana koristei Ohole genome

    shotgun sePuencing ;atentirao aplikacije oko 0 -55 gena 4Q7