molecule cell biology lecture for students.pptx

molecule biology

1. Молекул эсийн биологи Э.Батмагнай доктор /Ph.D./ 09 /09/2025

2. Молекул биологи гэдэг нь Амьдралд зайлшгүй чухал нуклейн хүчил, уураг гэх мэт макромолекулуудын үүсэл, бүтэц, үйл ажиллагаа, генетик мэдээлэл дамжуулах болон эсийн хуваагдалд тэдгээрийн гүйцэтгэдэг үүргийг судладаг шинжлэх ухаан юм.

3. Молекул биологийн төв онол

4. Мутацийг нэрлэх Мутациудыг дараах байдлаар нэрлэж болно: ДНХ-ийн түвшинд – болсон нуклеотидын өөрчлөлтийг тодорхойлно. Уургийн түвшинд – болсон амин хүчлүүдийн өөрчлөлтийг тодорхойлно. ДНХ-ийн түвшинд нэрлэхэд: Генийн кодлогдсон дараалалд мутаци үүссэн бол ямар байрлалд ямар суурь өөрчлөгдсөн гэдгийг зааж өгөх хэрэгтэй. Жишээ: 76-р байрлал дахь A нь C болгон солигдсон бол 76 A>C гэж тэмдэглэнэ. Нэмэлт ( Insertion): 76 болон 77-р байрлалуудын хооронд T суурь нэмэгдсэн бол 76_77 insT гэж тэмдэглэнэ. Устгал ( Deletion): 76 болон 78-р байрлалуудын хооронд суурь устсан бол 76_78 del гэж тэмдэглэнэ. Хэрэв мутаци кодлогдсон хэсгээс гадуур, жишээ нь генийн эхний кодоноос өмнөх зохицуулах хэсэгт гарсан бол суурийн байрлалыг (- тэмдэг) ашиглан тэмдэглэнэ. Жишээ: TB ( сүрьеэ)-гийн inhA promoter бүсэд эхний кодоноос 15 суурь урд мутаци гарсан бол, C суурь T болж солигдсон нь C-15T гэж тэмдэглэгдэнэ. Амин хүчил дээр суурилсан мутаци: Байгаль дээрх амин хүчлийн мутацийг кодоны дугаар болон мутацид үүссэн амин хүчлээр тэмдэглэдэг. Жишээ: 526-р байрлал дахь Histidine (His) → Aspartic acid (Asp) бол His526Asp буюу H526D гэж тэмдэглэнэ. Silent мутаци (кодон өөрчлөгдсөн ч амин хүчил өөрчлөгдөөгүй) бол: Phe514Phe буюу F514F.

5. Зарим нэр томьёог авч үзье: 1. Клиникийн дээж ( Clinical specimen) өвчтөнөөс шууд авсан дээж, жишээ нь: цээжний хөндийн шингэн ( pleural fluid), тархи нугасны шингэн ( CSF) гэх мэт. 2. Ялгаж авсан омог ( Isolate) Клиникийн дээжийн өсгөвөрөөс ялгасан организм буюу нян, вирус 3. Шууд илрүүлэлт ( Direct detection) Клиникийн дээжинд байгаа организмд RNA эсвэл ДНХ-ийн тодорхой дарааллыг шууд илрүүлэх арга. 4. Нуклеин хүчил олшруулалт (Nucleic acid amplification) Тодорхой нуклеин хүчил дарааллыг геометрийн өсөлтөөр ихэсгэх үйл явц. 5. Ампликон ( Amplicon) Нуклеин хүчил олшруулалтын үр дүнд гарсан бүтээгдэхүүн. 6. Лабораторид боловсруулсан тест ( Laboratory developed test, LDT) Энэ нь клиникийн зориулалттай in vitro оношлогооны тест бөгөөд нэг лаборатори дотор зохион бүтээгдэж, үйлдвэрлэгдэж, баталгаажиж, ашиглагддаг тест юм.

6. ПГУ нь ДНХ-ийн тодорхой хэсгийг ДНХ полимераза фермент ашиглан олшруулах арга юм. Энэ нь дулааныг өсгөх ба бууруулах давтагдах циклийг шаарддаг. Энэхүү процесс автоматжсан термоциклер дээр хийдэг. ПГУ - ын явцад юу болдог вэ? ДНХ-ийн концентраци амжилттай олшролт тутамд хоёр дахин өсдөг . Ингэснээр эхэндээ бага хэмжээтэй ДНХ байсан ч, эцэст нь 2чын дэвшилтээр нэмэгддэг. ПГУ - ын дараа: ПГУ-ын бүтээгдэхүүн буюу ампликон -ыг гель электрофорез гүйлгэж шалгадаг. RNA- г олшруулах бол: Шууд RNA- д PCR хийх боломжгүй тул Reverse Transcriptase PCR (RT-PCR) ашиглана. Энэ нь РНХ-ээс ДНХ үүсгэх арга юм. Эхлээд RNA- г реверс транскриптаза ашиглан cDNA болгоно. Энэ cDNA- г дараа нь PCR- ын эхлэх материал болгон ашиглана. ПОЛИМЕРАЗИЙН ГИНЖИН УРВАЛ ( ПГУ )

7. Молекул биологийн өөр нэг хэрэглээ нь нуклейн хүчлүүдийн дараалал тодорхойлох ( sequencing) арга юм. Энэ нь ДНХ молекул дахь нуклеотидуудын тодорхой дарааллыг тодорхойлох процесс юм. ДНХ-ийн дарааллыг тодорхойлох хэд хэдэн арга байдаг: Sanger sequencing Next Generation Sequencing (NGS)

8. Sanger sequencing : Урт дараалал тогтооход тохиромжтой, ойролцоогоор 500 суурь ( base pairs) хүртэл. Хувиргалт хийхэд хялбар, мөн хэрэв дээжид 30% ба түүнээс дээш хэмжээний холимог дараалал байвал түүнийг илрүүлэх чадвартай. Жинхэнэ ДНХ-ийн дарааллыг тогтоодог ба үр дүн нь хроматограмм дээр харуулж, эсвэл анализын програм ашиглан DNA дарааллыг гаргадаг.

9. Next Generation Sequencing (NGS) гэдэг нь: Их хэмжээний ДНХ дарааллыг цаг хугацааны хувьд хурдан тогтоох арга юм. Үүнийг олон зэрэгцээ дараалалыг зэрэг тогтоох гэж нэрлэдэг, учир нь олон ДНХ фрагмент нэгэн зэрэг уншигддаг. Онцлог: Үр дүн нь маш их өгөгдөлтэй , нарийн төвөгтэй. Өгөгдлийг боловсруулахад компьютерийн тусгай програм шаардлагатай. Их хэмжээний өгөгдлийг хадгалах нь бас асуудал үүсгэдэг.

10. Next Generation Sequencing (NGS) нь их хэмжээний ДНХ дараалал тогтоох хурдан арга юм. Хэрэглээ нь: Судалгаа : генетик, молекул биологи зэрэг үндсэн шинжлэх ухаанд. Эмнэлгийн оношилгоо : Нянгийн төрөл, шинж чанарыг тодорхойлох ( pathogen identification and characterization ) Эмэнд тэсвэртэй болохтой холбоотой мутаци илрүүлэх ( drug resistance mutations ) Эмэнд тэсвэрлэх шинэ механизм илрүүлэх. Молекул эпидемиологи : Генотип тогтоох, тархалтын судалгаа ( outbreak detection, surveillance ).

11. PCR contamination (PCR- ийн бохирдол) гэж юу вэ? PCR- ийн бохирдол гэдэг нь нуклеин хүчил буюу ДНХ/РНХ зорилтот дараалал санаандгүйгээр өөр ДНХ-ээр бохирдохыг хэлнэ . PCR маш мэдрэмтгий учраас өөр ДНХ маш бага ороход л энэ нь бүх урвалын үр дүнг буруу болгоно.

12. Анхаарал хандуулсанд баярлалаа

13. We optimized the condition. And then we amplified 6 fragments in each 5 samples. Total 30 PCR products. Then we loaded pooled sample to the Minion machine NGS Sequencing