Τεχνικές γενετικής ανάλυσης

Τεχνικές γενετικής ανάλυσης
Εφαρμογές στα τρόφιμα

Η επιστήμη της Βιοτεχνολογίας αποτελεί έναν από τους πιο αναπτυσσόμενους κλάδους στον Τομέα των επιστημών Ζωής με πολυάριθμες εφαρμογές. Το σύγγραμμα παρουσιάζει με συνεκτικό τρόπο τις τρέχουσες μοριακές μεθοδολογίες οι οποίες χρησιμοποιούνται στην ανάλυση φυτικών και ζωικών οργανισμών, καθώς και την ιχνηλάτηση συστατικών σε τρόφιμα. Επίσης, ένα μεγάλο τμήμα του αφορά στις εφαρμογές αυτών των τεχνικών στα τρόφιμα. Επειδή οι τεχνικές αυτές περιγράφονται διεξοδικά, το παρόν εγχειρίδιο μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σαν ένας εργαστηριακός οδηγός για φοιτητές τμημάτων Ανώτερων και Ανώτατων Εκπαιδευτικών Ιδρυμάτων, οι οποίοι φοιτούν σε ανάλογα αντικείμενα.

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ

ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΥΠΟΒΑΘΡΟ
Πρόλογος
2.1 Δομή του DNA
3.1 Ορισμός του γονιδίου
1.4 Φυτική Παραγωγή
2.5 Μιτοχονδριακό DNA
Κεφάλαιο 1: Γενετική μηχανική - Βιοτεχνολογία
Κεφάλαιο 2: Δομή και λειτουργία των νουκλεїνικών οξέων
Κεφάλαιο 3: Δομή του γονιδίου
2.2 Αντιγραφή του DNA
1.5 Ζωική Παραγωγή
2.6 Αποδιάταξη – Eπαναδιάταξη DNA
1.2 Παραγωγή Τροφίμων
2.3 Δομή του RNA
1.6 Αλιεία – Υδατοκαλλιέργειες
1.3 Ιατρική
2.4 Κεντρικό δόγμα της μοριακής βιολογίας
1.1 Βιομηχανία
5.1 Ενδονουκλεάσες περιορισμού
5.4.1 Πλασμίδια
Κεφάλαιο 5: Βασικές αρχές της τεχνολογίας του
ανασυνδυασμένου DNA
5.2 Δημιουργία ανασυνδυασμένου DNA
5.4.2 Βακτηριοφάγοι
5.3 Κλωνοποίηση του ανασυνδυασμένου DNA
5.4.3 Κοσμίδια
5.4 Φορείς κλωνοποίησης
5.4.4 Τεχνητά χρωμοσώματα ζύμης (Yeast Artificial Chromosomes, YACs)
3.3 Βιολογικός ορισμός του γονιδίου
3.4 Γονίδια τα οποία χρησιμοποιούνται στην ταυτοποίηση των τροφίμων
4.1 Εισαγωγή
4.3 Ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης στους ευκαρυώτες
Κεφάλαιο 4: Γονιδιακή ρύθμιση
4.2 Ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης στους προκαρυώτες
6.1 Ηλεκτροδιάτρηση
6.3 Μικροέγχυση
Κεφάλαιο 6: Τεχνικές γενετικής τροποποίησης
6.2 Βαλιστική
4.4 Κατανόηση και εκμετάλλευση της γονιδιακής έκφρασης
3.2 Λεπτή δομή του γονιδίου
7.1 Γενετική τροποποίηση σε φυτά
7.1.1 Το σύστημα του Agrobacterium tumefaciens
7.2.1 Επιλογή του γονιδίου
7.3.1 Διαδικασία έγκρισης ενός γενετικά τροποποιημένου οργανισμού
7.1.2 Καλαμπόκι Bt, πατάτα Amflora
7.2.2 Απομόνωση του γονιδίου
7.3.2 Εκτίμηση της επικινδυνότητας των γενετικά
τροποποιημένων τροφίμων
7.1.3 Φυτά ανθεκτικά σε ζιζανιοκτόνα
7.2.3 Κλωνοποίηση του γονιδίου
7.3.3 Ασφάλεια γενετικά τροποποιημένων τροφίμων
7.4.2 Βιοηθική και βιοτεχνολογικές εφαρμογές
7.4.1 Βιοηθική και ηθικές αξίες
7.1.4 Φυτά ανθεκτικά σε ιούς και βακτήρια
7.2.4 Εισαγωγή του γονιδίου στο ωάριο - τεχνικές
7.1.5 Φυτά ανθεκτικά σε περιβαλλοντικές καταπονήσεις
7.2.5 Προσδιορισμός της επιτυχίας της γονιδιακής μεταφοράς
7.1.6 Διαγονιδιακά φυτά και γεύση - δίαιτα
7.2.6 Διαχείριση και απελευθέρωση των διαγονιδιακών ζώων
Κεφάλαιο 7: Γενετική τροποποίηση σε φυτά και ζώα
7.4 Βιοηθική
7.3 Γενετικά τροποποιημένα προϊόντα (ΓΤΠ) και Ευρωπαϊκή Ένωση
7.2 Γενετική τροποποίηση σε ψάρια
8.1 Τι είναι μια βιβλιοθήκη DNA
9.1 Φυγόκεντρος
9.11 Ζυγάς ακριβείας
9.6 Ψυγειοκαταψύκτης
Κεφάλαιο 8: Bιβλιοθήκες DNA
Κεφάλαιο 9: Eξοπλισμός εργαστηρίου γενετικής ανάλυσης
8.2 Κατασκευή γενωματικής βιβλιοθήκης
9.2 Θερμικός κυκλοποιητής (συσκευή PCR)
9.12 Θερμαινόμενος μαγνητικός αναδευτήρας
9.7 Επωαστικός κλίβανος
8.3 Σύνθεση cDNA (complementary DNA) – Σύνθεση DNA
9.3 Οριζόντια συσκευή ηλεκτροφόρησης
9.8 Απαγωγός νηματικής ροής
8.4 Βιβλιοθήκη cDNA
9.4 Τροφοδοτικό μηχάνημα ηλεκτροφόρησης
9.9 Μικροπιπέτες μεταβλητού όγκου
8.5 Ανίχνευση βιβλιοθηκών
9.5 Συσκευή φωτογράφησης πηκτής αγαρόζης
9.10 Πεχάμετρο
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ - ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ
9.14 Αυτόματος αναλυτής για ανάλυση πρωτοδιάταξης
9.13 Απλός αναδευτήρας
9.16 Συστημα Next Generation Sequencing (NGS)
9.15 Συσκευή Real Time PCR
10.1 Απομόνωση DNA με το παραδοσιακό
πρωτόκολλο φαινόλης – χλωροφόρμιου
Κεφάλαιο 10: Aπομόνωση DNA
10.2 Απομόνωση DNA με έτοιμο kit απομόνωσης
10.1.1 Διαλύματα
10.2.1 Προετοιμασία του kit
10.1.2 Πειραματική διαδικασία
10.2.2 Πειραματική διαδικασία
11.1 Γενικά
Κεφάλαιο 11: Έλεγχος DNA σε πηκτή αγαρόζης
11.2 Διαλύματα
11.3 Πειραματική διαδικασία
12.1 Αρχές της μεθόδου
Κεφάλαιο 12: Αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης
(Polymerase Chain Reaction - PCR)
12.2 Η αντίδραση PCR
12.4.1 Υπολογισμός τελικών ποσοτήτων στην αντίδραση PCR
12.3 Πλεονεκτήματα και χρήση της τεχνικής PCR
12.4.2 Προετοιμασία της αντίδρασης PCR
12.4 Πειραματική διαδικασία
12.4.3 Προετοιμασία της συσκευής PCR
13.1 Αρχή της μεθόδου
Κεφάλαιο 13: PCR πραγματικού χρόνου - Real Time PCR
13.3 Συσκευές Real Time PCR
13.5.2 Ανίχνευση κρέατος πάπιας σε εμπορικά προϊόντα
14.4.2 Διαδικασία
13.4 Πλεονεκτήματα - μειονεκτήματα της μεθόδου
13.5.3 Ανίχνευση και ποσοτικοποίηση διαφορετικών συστατικών
κρέατος σε κρεατοσκευάσματα
14.5 Εφαρμογές
13.5.4 Ποσοτικοποίηση γενετικά τροποποιημένων οργανισμών
σε επεξεργασμένα τρόφιμα
14.1 Ενδονουκλεάσες περιορισμού
Κεφάλαιο 14: Πολυμορφισμός μήκους περιοριστικών θραυσμάτων -
Restriction Fragment Length Polymorphisms (RFLPs)
14.2 Αρχή της μεθόδου
14.3 Περιγραφή της μεθοδολογίας
14.4 Πειραματική διαδικασία
13.2 Προσδιορισμός της ποσότητας του προϊόντος
13.5.1 Ανίχνευση κρέατος αλόγου και όνου σε κρεατοσκευάσματα
14.4.1 Xημικά
12.6 Εφαρμογές
12.5 Ηλεκτροφόρηση πηκτής αγαρόζης
12.6.1 Ανίχνευση απάτης σε αλιεύματα (σαυρίδι, σκουμπρί, κολιό)
12.6.2 Ανίχνευση απάτης σε προϊόντα αλιευμάτων (μπακαλιάρος)
15.1 Αρχή της μεθόδου
15.2.1 Όργανα-υλικά
15.5.2 Roche 454 sequencing
15.3.1 Ενίσχυση με τη μέθοδο της PCR
15.2.3 Διαλύματα
15.3.3 Καθαρισμός του προϊόντος PCR
15.3.5 Καθαρισμός του δεύτερου προϊόντος PCR
15.4.1 Αλιεύματα
Κεφάλαιο 15: Ανάλυση πρωτοδιάταξης (Sequencing Analysis)
15.2 Μεθοδολογία ανάλυσης πρωτοδιάταξης με ηλεκτροφόρηση πηκτής
15.2.2 Χημικά
15.5.3 Ion Torrent: Proton / PGM sequencing
15.3.2 Έλεγχος του προϊόντος της αντίδρασης PCR
15.2.4 Πειραματική διαδικασία
15.3.4 Προετοιμασία της δεύτερης αντίδρασης PCR
15.3.6 Προετοιμασία των δειγμάτων για να τοποθετηθούν στον
αναλυτή πρωτοδιάταξης
15.3 Αυτοματοποιημένη μέθοδος ανάλυσης πρωτοδιάταξης
15.4 Εφαρμογές
15.5.1 Illumina sequencing
15.5 Next generation sequencing technologies
14.5 Ηλεκτροφόρηση σε πηκτή αγαρόζης
14.6.1 Αλιεύματα
14.6 Εφαρμογές
14.6.2 Κρεατοσκευάσματα
Κεφάλαιο 16: Ανάλυση τυχαίων ενισχυμένων πολυμορφικών
τμημάτων DNA - Rapid Amplified Polymorpic DNAs (RAPDs)
16.1 Αρχή της μεθόδου
16.3 Πλεονεκτήματα της μεθόδου
16.2 Προβλήματα της μεθόδου
15.5.4 SOLIiD SEQUENCING (Sequencing by OLigonucleotide ligation
and Detection)
15.5.5 Επεξεργασία των δεδομένων
16.4 Μειονεκτήματα της μεθόδου
16.5.1 Κρεατοσκευάσματα
17.3.1 Αλιεύματα
18.2.1 Όργανα-υλικά
18.2.2 Χημικά
18.2.3 Διαλύματα
16.5 Εφαρμογές
Κεφάλαιο 17: Ανάλυση αλληλουχιών με μεταβλητό αριθμό
τυχαίων επαναλήψεων Variable Number Tandem Repeats (VNTRS)
17.1 Εισαγωγή
17.3 Εφαρμογές
 17.2 Περιγραφή της μεθοδολογίας
Κεφάλαιο 18: Ισοενζυμική ανάλυση με τη μέθοδο
της ηλεκτροφόρησης αμύλου
18.1 Γενικές αρχές της ηλεκτροφορητικής μεθόδου
18.2 Μεθοδολογία της ισοενζυμικής ανάλυσης
18.3 Πειραματική διαδικασία
18.3.1 Ομογενοποίηση βιολογικού υλικού
18.3.2 Παρασκευή της πηκτής αμύλου
18.3.3 Ηλεκτροφόρηση
18.3.4 Ιστοχημική χρώση
18.3.5 Ανάγνωση ενζυμικού προτύπου
18.3.6 Μονιμοποίηση της πηκτής
18.4 Εφαρμογές
Βιβλιογραφία