From d0890bee08e0ee71cc53a876fdbcbe3f82813886 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Johan Dahlin Date: Mon, 24 Nov 2025 21:47:03 +0100 Subject: [PATCH] vault backup: 2025-11-24 21:47:03 --- .../Cellulära processer/Kromatin/Slides.md | 112 +++++++++ .../{Kromatin_VT2025-1.pdf => Slides.pdf.pdf} | 0 .../Utforska proteiner/Instuderingsfrågor.md | 0 .../Utforska proteiner/Lärandemål.md | 0 .../Utforska proteiner/Provfrågor.md | 0 .../Utforska proteiner/Slides.md | 230 ++++++++++++++++++ .../Utforska proteiner/Slides.pdf.pdf | 3 + .../Utforska proteiner Anteckningar.md | 0 8 files changed, 345 insertions(+) create mode 100644 content/Biokemi/Cellulära processer/Kromatin/Slides.md rename content/Biokemi/Cellulära processer/Kromatin/{Kromatin_VT2025-1.pdf => Slides.pdf.pdf} (100%) rename content/Biokemi/{Makromolekyler => Cellulära processer}/Utforska proteiner/Instuderingsfrågor.md (100%) rename content/Biokemi/{Makromolekyler => Cellulära processer}/Utforska proteiner/Lärandemål.md (100%) rename content/Biokemi/{Makromolekyler => Cellulära processer}/Utforska proteiner/Provfrågor.md (100%) create mode 100644 content/Biokemi/Cellulära processer/Utforska proteiner/Slides.md create mode 100644 content/Biokemi/Cellulära processer/Utforska proteiner/Slides.pdf.pdf rename content/Biokemi/{Makromolekyler => Cellulära processer}/Utforska proteiner/Utforska proteiner Anteckningar.md (100%) diff --git a/content/Biokemi/Cellulära processer/Kromatin/Slides.md b/content/Biokemi/Cellulära processer/Kromatin/Slides.md new file mode 100644 index 0000000..617b3f8 --- /dev/null +++ b/content/Biokemi/Cellulära processer/Kromatin/Slides.md @@ -0,0 +1,112 @@ + +# Kromosomer och kromatin + +## Grundprincip +- Nukleärt DNA är organiserat i kromosomer. +- I kärnan är DNA bundet till proteiner → **kromatin**. + +--- + +# Upptäckten av nukleosomen + +## Experimentet som avslöjade nukleosomen +1. Isolera kärnor +2. Klyv med ospecifikt endonukleas (DNase I) +3. Analysera fragmenten med gelelektrofores + +**Resultat:** +- Små ”pärlor” innehöll DNA (150–200 bp) + proteiner → **histoner**. + +--- + +# Histoner + +## Evolutionär konservering +- De små pärlorna visade sig innehålla en grupp **högt konserverade proteiner**. +- Exempel: histon H4 skiljer sig med endast **två aminosyror** mellan gröna ärtor och kor. +- Evolutionär distans: **≈1,3 miljarder år**. + +--- + +# Nukleosomen + +## Nucleosome core particle +En nukleosom består av: +- **2 × H2A** +- **2 × H2B** +- **2 × H3** +- **2 × H4** + +Totalt: **8 proteiner (histonoktamer)** +DNA: **146 bp** virat **1,75 varv** runt oktameren. + +--- + +## Histon H1 +- Ett femte histon som binder till **linker-DNA**. +- Mindre konserverat. +- Har en **stabiliserande effekt** på nukleosomen. + +--- + +# Kromatinets funktionella betydelse +- När DNA täcks av histoner → **repressiv effekt**. +- DNA måste öppnas för processer som: + - DNA-replikation + - Transkription + +--- + +# Histonsvansar + +## Struktur +- N-terminala delar (främst H3 och H4) sticker ut från nukleosomen. +- Dessa svansar påverkar hur hårt histoner binder DNA. + +## Modifieringar +- Modifieringar alters styrka i bindningen: + - **Acetylering** + - Neutraliserar positiva laddningar på lysin/arginin + - → svagare bindning till negativ DNA-ryggrad + - **Metylering** + - Flera andra modifieringar förekommer + +### Funktion +- Modifieringar kan **aktivera eller repressa** genuttryck. +- Detta är **epigenetisk reglering** → styrning utan förändring i DNA-sekvensen. + +--- + +# Histonkoden +- Den specifika **kombinationen** av modifieringar är avgörande. +- Kallas populärt **”histonkoden”**. + +--- + +# Histoner vid DNA-replikation +- Nukleosomer tas bort av replikationsmaskineriet och byggs om direkt bakom replikationsgaffeln. +- Gamla histoner fördelas **jämnt** mellan de två dottersträngarna. +- Detta ger **semikonservativ nedärvning** av epigenetiska markeringar. +- Specialiserade proteinmaskiner reglerar modifieringar (mer i termin 3). + +--- + +# Kromatinets organisation i högre nivåer + +## Organisation +- **A:** 30 nm-fiber i interfas-kromosom +- **B:** Nukleosomer längs DNA + +## Loopar och protein-ställningar +- DNA organiseras även i **loopar**, som fästs vid proteinstrukturer. +- Loopars aktivitet kan regleras via: + 1. **Histonmodifieringar** + 2. **Topoisomeraser** + +Dessa styr **åtkomlighet och packning** av det genetiska materialet. + +--- + +# Sammanfattning +- Flera nivåer av DNA-packning krävs för att få plats i cellkärnan. +- Reglering sker både via histonmodifieringar och strukturell organisering av kromatin. \ No newline at end of file diff --git a/content/Biokemi/Cellulära processer/Kromatin/Kromatin_VT2025-1.pdf b/content/Biokemi/Cellulära processer/Kromatin/Slides.pdf.pdf similarity index 100% rename from content/Biokemi/Cellulära processer/Kromatin/Kromatin_VT2025-1.pdf rename to content/Biokemi/Cellulära processer/Kromatin/Slides.pdf.pdf diff --git a/content/Biokemi/Makromolekyler/Utforska proteiner/Instuderingsfrågor.md b/content/Biokemi/Cellulära processer/Utforska proteiner/Instuderingsfrågor.md similarity index 100% rename from content/Biokemi/Makromolekyler/Utforska proteiner/Instuderingsfrågor.md rename to content/Biokemi/Cellulära processer/Utforska proteiner/Instuderingsfrågor.md diff --git a/content/Biokemi/Makromolekyler/Utforska proteiner/Lärandemål.md b/content/Biokemi/Cellulära processer/Utforska proteiner/Lärandemål.md similarity index 100% rename from content/Biokemi/Makromolekyler/Utforska proteiner/Lärandemål.md rename to content/Biokemi/Cellulära processer/Utforska proteiner/Lärandemål.md diff --git a/content/Biokemi/Makromolekyler/Utforska proteiner/Provfrågor.md b/content/Biokemi/Cellulära processer/Utforska proteiner/Provfrågor.md similarity index 100% rename from content/Biokemi/Makromolekyler/Utforska proteiner/Provfrågor.md rename to content/Biokemi/Cellulära processer/Utforska proteiner/Provfrågor.md diff --git a/content/Biokemi/Cellulära processer/Utforska proteiner/Slides.md b/content/Biokemi/Cellulära processer/Utforska proteiner/Slides.md new file mode 100644 index 0000000..4c65207 --- /dev/null +++ b/content/Biokemi/Cellulära processer/Utforska proteiner/Slides.md @@ -0,0 +1,230 @@ +# Att utforska proteiner +**Sahlgrenska Akademin – LPG001 Biokemi – 2025-11-17** +**Linda Johansson, Ph.D. – linda.johansson.4@gu.se** + +--- + +## Innehåll +- Begreppet ”proteom” +- Skillnader i proteiners kemiska och fysikaliska egenskaper och hur dessa ligger till grund för olika reningsprinciper: + - gelfiltrering + - jonbyteskromatografi + - affinitetskromatografi +- Principer och tillämpning av elektrofores (SDS-PAGE) +- Översiktlig beskrivning av proteinanalys med immunologiska tekniker och ”blottning” + - antikroppar och antigen + - skillnad mellan monoklonala och polyklonala antikroppar + - principen för ELISA + - kliniska exempel +- Masspektrometri – introduktion +- Förutsättningar för proteinstrukturbestämning med: + - röntgenkristallografi + - NMR + - kryo-EM + och deras medicinska applikationer + +--- + +## Varför studera proteiner? +- Forskning: + - strukturbiologi – hur proteiner ser ut + - biokemi – vad de binder + - var de finns i kroppen + - hur de påverkar sjukdomar +- Klinik: + - HIV-test (antikroppar, ELISA) + - COVID-19 (antigen, antikropp, ELISA) + - Myelom (detektion av IgM med proteinelektrofores) + +--- + +## Proteiner +- Proteiner utför viktiga funktioner i de flesta biologiska processer, t.ex. DNA-replikation och signalöverföring. +- Sensoriska funktioner som smak, lukt, temperatur och beröring bygger på proteiner. +- Aminosyrasekvensen bestämmer konformationen (3D-strukturen) och därmed funktionen. + +--- + +## Proteiner – 2024 års Nobelpris +- Handlar om proteiners strukturer och hur de kan designas och förutsägas. +- David Baker: byggt helt nya proteiner. +- Demis Hassabis & John Jumper: AI-modellen AlphaFold som löser strukturföre­spådningsproblemet. + +--- + +## Genom vs proteom +- **Genom:** komplett DNA-sekvens (~3 miljarder baser, ca 23 000 gener). +- **Proteom:** de proteiner som uttrycks av en cell vid en given tidpunkt. +- Proteomet påverkas av: + - celltyp + - tidpunkt + - proteininteraktioner + - posttranslationella modifieringar +- Proteomet är mycket dynamiskt och komplext. + +--- + +## Hur kan vi studera proteiner? +- Vi behöver rena fram ett specifikt protein ur cellens innehåll. +- Proteiner skiljer sig i: + - storlek + - laddning + - löslighet + - bindningsaffinitet +- Egenskaperna används i reningsmetoder. + +--- + +## Preparation av protein – homogenisat +- Celler bryts upp → homogenisat. +- Centrifugering separerar komponenter: + - **pellet:** i botten + - **supernatant:** ovanför + +--- + +## Kromatografi – princip +- Små kulor/beads med definierade egenskaper packas i en kolonn (fast fas). +- Buffert + prov rör sig genom kolonnen (mobil fas). +- Olika typer används beroende på proteinets egenskaper. + +--- + +## Gelfiltrering – separation efter storlek +- Porösa kulor släpper in små molekyler men inte stora. +- **Stora proteiner kommer ut först.** + +--- + +## Jonbyteskromatografi – separation efter laddning +- Proteinets totala laddning styr bindning. +- **Anjonbytare:** binder negativa grupper. +- **Katjonbytare:** binder positiva grupper. +- Eluering sker med pH-ändring eller saltgradient. + +--- + +## Affinitetskromatografi – separation efter selektivitet +- Specifik bindning mellan protein och ligand. +- Exempel: 6×His-tag → stark bindning till Ni²⁺-kolonn. +- Eluering ofta med imidazol. + +--- + +## Analys av proteinrening +- Flera reningssteg kombineras. +- Man följer renheten vid varje steg. +- Val av metod beror på: + - önskad renhet + - proteinets egenskaper + +--- + +## Gelelektrofores – princip +- Molekyler med nettoladdning vandrar i elektriskt fält. +- Polyakrylamidgel separerar efter storlek. +- Små proteiner rör sig snabbare. + +--- + +## SDS-PAGE +- SDS ger uniform negativ laddning proportionell mot massa. +- Separation sker enbart på **storlek**. +- Efter körning färgas gelen (Coomassie blue). + +--- + +## SDS-PAGE i reningskontroll +- Prover tas efter varje reningssteg. +- Rätt band ska bli tydligare och renare för varje steg. + +--- + +## Gelfiltrering vs SDS-PAGE +- **Gelfiltrering:** störst först, används för rening. +- **SDS-PAGE:** minst först, används för analys. + +--- + +## Antikroppar och antigen +- Antikroppar → proteiner som känner igen antigen. +- Del av antigenet som känns igen = **epitop**. + +--- + +## Monoklonala vs polyklonala antikroppar +- **Monoklonala:** känner igen exakt samma epitop. +- **Polyklonala:** mix som känner igen flera epitoper på samma antigen. + +--- + +## ELISA – princip +- Enzymbundet antikroppssystem som ger färg vid substrattillsats. +- Två huvudtyper: + - **Indirekt ELISA:** detekterar antikroppar (t.ex. HIV) + - **Sandwich ELISA:** detekterar antigen (t.ex. COVID-19) + +--- + +## Western Blot +- SDS-PAGE → proteiner förs över till membran. +- Inkuberas med primär + sekundär antikropp. +- Signal mäts via enzym eller fluorescens. + +--- + +## Masspektrometri – princip +- Identifierar peptider/proteiner. +- Möjliggör analys av posttranslationella modifieringar. +- Peptider joniseras → accelereras → separeras efter massa (t.ex. MALDI-TOF). + +--- + +## Masspektrometri – användning +- Identifiera proteiner +- Verifiera rening +- Kartlägga PTM +- Analysera sekvens och evolutionärt ursprung + +--- + +## Proteiners 3D-struktur +- Bestäms av aminosyrasekvens. +- Experimentella metoder krävs ofta trots AI-prediktioner som AlphaFold. +- Struktur är centralt för läkemedelsutveckling. + +--- + +## NMR +- Baserad på magnetiska atomkärnor. +- Resonans påverkas av atomernas omgivning. +- Typer: + - 1D NMR – veckningsinformation + - NOESY – avstånd mellan protoner (<5 Å) +- Begränsning: protein <50 kDa +- Resultat: ensemble av möjliga strukturer. + +--- + +## Röntgenkristallografi +- Proteinet kristalliseras. +- Kristall bestrålas med röntgen → diffraktionsmönster samlas. +- Matematiskt → elektrondensitetskarta → modell av struktur. +- Hög upplösning ger mer detaljer. + +--- + +## Kryo-EM +- Direkt visualisering av frys-införda molekyler. +- Kräver inga kristaller eller isotoper. +- Single-particle-analys möjlig. +- Snabb metodutveckling → dominerande teknik idag. +- Upplösning beror på proteinets storlek. +- Nobelpris 2017. + +--- + +## Kryo-EM – procedur +- Protein fryses på grid i flytande helium. +- Exponeras för elektronstråle i vakuum. +- Många 2D-bilder sammanställs → 3D-struktur. \ No newline at end of file diff --git a/content/Biokemi/Cellulära processer/Utforska proteiner/Slides.pdf.pdf b/content/Biokemi/Cellulära processer/Utforska proteiner/Slides.pdf.pdf new file mode 100644 index 0000000..568534d --- /dev/null +++ b/content/Biokemi/Cellulära processer/Utforska proteiner/Slides.pdf.pdf @@ -0,0 +1,3 @@ +version https://git-lfs.github.com/spec/v1 +oid sha256:ab2089d25d856e4620ac39e8972fb1f817cda8c78b30f7555a806f4bb36effe0 +size 1721878 diff --git a/content/Biokemi/Makromolekyler/Utforska proteiner/Utforska proteiner Anteckningar.md b/content/Biokemi/Cellulära processer/Utforska proteiner/Utforska proteiner Anteckningar.md similarity index 100% rename from content/Biokemi/Makromolekyler/Utforska proteiner/Utforska proteiner Anteckningar.md rename to content/Biokemi/Cellulära processer/Utforska proteiner/Utforska proteiner Anteckningar.md