vault backup: 2025-11-24 21:47:03

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.

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.