Protocol for youngsters to carry out a bacterial transformation in a lab. The protocol follows a line of biomedical research which focuses on the study of a potential therapeutic target that could be recognised by a drug against atherosclerosis. The experiment protocol is an opportunity for science centres, museums and schools to replicate a real experiment done in a real lab doing research on drug discovery.

1. Inżynieria genetyczna
Poszukiwanie miejsca docelowego
dla leku na miażdżycę

2. CZYNNIKI RYZYKA
Spożywanie pokarmów bogatych w tłuszcze nasycone i siedzący tryb życia
doprowadziły do wzrostu ryzyka rozwoju chorób układu sercowo-naczyniowego, takich
jak miażdżyca.

3. CZYM JEST MIAŻDŻYCA?
Miażdżyca jest chorobą naczyń spowodowaną przez nagromadzenie się tłuszczy na
ścianach naczyń krwionośnych. Istnieje wiele różnych oznak i stopni ciężkości
choroby.
Tętnica prawidłowa
Miażdżyca umiarkowana
Miażdżyca ciężka
Powstawanie blaszek miażdżycowych hamujących przepływ krwi.

4. „ZŁY” CHOLESTEROL, INACZEJ LDL
• Gdy w diecie człowieka występuje zbyt dużo cholesterolu, związek ten jest
magazynowany w tkance tłuszczowej lub krąży we krwi w postaci LDL
(lipoprotein o niskiej gęstości), czyli tzw. „złego” cholesterolu.
• LDL stanowi jeden ze składników blaszki miażdżycowej.

5. WEDŁUG ŚWIATOWEJ ORGANIZACJI ZDROWIA (WHO)
• Mimo że zawały serca i udary stanowią główne przyczyny zgonów na całym
świecie, 80% przedwczesnych zgonów z tych przyczyn można uniknąć,
kontrolując główne czynniki ryzyka.
• Szacuje się, że każdego roku 17 milionów osób na świecie umiera z powodu
chorób układu sercowo-naczyniowego, zwłaszcza zawałów serca i udarów.
• Te choroby występują z prawie taką samą częstością u kobiet i u mężczyzn.
• Stanowią główne przyczyny zgonów w krajach rozwijających się oraz
rozwiniętych.

6. MAKROFAGI, „UKŁAD OCZYSZCZAJĄCY”
• Makrofagi pełnią funkcję układu „oczyszczającego” i zapobiegają odkładaniu się
cholesterolu na ścianach naczyń.
• Ten układ oczyszczający jest wydajny, jeżeli stężenie cholesterolu nie jest
nadmiernie podwyższone.
LDL
Makrofag
Utleniony LDL
Utlenianie LDL

7. W JAKI SPOSÓB TWORZY SIĘ BLASZKA MIAŻDŻYCOWA?
Proliferacja
Jeżeli stężenie cholesterolu jest nadmiernie komórek
śródbłonka
podwyższone:
Aktywacja
układu
immunolo-
Makrofagi nadal wychwytują LDL gicznego
Komórka
Ale gdy pochłoną zbyt duże ilości, przekształcą się w tak
piankowa
zwane komórki „piankowe”.
LDL
Te komórki powodują stan zapalny i proliferację Makrofag
komórek w ścianach tętnic
Utleniony LDL
Utlenianie LDL
Tworzenie blaszki miażdżycowej

8. BADANIA NAD MIAŻDŻYCĄ
Jeden z celów tych badań to:
Zrozumienie mechanizmu, za pośrednictwem którego makrofagi są zaangażowane w regulację stężenia
cholesterolu i roli, jaką pełnią w rozwoju miażdżycy.
?

9. BADANIE RECEPTORÓW DLA LDL I MYLIP
Wiadomo, że makrofagi rozpoznają utleniony LDL za pośrednictwem receptorów.
Wiadomo, że obecne w makrofagach białko o nazwie MYLIP rozkłada receptor dla
LDL.
Makrofag
Receptor dla LD
Utleniony LDL
Jeżeli makrofagi wytwarzają duże
ilości białka MYLIP, pochłaniają mniej
Utlenianie LDL cholesterolu.

10. MYLIP, POTENCJALNE MIEJSCE DOCELOWE DLA LEKU
Naukowcy dokładnie badają białko MYLIP, ponieważ sądzą, że może być
regulowane przez lek i tym samym może istnieć możliwość, aby makrofagi
wchłaniały mniej cholesterolu.
Makrofag
Miejsce docelowe
działania leku
Utleniony LDL
Utlenianie LDL

11. W JAKI SPOSÓB MOŻNA BADAĆ BIAŁKA?
• Aby zbadać funkcje białka, potrzeba jego
znacznych ilości.
• Jednym z narzędzi biologii molekularnej,
umożliwiających badanie białek, jest
inżynieria genetyczna.
• Inżynieria genetyczna jest technologią
manipulacji i przenoszenia DNA z jednego
organizmu do drugiego.

12. NAJPIERW KLONUJEMY GEN BIAŁKA DOCELOWEGO:
MYLIP
Wprowadzamy go we
Ludzka komórka DNA Gen MYLIP
fragment kolistego DNA
zwanego plazmidem

13. PRZEPROWADZAMY TRANSFORMACJĘ BAKTERYJNĄ Z
GENEM BIAŁKA DOCELOWEGO: MYLIP
1. Transformacja 2. Wybranie 3. Hodowla bakterii
bakteryjna transformowanych bakterii

14. GEN BIAŁKA MYLIP JEST NASTĘPNIE WPROWADZANY DO
KOMÓREK, ABY WYTWORZYŁY ZNACZNE ILOŚCI BIAŁKA
MYLIP
białko
3. Hodowla 4. Izolacja 5. Produkcja
bakterii DNA białka
(wprowadzanie
DNA do komórek
eukariotycznych)

15. JAK PRZEPROWADZA SIĘ TRANSFORMACJĘ BAKTERYJNĄ?
Dzięki dużym zmianom
? temperatury i dodaniu
kationów umożliwiamy
przejście DNA w postaci
plazmidu do komórek.

16. JAK DOPILNOWAĆ, ABY TRANSFORMOWANE BAKTERIE
NAMNAŻAŁY SIĘ?
?
Gen MYLIP
Gen oporności
Plazmid zawiera gen na antybiotyk
oporności na antybiotyk.

17. JAK DOPILNOWAĆ, ABY TRANSFORMOWANE BAKTERIE
NAMNAŻAŁY SIĘ?
Gen MYLIP Ampicylina
Gen oporności
na ampicylinę
Ampicylina

18. W JAKI SPOSÓB WYIZOLOWAĆ PLAZMIDOWE DNA Z
HODOWLI BAKTERYJNEJ?
?
Procedura Mini-prep:
ROZTWÓR ROZTWÓR CHLOROPAN ETANOL Gen
MYLIP Gen oporności
2 3 na ampicylinę
Poprzez stosowanie różnych rozpuszczalników i cykli wirowania, stopniowo są
odrzucane różne składniki komórkowe

19. DYSPONUJĄC WYIZOLOWANYM DNA MOŻNA ROZPOCZĄĆ
BADANIA!
5. Produkcja białka (wprowadzenie DNA do komórek
eukariotycznych).
•6. Gdy naukowcy uzyskają białko, mogą:
• Badać jego rolę w regulacji stężenia cholesterolu
• Poszukiwać nowych leków na miażdżycę.

20. Załóż fartuch laboratoryjny!!
Ty też możesz być naukowcem!!
Badacze, którzy opracowali niniejszą prezentację: Theresa León, Jonathan Matalonga,
Uniwersytet w Barcelonie
AUTOR FINANSOWANIE: PARTNERZY PROJEKTU:
Niniejszy produkt jest udosępniany na licencji Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported.
Kopię licencji przedstawiono na stronie http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/