práctica de transformación

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TRANSCRIPT

Page 1: Práctica de Transformación
Page 2: Práctica de Transformación

pGLO™ Transformation

Page 3: Práctica de Transformación

Why Teach

Bacterial Transformationand Protein Purification?

• Powerful teaching tool

• Laboratory extensions

• Real-world connections

• Link to careers and industry

• Standards based

Page 4: Práctica de Transformación
Page 5: Práctica de Transformación
Page 6: Práctica de Transformación

pGLO™ Bacterial Transformation Kit

Bio-Rad pGLO Kit Advantages

• Standards-based

• Comprehensive curricula for inquiry-based investigations

• Compatible with 50 minute class periods

• Serves entire class of 32 students (up to 4 students per group)

• Cost-effective

• Success in student’s hands

• Safe

• Striking results!

Page 7: Práctica de Transformación

WorkshopTime Line

• Introduction

• Transform bacteria with pGLO plasmid

Page 8: Práctica de Transformación

Central Framework of Molecular Biology

DNA RNA Protein Trait

Page 9: Práctica de Transformación

En procariontes

• El promotor es la secuencia que señala el comienzo de la transcripción del ADN a ARN, y es por ello el lugar de enlace de la ARN polimerasa. El promotor se encuentra en una de las dos hebras del ADN, y la orientación y posición del promotor dictará cuál de las dos hélices del ADN servirá como molde para sintetizar el ARN.

• Muchos promotores necesitan de proteínas activadoras antes de que puedan unirse eficazmente a su respectiva polimerasa.

• Generalmente, el enlace de la ARN polimerasa con el promotor es lo que facilita a que la hélice de ADN se abra para permitir la subsecuente transcripción a ARN.

Page 10: Práctica de Transformación

Links to Real-world • GFP is a visual marker

• Study of biological processes (example: synthesis of proteins)

• Localization and regulation of gene expression

• Cell movement

• Cell fate during development

• Formation of different organs

• Screenable marker to identify transgenic organisms

Page 11: Práctica de Transformación
Page 12: Práctica de Transformación

Using GFP as a biological tracer

http://www.conncoll.edu/ccacad/zimmer/GFP-ww/prasher.htmlWith permission from Marc Zimmer

Page 13: Práctica de Transformación

pGLO Bacterial Transformation Kit

Page 14: Práctica de Transformación

Transformation

Page 15: Práctica de Transformación

Transformation 2

Day 1

Day 2

Page 16: Práctica de Transformación

Bacterial chromosome

E. coli cells

• sensitive to antibiotics

• can’t glow

• competent - able to be transformed

Page 17: Práctica de Transformación

Transformation

AmpR

Ara

promoter

Plasmid containing:

• Ampicillin resistance gene (always expressed)

• Ara promoter - turned on in the presence of

arabinose

Page 18: Práctica de Transformación

Transformation

GFP gene

Jellyfish DNA

GFP = Green Fluorescent Protein

glows under UV light

Page 19: Práctica de Transformación

Transformation

GFP

Jellyfish DNA

E. coli cells

AmpR

Ara

Plasmid

Page 20: Práctica de Transformación

Transformation

AmpR

Ara

GFP

Recombinant Bacteria…

… that can GLOW!

GROW ON AN AGAR PLATE

Page 21: Práctica de Transformación

Transformation

AmpR

Arapromoter

GFP

pGLO plasmid

makes all transformed bacteria resistant to ampicillin

controls GFP gene expression

only turned on in the presence of arabinose

Page 22: Práctica de Transformación

What is Transformation?

• Uptake of foreign DNA, often a circular plasmid

GFP

Beta-lactamase

Ampicillin

Resistance

Page 23: Práctica de Transformación

What is a plasmid?

• A circular piece of autonomously replicating DNA

• Originally evolved by bacteria

• May express antibiotic resistance gene

or be modified to express proteins of interest

Page 24: Práctica de Transformación

Bacterial DNA

Plasmid DNA

Bacterial cell

Genomic DNA

Page 25: Práctica de Transformación

The Many Faces of Plasmids

Scanning electron micrograph of supercoiled plasmid

Graphic representation

Page 26: Práctica de Transformación

GeneExpression

• Beta Lactamase– Ampicillin resistance

• Green Fluorescent Protein (GFP)– Aequorea victoria

jellyfish gene

• araC regulator protein– Regulates GFP

transcription

Page 27: Práctica de Transformación

Bacterial Transformation

Beta lactamase(ampicillin resistance)

pGLO plasmids

Bacterial chromosomal DNA

Cell wall

GFP

Page 28: Práctica de Transformación

Transcriptional Regulation

• Lactose operon

• Arabinose operon

• pGLO plasmid

Page 29: Práctica de Transformación

Transcriptional Regulation

B A DaraC

B A DaraC

RNA Polymerase

Effector (Arabinose)

araC B A D

ara Operon

RNA Polymerase

Z Y A

Z Y ALacI

Effector (Lactose)

Z Y ALacI

lac Operon

Page 30: Práctica de Transformación

Gene Regulation

RNA Polymerase

araC

ara GFP Operon

GFP Gene

araC GFP Gene

araC GFP Gene

Effector (Arabinose)

B A DaraC

B A DaraC

RNA Polymerase

Effector (Arabinose)

araC B A D

ara Operon

Page 31: Práctica de Transformación

Methods of Transformation

• Electroporation– Electrical shock makes cell membranes

permeable to DNA

• Calcium Chloride/Heat-Shock– Chemically-competent cells uptake DNA after

heat shock

Page 32: Práctica de Transformación

Transformation Procedure

• Suspend bacterial colonies in Transformation solution

• Add pGLO plasmid DNA

• Place tubes on ice

• Heat-shock at 42°C and place on ice

• Incubate with nutrient broth

• Streak plates

Page 33: Práctica de Transformación

Reasons for Performing Each Transformation Step?

1. Transformation solution = CaCI2

Positive charge of Ca++ ions shields negative charge of DNA phosphates

Ca++

Ca++

OCH2

O

P O

O

OBase

CH2

O

P

O

O

O

Base

OH

Sugar

Sugar

OCa++

Page 34: Práctica de Transformación

Why Perform Each Transformation Step?

2. Incubate on iceslows fluid cell membrane

3. Heat-shockIncreases permeability of membranes

4. Nutrient broth incubationAllows beta-lactamase expression

Beta-lactamase(ampicillin resistance)

Cell wall

GFP

Page 35: Práctica de Transformación

What is Nutrient Broth?

• Luria-Bertani (LB) broth

• Medium that contains nutrients for bacterial growth and gene expression– Carbohydrates– Amino acids– Nucleotides– Salts– Vitamins

Page 36: Práctica de Transformación

Grow? Glow?

• Follow protocol

• On which plates will colonies grow?

• Which colonies will glow?

Page 37: Práctica de Transformación

LaboratoryQuick Guide