"Genetika" - kurz 2800 rub. z MSU, školení 15 týdnů. (4 měsíce), Datum: 7. prosince 2023.

Přednáška 1. Mendelismus. Pokusy G. Mendel a jeho následovníci.
Hybridologická analýza. Monohybridní křížení, dominance jednoho z rodičovských znaků v F1 a segregace v E2 (3:1). Analýza křížení. Dědičný faktor je diskrétní jednotka dědičnosti – gen. Koncept genu jablka, prohlášení principu, že se nedědí vlastnosti, ale alely genů, které řídí jejich vývoj

Přednáška 2. Dihybridní křížení. Převaha v F1 a rozdělení v F2 (9A-B-: ZA-bb: 3aaB-: 1 aabv). Nezávislá kombinace a nezávislá dědičnost vlastností. Cytologický základ jevu. Nealelická interakce genů. Gen a vlastnost. Pronikavost a expresivita znaku. Normální reakce genotypu. Formální genetický přístup k analýze dědičnosti vlastností. Typy interakce nealelických genů: komplementární, epistatické, polymerní.

Přednáška 3. Chromozomální teorie dědičnosti T.G. U1organ.
Dědičné faktory – geny jsou lokalizovány na chromozomech.
Geny jsou umístěny na chromozomu v lineárním pořadí a tvoří skupinu genové vazby. Mezi homologními chromozomy může dojít k výměně úseků (crossing over), což vede k narušení genové koheze, tzn. genetický

rekombinace. Míra křížení je funkcí vzdálenosti mezi geny na chromozomu. Genetické mapy charakterizují relativní vzdálenosti mezi geny, vyjádřené jako procento překročení.

Přednáška 4. Genová teorie. Složitá genová struktura. Funkční a rekombinační testy na alelismus.

Přednáška 5. Genetika sexu. Sex je složitá, geneticky kontrolovaná vlastnost. Genetické) a epigenetické faktory určování pohlaví. Geny, které řídí určování pohlaví a diferenciaci. Určení chromozomálního pohlaví. Hlavní funkcí pohlavních chromozomů (X, Y a W, Z) je udržovat sexuální dimorfismus a primární poměr pohlaví (N♂/N♀=1). Dědičnost znaků spojených s pohlavím. Vzájemné kříže. Nedostatek uniformity u hybridů F1 a dědičnost znaku podle „křížového“ typu. Primární a sekundární nondisjunkce pohlavních chromozomů. Gynandromorfismus.

Přednáška 6. Mutační a modifikační variabilita. Dědičná variabilita – mutační a kombinační – je charakterizována změnou genotypu. Modifikace - nedědičná variabilita - modifikuje fenotyp organismu v normálních reakčních mezích genotypu. Mutace je diskrétní změna ve znaku, který se dědí řadou generací organismů a buněk. Klasifikace mutací: podle struktury genetického materiálu; podle umístění; podle alelického typu; kvůli výskytu.
Genetické důsledky znečištění životního prostředí. Mutagenní faktory Sledování úrovně frekvence různých typů mutací ve stejných geografických lokalitách. Screening na mutagenní aktivitu léčiv, potravinářských přídatných látek, nových průmyslových chemických sloučenin. Rozsah projevu modifikační variability organismu s nezměněným genotypem je normou reakce.

Přednáška 7. Proces mutace: spontánní a indukovaný. Proces mutace je charakterizován: univerzálností a kauzalitou, statistikou a určitou frekvencí a délkou v čase. Spontánní mutace se vyskytují v důsledku chyb ve fungování enzymů syntézy templátu DNA. Genetická kontrola mutačního procesu. Mutátorové geny, antimutátorové geny. Systémy opravy genetického poškození.
Vzorce indukované mutageneze (radiační, chemická a biologická). Závislost na dávce, časová povaha, dávkový příkon (koncentrace), premutační změny v genetickém materiálu atd.
Metody kvantitativního účtování mutací. Molekulární mechanismy výskytu genových mutací a chromozomálních přestaveb. "Adaptivní" mutageneze. Problém „dědičnosti získaných vlastností“.

Přednáška 8. Populační genetika. Každá populace se skládá z jedinců, kteří se do té či oné míry liší genotypem a fenotypem. Abychom porozuměli genetickým procesům probíhajícím v populaci, je nutné vědět: 1) jakými zákonitostmi se řídí distribuce genů mezi jednotlivci; 2) zda se toto rozdělení mění z generace na generaci, a pokud se mění, pak jak. Podle Hardyho-Weinbergova vzorce by v ideální populaci v rovnováze měly podíly různých genotypů zůstat konstantní po neomezenou dobu. V reálných populacích se tyto podíly mohou z generace na generaci měnit z mnoha důvodů: malá velikost populace, migrace, selekce mutací, genofond populace, genogeografie (A.S. Serebrovsky), genetická heterogenita přírodních populací (S.S. Chetverikov), geneticko-automatické procesy (N.P. Dubinin).

Přednáška 9.10. Vývojová genetika. Moderní vývojová biologie je spojením embryologie, genetiky a molekulární biologie. Mutace genů, které řídí různá stádia individuálního vývoje, umožňují identifikovat čas a místo působení normální alela daného genu a identifikovat produkt tohoto genu ve formě a - RNA, enzym (polypeptid) popř. strukturální protein. Genetická kontrola určování a diferenciace pohlaví. Modelové objekty genetiky rachvitie: Drosophila melanogaster - ovocná muška, Caenorhabditis elegans - škrkavka, háďátko, Xenopus laevis - drápatka, Mus musculus - laboratorní myš, Arabidopsis Thaliana
Problémy vývojové genetiky: analýza diferenciální genové aktivity,
aktivita. Homeotické mutace, jejich role v raných fázích ontogeneze. Epigenetika individuálního vývoje a její perspektivy. Genetický otisk. Úloha apoptózy (geneticky programovaná buněčná smrt) a nekrózy během individuálního vývoje mnohobuněčných organismů. ALOFENICKÉ MYŠI – genetické mozaiky.
Na rozdíl od zvířat je v rostlinách ze somatických buněk vytvořeného organismu možné získat dospělou plnohodnotnou rostlinu (mrkev, tabák, rajčata) schopnou pohlavního rozmnožování. Z izolované buňky lze vlivem rostlinných hormonů získat celou rostlinu.
Problém přeprogramování genomu v diferencovaných živočišných buňkách. Embryonální kmenové buňky (ESC). Totipotence, pluripotence a multipotence různých typů buněk. Generování indukovaných pluripotentních lidských fibroblastových buněk (iPS) pomocí induktorů přeprogramování transkripčních faktorů Oct4, Sox2, c-Mic, Klf4
a Nanog.
Klonování obratlovců (Dolly the sheep, 1997), V současnosti byly naklonovány desítky druhů zvířata ze třídy savců (myš, kráva, králík, prase, ovce, koza, opice rhesus a atd.).

Přednáška 11,12. Lidská genetika. Biosociální povaha člověka. Antropogenetika a lékařská genetika. Výzkumné metody: genealogické, dvojčatové, cytologické, biochemické, molekulárně genetické, matematické atd.
Mendelovské - monogenní a multifaktoriálně-polygenní znaky. Normální lidský karyotyp. Diferenciální barvení chromozomů a Fish metoda. Chromozomální aberace a související genetické syndromy.
Metody mapování lidského genomu. Hybridizace lidských a myších somatických buněk. Sekvenování lidského genomu (3,5x109 bp). Genomika (strukturní, funkční, farmakogenomika, etnogenomika atd.).
Genetický polymorfismus je základem lidské biodiverzity Typy DNA polymorfismu (podle počtu a distribuce mobilních genetických prvků; počtem kopií tandemových opakování atd.).
Lékařská genetika. Rozvoj lékařského genetického poradenství. Prenatální diagnostika (karyotypizace; DNA markery, biochemické a imunologické markery; prognóza pro potomky). Demografická genetika.
Eugenika, genová terapie, genetická certifikace (problémy a kontroverzní otázky).

Přednáška 13. Genetický základ selekce. Výběr rostlin a živočichů. Zdrojový materiál (divoké formy, regionalizované odrůdy rostlin a tovární plemena zvířat, inbrední linie).
Hybridizace - metody křížení - mezidruhové, křížení, intrabreeding (outbreeding, inbreeding), průmyslové křížení.
Metody selekce (masové - individuální, podle fenotypu - podle genotypu, podle rodokmenu - podle kvality potomstva). Hybridní kukuřice (jednoduché a dvojité meziřadové hybridy). Meziřádkové vaječné a masové hybridy kuřat.
Fenomény heterózy a inkubace - deprese.
Mezirodový plodný kříženec ředkvičky a zelí (Raphanobrassica).
Biotechnologie a využití transgenních organismů.