„Genetyka” - kurs 2800 rub. z MSU, szkolenie 15 tygodni. (4 miesiące), Data: 7 grudnia 2023 r.
Miscellanea / / December 10, 2023
Wykład 1. Mendelizm. Eksperymenty G. Mendel i jego zwolennicy.
Analiza hybrydologiczna. Krzyżowanie monohybrydowe, dominacja jednej z cech rodzicielskich w F1 i segregacja w E2 (3:1). Analizowanie przejścia. Czynnik dziedziczny to odrębna jednostka dziedziczności – gen. Koncepcja genu jabłka, sformułowanie zasady, że nie dziedziczy się cech, ale allele genów kontrolujących ich rozwój
Wykład 2. Przejście dihybrydowe. Dominacja w F1 i podział w F2 (9A-B-: ZA-bb: 3aaB-: 1 aabv). Niezależna kombinacja i niezależne dziedziczenie cech. Cytologiczne podłoże zjawiska. Niealleliczne oddziaływanie genów. Gen i cecha. Penetracja i wyrazistość cechy. Normalna reakcja genotypu. Formalne podejście genetyczne do analizy dziedziczenia cech. Rodzaje interakcji genów nieallelicznych: komplementarne, epistatyczne, polimerowe.
Wykład 3. Chromosomalna teoria dziedziczności T.G. Organy U1.
Czynniki dziedziczne - geny są zlokalizowane na chromosomach.
Geny są umiejscowione na chromosomie w porządku liniowym i tworzą grupę łączącą geny. Pomiędzy homologicznymi chromosomami może nastąpić wymiana odcinków (crossing over), co prowadzi do zakłócenia spójności genów, tj. genetyczny
rekombinacja. Ilość przejść jest funkcją odległości między genami na chromosomie. Mapy genetyczne charakteryzują względne odległości między genami, wyrażone jako procent przejść.
Wykład 4. Teoria genów. Złożona struktura genów. Testy funkcjonalne i rekombinacyjne na allelizm.
Wykład 5. Genetyka seksu. Płeć jest złożoną, genetycznie kontrolowaną cechą. Genetyczne) i epigenetyczne czynniki determinacji płci. Geny kontrolujące determinację i różnicowanie płci. Determinacja płci chromosomów. Główną funkcją chromosomów płciowych (X, Y i W, Z) jest utrzymanie dymorfizmu płciowego i pierwotnego stosunku płci (N♂/N♀=1). Dziedziczenie cech sprzężonych z płcią. Wzajemne krzyże. Brak jednorodności u mieszańców F1 i dziedziczenie cechy według typu „krzyżowego”. Pierwotna i wtórna nondysjunkcja chromosomów płciowych. Gynandromorfizm.
Wykład 6. Zmienność mutacji i modyfikacji. Zmienność dziedziczna – mutacyjna i kombinacyjna – charakteryzuje się zmianą genotypu. Modyfikacja - zmienność niedziedziczna - modyfikuje fenotyp organizmu w granicach normalnych reakcji genotypu. Mutacja to dyskretna zmiana cechy dziedziczona przez wiele pokoleń organizmów i komórek. Klasyfikacja mutacji: ze względu na strukturę materiału genetycznego; Według lokalizacji; według typu allelicznego; wskutek wystąpienia.
Genetyczne skutki zanieczyszczenia środowiska. Czynniki mutagenne Monitorowanie poziomu częstotliwości różnych typów mutacji w tych samych lokalizacjach geograficznych. Badania przesiewowe pod kątem działania mutagennego leków, dodatków do żywności, nowych przemysłowych związków chemicznych. Normą reakcji jest zakres przejawów zmienności modyfikacji organizmu o niezmienionym genotypie.
Wykład 7. Proces mutacji: spontaniczny i indukowany. Proces mutacji charakteryzuje się: powszechnością i przyczynowością, statystyką i określoną częstotliwością oraz długością w czasie. Mutacje spontaniczne powstają w wyniku błędów w funkcjonowaniu enzymów syntezy matrycy DNA. Genetyczna kontrola procesu mutacji. Geny mutatorów, geny antymutatorów. Systemy naprawy uszkodzeń genetycznych.
Wzory mutagenezy indukowanej (promieniowej, chemicznej i biologicznej). Zależność od dawki, charakter czasowy, moc dawki (stężenie), zmiany premutacyjne w materiale genetycznym itp.
Metody ilościowego rozliczania mutacji. Molekularne mechanizmy występowania mutacji genowych i rearanżacji chromosomowych. Mutageneza „adaptacyjna”. Problem „dziedziczenia cech nabytych”.
Wykład 8. Genetyka populacyjna. Każda populacja składa się z osobników różniących się w takim czy innym stopniu genotypem i fenotypem. Aby zrozumieć procesy genetyczne zachodzące w populacji, należy wiedzieć: 1) jakie wzorce rządzą dystrybucją genów pomiędzy osobnikami; 2) czy rozkład ten zmienia się z pokolenia na pokolenie, a jeśli się zmienia, to w jaki sposób. Zgodnie ze wzorem Hardy’ego-Weinberga w idealnej populacji znajdującej się w równowadze proporcje poszczególnych genotypów powinny pozostawać niezmienne przez czas nieokreślony. W populacjach rzeczywistych udziały te mogą zmieniać się z pokolenia na pokolenie z kilku powodów: małej wielkości populacji, migracji, selekcji mutacji, puli genowej populacje, genogeografia (A.S. Serebrovsky), heterogeniczność genetyczna populacji naturalnych (S.S. Chetverikov), procesy genetyczno-automatyczne (N.P. Dubinina).
Wykład 9.10. Genetyka rozwojowa. Współczesna biologia rozwoju to połączenie embriologii, genetyki i biologii molekularnej. Mutacje genów kontrolujących poszczególne etapy rozwoju jednostki pozwalają określić czas i miejsce działania normalny allel danego genu i zidentyfikować produkt tego genu w postaci i - RNA, enzymu (polipeptydu) lub białko strukturalne. Genetyczna kontrola determinacji i różnicowania płci. Obiekty modelowe genetyki rachwitii: Drosophila melanogaster - muszka owocowa, Caenorhabditis elegans - glista, nicienie, Xenopus laevis – żaba szponiasta, Mus musculus – mysz laboratoryjna, Arabidopsis Thaliana
Zagadnienia genetyki rozwojowej: analiza zróżnicowanej aktywności genów,
działalność. Mutacje homeotyczne, ich rola we wczesnych stadiach ontogenezy. Epigenetyka rozwoju jednostki i jego perspektywy. Wdrukowanie genetyczne. Rola apoptozy (genetycznie zaprogramowanej śmierci komórki) i martwicy w indywidualnym rozwoju organizmów wielokomórkowych. MYSZY ALLOPENICZNE – mozaiki genetyczne.
W przeciwieństwie do zwierząt, w roślinach z komórek somatycznych utworzonego organizmu można uzyskać dorosłą, pełnoprawną roślinę (marchew, tytoń, pomidory), zdolną do rozmnażania płciowego. Z wyizolowanej komórki, pod wpływem hormonów roślinnych, można uzyskać całą roślinę.
Problem przeprogramowania genomu w zróżnicowanych komórkach zwierzęcych. Embrionalne komórki macierzyste (ESC). Totipotencja, pluripotencja i multipotencja różnych typów komórek. Wytwarzanie indukowanych pluripotencjalnych ludzkich komórek fibroblastów (iPS) przy użyciu induktorów przeprogramowania czynników transkrypcyjnych Oct4, Sox2, c-Mic, Klf4
i Nanoga.
Klonowanie kręgowców (owca Dolly, 1997). Sklonowano już dziesiątki gatunków zwierzęta z klasy ssaków (mysz, krowa, królik, świnia, owca, koza, rezus i itp.).
Wykład 11,12. Genetyka człowieka. Biosocjalna natura człowieka. Antropogenetyka i genetyka medyczna. Metody badawcze: genealogiczne, bliźniacze, cytologiczne, biochemiczne, genetyki molekularnej, matematyczne itp.
Mendlowskie - cechy monogenowe i wieloczynnikowo-poligeniczne. Normalny ludzki kariotyp. Barwienie różnicowe chromosomów i metoda Fisha. Aberracje chromosomowe i powiązane zespoły genetyczne.
Metody mapowania genomu człowieka. Hybrydyzacja ludzkich i mysich komórek somatycznych. Sekwencjonowanie ludzkiego genomu (3,5x109 pz). Genomika (strukturalna, funkcjonalna, farmakogenomika, etnogenomika itp.).
Polimorfizm genetyczny jest podstawą różnorodności biologicznej człowieka Rodzaje polimorfizmu DNA (według liczby i rozmieszczenia ruchomych elementów genetycznych; przez liczbę kopii powtórzeń tandemowych itp.).
Genetyka medyczna. Rozwój medycznego poradnictwa genetycznego. Diagnostyka prenatalna (kariotypowanie; Markery DNA, markery biochemiczne i immunologiczne; rokowania dla potomstwa). Genetyka demograficzna.
Eugenika, terapia genowa, certyfikacja genetyczna (problemy i zagadnienia kontrowersyjne).
Wykład 13. Genetyczne podstawy selekcji. Wybór roślin i zwierząt. Materiał źródłowy (formy dzikie, regionalne odmiany roślin i rasy fabryczne zwierząt, linie wsobne).
Hybrydyzacja - metody krzyżowania - krzyżowanie międzygatunkowe, krzyżowanie, wewnątrzrasowe (krzyżowanie, chów wsobny), krzyżowanie przemysłowe.
Metody selekcji (masa – osobnik, fenotyp – genotyp, rodowód – jakość potomstwa). Kukurydza hybrydowa (mieszańce proste i podwójne międzyliniowe). Mieszańce jajowo-mięsne kurcząt między liniami.
Zjawisko heterozji i inkubacji - depresja.
Międzyrodzajowa, płodna hybryda rzodkiewki i kapusty (Raphanobrassica).
Biotechnologia i wykorzystanie organizmów transgenicznych.