Předmět Vývojová a buněčná biologie rostlin (C8535)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu C8535 - Vývojová a buněčná biologie rostlin, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita (MU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Co jste vždycky chtěli vědět o tom, jak se dělá věda a nezeptali jste se. Přednáška o vybraných kapitolách z vývojové genetiky a buněčné biologie rostlin pro pokročilé studenty se zájmem o experimentální práci v biologických oborech. Přednáška je vyučována intenzivním blokovým kurzem v predvelikonočním týdnu, je velmi neformální a prakticky zaměřena. Podává téměř kompletní přehled současných metod experimentální biologie rostlin a na modelových příkladech z vývojové a buněčné biologie demonstruje jejich použití pro získávání vědeckých poznatků.Hlavní cíle kurzu jsou:získání přehledu o základních metodách a experimentálních přístupech rostlinné biologie včetně jejich výhod i limitací;demonstrace použití těchto přístupů na vybraných problémech vývojové a buněčné biologie.Úspěšní absoloventi budou schopni zvolit nejvhodnejsi experimentální strategii pro své vědecké projekty.

Osnova

A. Současné přístupy a metody experimentální rostlinné genetiky1. Historický vývoj experimentálních přístupůModelový organismus Arabidopsis thaliana - výhody a nevýhody.2. Výběr oblíbeného genua. Monte Carlo přístupy výběru genub. Od proteinu zpět ke genuc. Funkční komplementaced. Výběr na základě expresse: Enhancer a Gene trap, Rozdíly v expresi (substraktivní hybridizace, microarray)e. Forward genetika: Mutageneza (EMS, T-DNA, transposon, aktivační tagging), Střídavé štěstí genetického screeningu, Identifikace a ověření genu, Supressor screenf. QTL3. Funkce genua. Reverzní genetika (knihovny mutantů, TILLING)b. Ektopická expresec. Chiméry a mozaikyd. Site directed mutageneza, výměny doméne. Analýza fenotypuf. Biochemické přístupy, heterologní systémy4. Exprese a lokalizacea. Northern a Western bloty, RT-PCRb. Reportérové geny (transkripční a translační fůze, použití)c. mRNA in situ hybridizaced. Lokalizace proteinů in situ5. Přátelé a sousedia. Yeast-two-hybridb. Split ubiquitinc. Genetické interakced. Upstream and downstream6. Jiné metody a přístupya. DR5 auxin response reporterb. Transient transfectionc. Heterologní systémyd. Laserové ablace and laser captureB. Od signálu ke genu1. Etylén - Učebnicový úspěch genetikyGenetická analýza etylénové signální dráhy, posloupnost a funkce molekulárních členů, dvoukomponentový systém histidin kinázy2. Cytokinin - Příklad složitosti hormonální regulace u rostlin.Syntéza, degradace, percepce, přenos signálu. Identifikace a verifikace receptorů a dalších členů signální kaskády. Poznatky ze studia protoplastů.3. Auxin - Velmi žádaný, stále nepochopenýObjev auxinu. Izolace členů signální kaskády: biochemie (ABP1), genetika (AXRs), molekulární biologie (AUX/IAA a ARF proteiny), pokus o ucelený model.4. Transport auxinu - PINy a jiná zvířenaFyziologie, Chemiosmostický model, molekulární komponenty (PIN a AUX proteiny) - exprese, lokalizace, funkce.C. Od procesu k mechanismu1. Embryogeneze - apikální-bazální osaPattern formation v embryogenezi. Mutanti Arabidopsis thaliana, identity genů, možná role auxinu, distribuce a transport auxinu, exprese, lokalizace a role PIN proteinů, buněčná polarita, ucelený model.2. Kořenový meristém - zpět ke kořenůmKořenový meristém Arabdidopsis, mezibuněčné signály: klidové centrum kmenové buňky, auxin jako možný signál, radial patterning - SHR/SCR.3. Organogeneze - jednota v různostiPřehled různých organogenních procesů, orgány odvozené ze stonku a kořene, vzájemný vztah mezi místními gradienty auxinu, transportem a vývojem orgánů.4. Jednotící principy - gradienty morfogenů a růstové osyD. Do buňky1. Vnitrobuněčný transport a buněčná polaritaRecyklace proteinů auxinového transportu, inhibitory auxinového transportu a jejich efekty, význam recyklace pro auxinový transport, endocytosa v rostlinách, polární targetování.2. Poučení z GNOMuIzolace mutanta gnom, GNOM protein - biochemická funkce a role ve vývoji rostliny. Souvislost s transportem auxinu. GNOM a recyklace endozomů.3. Gravitropismus kořene - integrace přístupůFyziologie, genetika, molekulární a buněčná biologie gravitropismu: Spojení různých přístupů pro pochopení jednoho procesu.

Literatura

VIETEN, Anne, Michael SAUER, Philip B BREWER a Jiří FRIML . Molecular and cellular aspects of auxin-transport-mediated development. TRENDS IN PLANT SCIENCE, 2007, roč. 12, č. 4, s. 160-168. ISSN 1360-1385. infoFRIML, J. , P. BENFEY, E. BENKOVÁ, M. BENNET, T. BERLETH, N. GELDNER, M. GREBE, M. HEISLER, J. HEJÁTKO , G. JURGENS, T. LAUX, K. LINDSEY, W. LUKOWITZ, C. LUSCHNIG, R. OFFRINGA, B. SCHERES, R. SWARUP, R. TORRES-RUIZ, D. WEIJERS a E. ZAŽÍMALOVÁ. Apical-basal polarity: why plant cells dont standon their heads. Trends Plant Sci., 2006, roč. 11, č. 1, s. 12-14. ISSN 1360-1385. infoSAUER, Michael, Jozef BALLA, Christian LUSCHNIG, Marie WIŠNIEWSKA, Vilém REINÖHL, Jiří FRIML a Eva BENKOVÁ. Canalization of auxin flow by Aux/IAA-ARF-dependent feed-back regulation of PIN polarity. Genes & Development, Spojené státy americké: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2006, roč. 20, č. 20, s. 2902-2911. ISSN 0890-9369. infoABAS, L., R. BENJAMINS, N. MALENICA, T. PACIOREK, J. WISNIEWSKA, J.C. MOULINIER-ANZOLA, T. SIEBERER, J. FRIML a C. LUSCHNIG. Intracellular trafficking and proteolysis of the auxin efflux facilitator PIN2 in Arabidopsis is proteasomedependent and involved in root gravitropism. Nature Cell Biology, 2006, roč. 2006, č. 8, s. 249-256. ISSN 1465-7392. infoPETRÁŠEK, J., J. MRAVEC, R. BOUCHARD, J. BLAKESLEE, M. ABAS, D. SEIFERTOVÁ, J. WISNIEWSKA, Z. TADELE, M. ČOVANOVÁ, P. DHONUKSHE, P. SKŮPA, E. BENKOVÁ, L. PERRY, P. KŘEČEK, O.R. LEE, G. FINK, M. GEISLER, A. MURPHY, C. LUSCHNIG, E. ZAŽÍMALOVÁ a J. FRIML . PIN proteins perform a rate-limiting function in cellular auxin efflux. Science, 2006, roč. 2006, Apr 6, s. advanced on line. ISSN 0036-8075. infoDUBOVÁ, Jaroslava , Jan HEJÁTKO a Jiří FRIML . Reproduction of Plants. In Encyclopedia of Molecular Cell Biology and Molecular Medicine. 2. vyd. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co, KGaA, 2005. s. 249-295, 47 s. Vol. 12. ISBN 3-527-30649-8. info

Požadavky

Předpokladem pro porozumění předmětu je absolvování základů molekulární biologie a genetiky nebo biochemie.

Garant

prof. RNDr. Jiří Fajkus, CSc.

Vyučující

Mgr. Jiří Friml, Dr.prof. RNDr. Jiří Fajkus, CSc.Tomasz Nodzynski, B.A., M.Sc., Ph.D.Marta Zwiewka, B.A., M.Sc., Ph.D.