Předmět Evoluční genetika (MB170P24)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu MB170P24 - Evoluční genetika, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Karlova v Praze (UK).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Sylabus

1. Teorie dědičnosti. Mendlovy zákony a jejich výjimky (paramutace, genová konverze, meiotický tah, genový imprinting). Weismanova bariéra a význam germinální linie. Dědičnost kvantitativních znaků. Dědivost. Epigenetická dědičnost. Cesta od genotypu k fenotypu. Ontogeneze. Vliv prostředí. Fenotypová plasticita a vývojová kanalizace. 2. Struktura a evoluce genomu. Velikost genomu. Organizace a struktura genomu. Definice pojmu gen (molekulární vs. genetické pojetí). Encyklopedie DNA elementů. Nekódující RNA a jejich význam. Repetitivní sekvence. 3. Genové konflikty. Sobecký gen. Vnitrogenomový konflikt genů. Konflikty mezi geny s různým způsobem dědičnosti. Meiotický a zygotický tah. Sobecké pohlavní chromosomy. Transpozony. Význam meiózy a rekombinace při zabránění konfliktů. Horizontální přenos. 4. Úvod do populační genetiky I. Chápání evoluce ve smyslu změn ve frekvenci alel. Mutace jako zdroj genetické variability. Typy mutací. Mutační rychlost. Evoluce genomovou duplikací. Panmiktická populace. Hardy-weinbergův zákon. Efektnivní velikost populace. Mechanismy odpovědné za změny ve frekvenci alel v populaci. Gentický drift. 5. Úvod do populační genetiky II. Selekce jako mechanismus změn frekvence alel v populaci. Typy selekce. Populační struktura. Migrace. Význam genetické vazby. Vazebná nerovnováha. Genetické svezení se (hitchhiking, selective sweeps).6. Neutrální teorie molekulární evoluce. Genetický polymorfismus a jeho odhady. Doba fixace mutace. Molekulární hodiny a odhad doby divergence dvou taxonů. Faktory ovlivňující rychlost molekulárních hodin (hypotéza generační doby, metabolická hypotéza, hypotéza dlouhověkosti). Téměř neutrální teorie evoluce. Souvislost mezi rychlostí molekulární a fenotypické evoluce. 7. Detekce selekce na molekulární úrovni. Negativní selekce, pozitivní selekce, balancing selekce. “Selective sweep” a jeho průvodní jevy. Testy selekce založené na: distribuci frekvence alel (Tajima’s D test), míře vazebné nerovnováhy, míře diferenciace populací (Fst outlier test), porovnání vnitrodruhového polymorfismu a mezidruhové divergence (Hudson-Kreitman-Aguadé test, McDonald-Kreitman test), relativním počtu nesynonymních a synonymních substitucí mezi druhy (KA/KS test). Identifikace pozitivně selektovaných genů v lidské populaci. 8. Teorie koalescence. Genové genealogie. „Most Recent Common Ancestor (MRCA)“. Mitochondriální Eva. Rekonstrukce haplotypových stromů. Genový vs. fylogenetický strom. Sortování linií a ancestrální polymofismus. Genové genealogie a rekombinace. 9. Funkční genetika. “Forward” a “reverse” genetika a jejich nástroje. Cílená mutageneze. Genové pasti. Genetické mapování a poziční klonování. Mapování kvantitativních znaků (“Qutatitative Trait Loci”, QTL). Vazebná analýza pomocí BC či F2 křížení. Rekombinantně inbrední kmeny, konzomické kmeny. Vazebná analýza pomocí rodokmenů. Haplotypová mapa lidského genomu a asociační mapování. Příklady genů odpovědných za lidské choroby identifikovaných pomocí nových přístupů asociačního mapování. 10. Evoluce genové exprese. Metody studia genové exprese. Variabilita v genové expresi v rámci druhu a mezi druhy. Vznikají adaptace častěji změnou v kódující sekvenci či změnou v genové exprese? Studium evoluce genové exprese. Jsou mezidruhové rozdíly v genové expresi neutrální či adaptivní? Jsou změny v expresi způsobené častěji mutacemi v cis- anebo trans- regulačních oblastech? Mapování expresních QTL. “Copy number variation” (CNV) jako příčina změny genové exprese. Evoluce transkriptomu změnami v alternativním sestřihu 11. Speciace. Definice pojmu druh. Sympatrická a alopatrická speciace. Speciace hybridizací. Reprodukčně izolační mechanismy. Genetická podstata reprodukční izolace. Dobzansky-Muller nekompatibility. Haldaneovo pravidlo a velký vliv pohlavních chromosomů na vznik reprodukční izolace. Speciační geny. Mezidruhová hybridizace a genový tok mezi druhy.

Literatura

Philip W. Hedrick (2005). Genetics of Populations (Third Edition). Jones and Bartlett Publishers. Dan Graur, Wen-Hsiung Li (2000). Fundamentals of Molecular Evolution. Sinauer AssociatesAustin Burt and Robert Trivers (2006). Genes in conflicts. Harvard University Press.Evolutionary Genetics: Concepts and Case Studies. C.W. Fox & J.B. Wolf (Eds.). Oxford University Press, Oxford, 2006

Požadavky

Zkouška je ústní. Zápočet je udělen za přednesení referátu. Kromě přednášek je vhodné si prostudovat články dostupné ze stránky přednášky:http://web.natur.cuni.cz/zoologie/biodiversity/index.php?page=EvolucniGenetikaDalší informace je možné čerpat z doporučené literatury.

Garant

RNDr. Radka Reifová, Ph.D.

Vyučující

doc. Mgr. Pavel Munclinger, Ph.D.RNDr. Radka Reifová, Ph.D.