Aim of the lecture is to introduce students to problems of prokaryotic genetics. The opportunities and availability of prokaryotes to modify, and transfer their genetic information will be explained. 1.Molecular basis of mutations, mutants. 2. Transformation, definition, natural transformation, elaboration of chromosomal maps. 3.Conjugation, F-mediated, Hfr cells, formation of F' strains, experimental achievement, 4.Transduction, nonspecific natural (phage P1), specialized (phage lambda), phage Mu. 4. Transposable elements, classification, transposition mechanism. 5. Genetics with transposons, transposon-induced mutagenesis, gene fusion.
Last update: Nunvář Jaroslav, RNDr., Ph.D. (16.05.2023)
Cílem přednášky je uvést studenty do problematiky genetiky prokaryot a upozornit na specifika a zákonitosti přenosu
genetické informace u prokaryotních mikroorganismů. Budou popsány a vysvětleny mechanismy přirozených změn,
přenosu a plasticity genetické informace prokaryot, budou srovnány rozdíly mezi doménami Bacteria a Archaea, bude
probírána též struktura a vlastnosti i základních skupin bakteriofágů. Dále budou probrány základy genetických přístupů při
studiu mikroorganismů. Praktický laboratorní kurs (MB140C13, který je možno si zapsat k přednášce, je týdenní a doplní probrané
teoretické znalosti na konkrétních úlohách. Přednáška je určena pro studenty 2. a 3. ročníku bakalářského studia Biologie,
je doporučeno předem absolvovat přednášky Základy molekulární biologie nebo Molekulární biologie a Genetika.
Last update: Nunvář Jaroslav, RNDr., Ph.D. (10.01.2023)
Literature -
Molecular Genetics of Bacteria, Snyder, L. and Champness, W. 2nd Ed., (ASM Press), 2003.
Last update: Nunvář Jaroslav, RNDr., Ph.D. (16.05.2023)
Molecular Genetics of Bacteria, Snyder, L. and Champness, W. 2nd Ed., (ASM Press), 2003. a 3th Ed (ASM press 2007).
Souborné články z portálu www.ELS. NET, uvedené na stránkách vyučujícího k dané přednášce. Kurs je téžpro přihlášené studenty dostupný na Moodle.
Last update: Nunvář Jaroslav, RNDr., Ph.D. (16.05.2023)
Syllabus -
The lectures are given in Czech language only.
INTRODUCTION:
Basic characteristics of prokaryotic chromosome, differences between archaea and bacteria. Explanation and relations of inheritance in haploid organisms. Basic genetic terminology and nomenclature. The importance of lateral transfer of genetic information in the evolution of prokaryotes.
MOBILE GENETIC ELEMENTS:
Structure, function and types of mobile elements (DDE, Y, S). Structure and types of insertion sequences. Models transpositions mechanisms and regulation of transpositions. Types and classification of transposons. Integrons and their structure, site-specific recombination. Mobile elements of archaa. The influence of mobile elements on the diversity of prokaryotes.
PLASMIDS:
Genetic determinants of natural plasmids of bacteria and archaea, their properties, classification. Mechanisms of regulation of replication of plasmids in the context of compatibility, the number of copies, stability and segregation of plasmids. Plasmids as a tool for genetic manipulation.
BACTERIAL CONJUGATION:
mechanism of conjugative transfer and the genetic determinants required for conjugative transfer (Tra genes), mobilization of plasmids. Chromosome mobilization. F plasmid, HFR strains and the mechanism of transmission, conjugative mapping, formation of F 'plasmids, the emergence of partial diploidity. R plasmids, conjugative transposons. Interspecies transfer of genetic information.
TRANSFORMATION:
Natural competence, (G + and G-bacteria). Integration of donor genetic material, homologous recombination, discrimination heterologous DNA integration vectors, allele exchange systems. Transformation mapping.
BAKTREIOFÁGES:
Genome structure and basic genetics of bacteriophages (Lambda, P1, T4, T7, ssDNA bacteriophages, phage Mu). Bacteriophage infection of bacterial cells: lytic cycle lysogenic cycle, mechanism of replication, useful derivatives used in genetics. Viruses ofarchaea (STIV).
Transduction:
Nonspecific transduction: basic mechanisms, transduction mapping, two and three factor crossing. Specific transduction: basic characteristics, use in bacterial genetics
BASIS OF GENETIC ANALYSIS.
Specific, non-specific mutations, the efficiency of mutation, mutation rate, methods of selection and isolation of mutants, types of culture medium. Types of mutations. Mutants used in the genetics of bacteria (auxotrophs, suppressors, conditional mutations.) Complementaion, genetic analysis, allelic exchange, genetic and physical mapping. Genetic analysis in representative archaea (Sulfolubus spp.). Genomic approaches.
Last update: Lichá Irena, RNDr., CSc. (18.02.2019)
ÚVOD:
Základní charakteristiky prokaryotického chromosomu rozdíly mezi archaea a bakteriemi. Vysvětlení a zákonitosti dědičnosti u haploidních mikroorganismů. Základní genetická terminologie a nomenklatura. Význam laterálního přenosu genetické informace v evoluci prokaryot.
MOBILNÍ GENETICKÉ ELEMENTY:
Struktura, funkce a typy mobilních elementů (DDE,Y,S,). Struktura a typy inserčních sekvencí. Modely mechanismů transposice, regulace transposice. Typy a klasifikace transposonů. Integrony a jejich struktura, místně specifická rekombinace. Mobilní elementy archaea. Vliv mobilních elementů na diverzitu prokaryot.
PLAZMIDY:
Genetické determinanty přirozených plazmidů bakterií a archaea, jejich vlastnosti, klasifikace. Mechanismy regulace replikace plazmidů v kontextu s kompatibilitou, počty kopií, stability a segregace plazmidů. Plazmidy jako nástroj genetických manipulací.
BAKTERIÁLNÍ KONJUGACE:
Mechanismus konjugativního přenosu a genetické determinanty potřebné ke konjugativnímu přenosu (Tra geny), mobilizace plazmidů. Mobilizace chromosomu. F plazmid, znik Hfr kmenů a mechanismus Hfr přenosu, konjugativní mapování, vznik F' plazmidů, vznik částečné diploidity. R plazmidy, konjugativní transposony. Mezidruhový přenos genetické informace.
Struktura genomu a genetika základních bakteriofágů (Lambda, P1, T4, T7, ssDNA bakteriofágy, bakteriofág Mu). Infekce bakteriální buňky bakteriofágem: lytická odpověď, lysogenní odpověď, mechanismus replikace, užitečné deriváty využívané v genetice. Viry archaea (STIV).
TRANSDUKCE:
Nespecifická transdukce: základní mechanismy, transdukční mapování, dvou a třífaktorové křížení. Specifická transdukce: základní charakteristika, užití v bakteriální genetice
ZÁKLADY GENETICKÉ ANALÝZY.
Specifická, nespecifická mutace, efektivnost mutací,mutační rychlost, metody selekce a isolace mutantů, kultivační media. Typy mutací. Mutanty používané v genetice bakterií (auxotrofie, supresory, podmíněné mutace.) Komplementační, genetická analýza.. Allelická výměna, genetické a fyzikální mapování. Genetická analýza u zástupce archaea (Sulfolubus spp.). Genomické přístupy.
Last update: Nunvář Jaroslav, RNDr., Ph.D. (16.05.2023)
