Molekulární genetika rostlin - MB130P46

• Anglický název: Plant Molecular Genetics
• Zajišťuje: Katedra experimentální biologie rostlin (31-130)
• Fakulta: Přírodovědecká fakulta
• Platnost: od 2014
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 3
• Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
• Rozsah, examinace: zimní s.:2/0 Zk [hodiny/týden]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: 5
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Vysvětlení: Čas a místo konání přednášky bude upřesněno na semináři 2.10. 15 :00, V5 II.p
• Další informace: http://kfrserver.natur.cuni.cz/lide/lukasf/molgen/index.html
• Garant: RNDr. Lukáš Fischer, Ph.D.
• Vyučující: RNDr. Lukáš Fischer, Ph.D.
• Neslučitelnost : MB130P46E
• Záměnnost : MB130P46E
• Je neslučitelnost pro: MB130P46E
• Je záměnnost pro: MB130P46E

Anotace

čeština

Poslední úprava: VOTRUB (29.04.2002)

Přednáška z molekulární genetiky rostlin pro pokročilé studenty. Shrnuje poznatky o uspořádání rostlinného genomu, jeho replikaci a expresi. Zároveň se zabývá metodami studia rostlinného genomu pomocí molekulárně genetických postupů a využitím těchto metod pro studium fyziologie rostlin.

angličtina

Poslední úprava: VOTRUB (10.02.2003)

A course on plant molecular genetics for advanced students. Focuses on plant genom organization, replication and expression. Includes, also, descriptions of methods for plant genomes analyses on the molecular level and its use in plant physiology research.

Literatura

Poslední úprava: VOTRUB (17.04.2003)

Alberts, B., Bray, D., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., Walter, P.:Základy buněčné biologie, Úvod do molekulární biologie buňky. Espero publishing, Ústí n./L.

Darnell, J., Lodish, H., Baltimore, D.: Molecular Cell Biology, 2d ed.. Scientific American Books, Inc.

Buchanan, B.B., Gruissem, W., Jones, R.L.: Biochemistry and Molecular Biology of Plants. American Society of Plant Physiologists.

Lewin, B.: Genes VI, Oxford University Press.

http://kfrserver.natur.cuni.cz/cz/edu/molgen/

Požadavky ke zkoušce

Poslední úprava: RNDr. Lukáš Fischer, Ph.D. (04.11.2011)

zkouška probíhá ústní formou, pro splnění je potřeba především pochopení probíraných problematik

Sylabus

čeština

Poslední úprava: VOTRUB (10.02.2003)

1. Rostlinný genom, jeho struktura, evoluce, variabilita. Kolinearita genomů. Podíl nekódující DNA - její význam a původ. Vztahy mezi jaderným a organelovým genomem. Procesy speciace u vyšších rostlin.

2. Chromatin. Struktura a formy DNA, replikace DNA, struktura chromatinu, jeho uspořádání v jádře a modifikace. Kovalentní modifikace histonových bílkovin a jejich význam pro regulaci genové exprese.

3. Mimojaderné genetické elementy. Mitochondrie a plastidy - jejich endosymbiotický původ. Struktura, replikace a exprese organelového genomu. Viry a viroidy.

4. Metody studia rostlinného genomu I: cesta od znaku ke genu. Analýza funkčních vztahů mezi geny (epistáze) a vztahů mezi genovou funkcí a známými biochemickými pochody. Metody genetického mapování a klonování postižených lokusů.

5. Metody studia rostlinného genomu II: transgenoze. Agrobakterium a jeho využití při transformaci rostlin, přenos T-DNA a integrace do genomu, direct gene transfer, biolistika, mikroinjekce, typy transformačních vektorů, problém homologní rekombinace.

6. Specifické otázky exprese transgenů u rostlin: transientní exprese, reportérové geny, promotory pro expresi transgenů, transkripční a translační fúze. Problém stability exprese transgenu. Rodičovský vtisk, paramutace. Využití antisense RNA pro studium funkce genů.

7. Metody studia rostlinného genomu III: genomika. Strategie mapování a sekvenování genomů, analýza genomů. Analýza genomových sekvencí, predikce sekvence bílkovin a hledání jejich homologů.

8. Metylace rostlinného genomu. Mechanizmus, cílové sekvence - význam pro spontanní mutační změny genomu. rDNA a regulace její exprese metylací. Metylace DNA a její význam pro regulaci vývoje rostlin - příklady demetylačních mutantů arabidopsis, demetylace.

9. Transpozony - pohyblivé genetické elementy. Typy transpozonů a regulace jejich integrace a excize. Význam transpozonů pro evoluci rostlin a celkovou architekturu rostlinných genomů. Podíl transpozice na regulaci vývojových pochodů u vyšších rostlin. Vztah mezi metylací genomu a aktivitou transpozonů. Identifikace mutací v neznámých i sekvenčně charakterizovaných genech na základě transposonových inzercí.

10. Replikace a exprese rostlinné DNA . Přehled buněčného cyklu rostlinné buňky, vstup do S fáze a kontrolní body G1 fáze. Replikační vidlice, postup replikace, replikony a zrání chromozomové DNA. Průběh meioze před pohlavním rozmnožováním rostlin při makro- a mikrosporogenezi.

11. Biotechnologické využit molekulární genetiky rostlin. Zvládnutí druhově specifických tkáňových kultur u zemědělsky významných rostlin jako podmínka jejich využití v genovém inženýrství. Praktické aplikace transgenoze v zemědělství.

angličtina

Poslední úprava: VOTRUB (10.02.2003)

1. Plant genome, its structure, evolution and variability. Genomes co-linearity. Non-coding DNA, its origin and significance. Nuclear and organelle genome, the relationship. Speciation in higher plants.

2. Chromatin. DNA structure and forms, DNA replication, chromatin structure, organization in the nucleus, modification. Covalent modification of histone proteins, their role in gene expression regulation.

3. Cytoplasmic genetic elements. Mitochondria and plastids - their endosymbiotic origin. Structure, replication and expression of organelle genome. Viruses and viroids.

4. Methods for plant genome studies I: from phenotype to gene. Analyses of gene function and related biochemical processes. Genetic mapping and cloning of selected loci.

5. Methods for plant genome studies II: transgenosis. Agrobacterium and its use in plant transformation, T-DNA transfer and integration into genome, direct gene transfer, biolistics, mikroinjectiontransformation vectors, homologous recombination.

6. Transgene expression in plants. Transient expression, reporter genes, promotors for transgene expression, transkriptional and translational fusion. Stability of transgene expression. Parental imprinting. Antisense RNA and its use for studies on gene function.

7. Methods for plant genome studies III: genomics. Mapping and sequencing strategies, genomes analyses. Genome sequence analysis, protein sequence prediction and searching for their homologues.

8. Plant genome methylation. The mechanism and target sequences - spontaneous mutation of the genome. rDNA and regulation of its expression by methylation. DNA methylation and its significance in plant development, demethylation.

9. Transposons - mobile genetic elements. Transposon types, regulation of their excision and integration. The role of transposons in plant evolutionand the arrangement of the genome. Transposition and regulation of developmental processes in higher plants. Genome methylation and its relation to transposon activity. Transposon insertion and identification of mutations in both sequenced and unknown genes.

10. Replication and expression of plant DNA. Cell cycle, S phase and control points of G1 phase. Replication fork, replication progress, replicons and chromosomal DNA maturing. Meiosis process before mating in macro- and microsporogenesis.

11. Plant molecular genetics used in biotechnology. Limiting factor of species-dependent tissue culture of agronomically important plants for genetic engineering. Transgenosis in agriculture.