|
Vyučující
|
-
Doležel Jaroslav, prof. Ing. DrSc.
|
|
Obsah předmětu
|
Historie pojmů genom a gen, velikost genomu, C-hodnota, pseudogeny a retrokopie. Struktura genu v post-genomické éře, srovnání prokaryot a eukaryot, promotory, enhancery a posttranskripční úpravy. Typy a evoluce intronů, mechanismy sestřihu, kontrola kvality mRNA a NMD. Klasifikace transpozónů, modely transpozice, exaptace, tandemové repetice a dynamické mutace u lidských chorob. Evoluce genomu prokaryot, eukaryogeneze, nukleoid, pangenom, horizontální přenos genů a CRISPR-Cas. Endosymbiotický původ mitochondrií a plastidů, variabilita organelových genomů, genetická promiscuita, hydrogenozómy a nitroplast. Architektura buněčného jádra, jaderný obal, transport makromolekul, subjaderná kompartmentalizace, chromozómová teritoria, struktura jadérka a jaderná tělíska. Organizace chromatinu a 3D genom, dynamika nukleozómů, topologicky asociované domény, kohezin, CTCF a bariérové izolátory. Funkční domény chromozómů, centroméry, teloméry a nukleolární dominance. Syntetická biologie, de novo syntéza genomů, redesign genetického kódu, organismy s minimálním genomem, syntetická kvasinka a umělé lidské chromozómy.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Přednášení, Monologická (výklad, přednáška, instruktáž), Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming)
- Účast na výuce
- 24 hodin za semestr
- Domácí příprava na výuku
- 24 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Cílem předmětu je poskytnout studentům detailní vhled do strukturní, funkční a evoluční architektury prokaryotických, eukaryotických i organelových genomů s důrazem na jejich 3D organizaci v buněčném jádře. Absolventi porozumí dynamice genů a repetitivních sekvencí, principům epigenetické regulace a získají přehled o moderních trendech v syntetické genomice.
Po absolvování kurzu je student schopen: - Vysvětlit evoluci pojmu gen, proces eukaryogeneze a rozdíly v architektuře genomů různých domén života. - Charakterizovat vlastnosti repetitivních sekvencí DNA a mechanismy transpozice mobilních elementů v genomu. - Popsat mechanismy sestřihu intronů a systémy kontroly kvality mRNA. - Charakterizovat 3D uspořádání chromatinu v buněčné jádře. - Objasnit strukturu a funkci specifických chromozomálních a subjaderných domén. - Analyzovat význam epigenetických modifikací a mimojaderné dědičnosti v evoluci organismů. - Popsat možnosti a limity de novo syntézy genomů a umělých chromozomů. - Kriticky zhodnotit vědecké články z oblasti funkční a strukturální genomiky.
|
|
Předpoklady
|
Předpokladem pro studium je základní znalost molekulární biologie, genetiky a biochemie se zaměřením na strukturu nukleových kyselin, replikaci DNA a genovou expresi.
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Písemná zkouška
Písemný test, 75% správně odpovězených otázek
|
|
Doporučená literatura
|
-
Alberts, B., Bray, D., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., Walter, P. (2000). Základy buněčné biologie. Ústí nad Labem.
-
ALLIS ,C.D., JENUWEIN, T., REINBERG, D., CAPARROS, M.L. (2007). Epigenetics. New York.
-
Appels, R. et al. Chromosome Biology. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 1998..
-
Brown, T.A. Genomes. John Wiley and Sons, Inc., New York, 1999..
-
Griffiths, A.J.F., Gelbart, W.M., Miller, J.H., Lewontin, R.C. Modern Genetic Analysis. W.H. Freeman, New York, 1999.
-
Lewin, B. (2000). Genes VII.. Oxford.
-
Strachan, T., Read, A.P. Human Molecular Genetics. John Wiley and Sons, Inc., New York, 1999..
|