Obsah přednášek: 1. Vznik života (Kosmologická předehra. Atributy života. Vznik života. Abiogeneze klasická a moderní. První genetické systémy na bázi proteinů, nukleových kyselin. Ribozymy. Vznik genetického kódu a proteosyntézy. Teorie jílů. Převzetí genetické role molekulami DNA. Panspermie a extremofilové. Zvláštnosti života a život na bázi křemíku a jiných rozpouštědel.) 2. Relikty světa RNA a první genomy (Důkazy RNA světa. Vznik RNA světa. Evoluční osud prvních RNA replikátorů. Relikty světa RNA - tRNA (od replikace k proteosyntéze), ribozóm, spliceosom, snorposom, telomeráza, srpRNA, gRNA, vaultRNA, RNázaP. Viry a viroidy - staré nebo mladé, funkční relikty světa RNA, jsou viry živé?) 3. Svět malých RNA, RNA interference (Historie objevení podstaty RNAi. RNAi a její úloha v evoluci. Úloha malých RNA v buňce (siRNA, miRNA, piRNA), dicer a RISC komplex. Rozdíly v RNAi mezi rostlinami a živočichy. Použití RNAi v genovém inženýrství.) 4. Evoluce genomů (Velikosti genomů a paradox hodnoty C. Minimální genom. Mechanizmy zvětšování genomů, genomová obezita u rostlin. Topografie genomů - uspořádání genů v genomech, syntenie a kolinearita. Počty chromosomů u různých druhů, úloha multiplikací, chromosomové přestavby, B chromosomy. Izochory.) 5. Polyploidizace (Genetické a epigenetické interakce genomů u polyploidů, sterilita hybridů. Polyploidie a speciace. Polyploidie u živočichů a u rostlin, polyploidie a geografická distribuce druhů. Evoluční důsledky polyploidie.) 6. Evoluce genů (První geny. Anatomie genů. Původ nových genů. Mechanizmy evoluce nových genů. Introny - staré nebo mladé? Alternativní sestřih. Genové rodiny, pseudogeny, orfony a počty genů. Horizontální přenos. Nedávno vzniklé geny. Velikosti genů. Zvláštní geny.) 7. Dynamika genomů I. (Repetitivní DNA jako dominantní složka genomů. Změna paradigmatu v genetice - genom je dynamický. Mobilní genetické elementy (transpozony). Podíl repetitivní DNA na velikosti genomů. Retroelementy - retroviry, retrotranspozony, retropozony, bakteriální retrony. DNA transpozony Původ a evoluce transpozonů.) 8. Dynamika genomů II. (Funkce transpozonů. Koevoluce transpozonů a hostitele: konflikt-kompromis-kooperace. Obrana hostitele - umlčování transpozonů. Transpozony užitečné pro hostitele - domestikace transpozonů. Explozivní amplifikace transpozonů v evoluci savců. Tandemové repetice. Mikrosatelity. Genomy organel jako pozůstatky prokaryotických organizmů. Objev promiskuitní DNA. Migrace genů do jádra. Mechanizmus přenosu genů do jádra. Genomy organel a vnitrobuněční parazité.) 9. Evoluce sexuality. (Příčiny sexuality: Rekombinace a sexualita. Rychlost evoluce a degenerativní procesy u nerekombinující DNA - Mullerova rohatka (Mullers ratchet), genetické svezení se (genetic hitchhiking), selekce na pozadí (background selection). Haploidie a diploidie. Výhody a nevýhody pohlavního rozmnožování.) 10. Evoluce sexuality. (Důsledky sexuality: Mechanizmy determinace pohlaví, vznik a evoluce pohlavních chromosomů u rostlin a živočichů. Historie objevů týkajících se determinace pohlavnosti a pohlavních chromosomů. Lidské pohlavní chromosomy - záhadné palindromy na chromosomu Y, samčí geny jsou zálohované, Y se brání degeneraci. Evoluční vrstvy na chromosomu Y. Papája - pohlavní chromosomy ve stádiu zrodu. Alternativní mechanismy determinace pohlaví.) 11. Struktura a evoluce lidského genomu (Základní charakteristika. Genové rodiny v lidském genomu. Repetice v lidském genomu. Srovnání genomu člověka s genomem myši a šimpanze. Evoluce člověka.) 12. Genomika - strategie a metody (Mapování genomů. Mikrodisekce buněk a chromosomů. Genomové knihovny, sekvenování. Spojování fyzických a genetických map. Moderní přístupy v sekvenování genomů. Eco-tilling.) 13. Historie genomiky (Avery versus Watson a Crick. Watson versus Venter. Vzestup a pád modelových organizmů. Genomové projekty, hlavní databáze.)
|
Cílem je podat přehled o vývoji názorů na vznik života na Zemi, o formování prvních replikátorů na bázi RNA, o vzniku a evoluci genetického kódu. Studenti budou seznámeni se současným stavem poznání struktury a evoluce genomů, hlavních mechanizmech jejich formování, bude zdůrazněna zejména dynamika genomů. Budou také probírány otázky evoluce sexuality. Studenti získají rovněž komplexní obrázek o strategiích a metodách současné genomiky, jakož i o její historii.
Student získá znalosti o mechanismech evoluce genomu a jejich dopadu na vlastnosti konkrétního organismu.
|