Ekologické a evoluční aspekty genetiky
|
|
- Blažena Bednářová
- před 8 lety
- Počet zobrazení:
Transkript
1 Ekologické a evoluční aspekty genetiky Teoretická populační genetika popisuje na základě matematických modelů, jak se pod vlivem různých evolučních faktorů mění genové frekvence v populacích. Formuluje teorie a hypotézy, které jsou v laboratorních pokusech nebo výzkumy u volně žijících populací potvrzovány, opravovány nebo zamítány. Důležité poznatky získává populační genetika z různých dílčích disciplin. Tyto oblasti populační genetiky jsou označovány jako experimentální nebo ekologická populační genetika. V posledních letech nabyla na významu zejména molekulární populační genetika. Základní procesy ekologické a evoluční genetiky Základním principem, který umožňuje evoluci je přírodní výběr. Pro jeho působení musí existovat variabilita v rámci populace, která je geneticky fixovaná a musí být nadprodukce potomstva. Pro správné pochopení přírodního výběru je nutné si uvědomit komplexnost jeho působení. Komplexní jsou selekční faktory, které zahrnují jak konkurenční, tak synergické vztahy mezi jedinci uvnitř populace, vztahy mezi jedinci různých druhů a vztahy mezi celými populacemi. K selekčním faktorům se řadí i vztahy jedinců a populací k abiotickým faktorům ekosystému, ve kterém přírodní selekce probíhá. Selektován je celý fenotyp, tj. jedinec se všemi svými geny, žádný gen není vybírán nebo zamítán nezávisle. Strukturu přírodních populací je proto prakticky nemožné vyjádřit matematicky, jako je to možné při sledování jednoho nebo několika lokusů. Fitness Pojem fitness pochází z angličtiny, do češtiny se většinou překládá jako reprodukční způsobilost. Pro populace žijící v podmínkách přirozené selekce je velmi důležitý, znamená, že příslušníci téže populace se na vytváření generace potomstva podílí různou měrou. Je nejlepší definicí a nejkomplexnějším vyjádřením adaptivní hodnoty genotypu. Přírodní selekce je ve své podstatě selekcí na maximální fitness, na schopnost přežití a reprodukce v daných podmínkách, selekcí na maximální podíl potomstva v příští generaci. Z toho by bylo možné vyvodit, že přírodní selekce má za následek stálý tlak ve směru zvýšení reprodukční způsobilosti. Avšak přírodní selekce preferuje jedince s maximálním podílem heterozygotních lokusů, frekvence alel výrazněji nemění a fitness se nezlepšuje. Selekce V podmínkách přirozené selekce mají největší adaptivní hodnotu fenotypy s průměrnou hodnotou znaku. Tato optimální hodnota fenotypu je však u různých populací téhož druhu, které žijí v různých podmínkách, různá.
2 Selekční tlak působí silněji proti suboptimálním fenotypům, tím jsou z populace vyřazovány krajní genotypy. Přirozená selekce tedy za nezměněných podmínek vede k tomu, že průměrná hodnota znaku se nemění, přitom se snižuje jeho variabilita. Tento typ selekce se nazývá stabilizující nebo centripetální. Selekce usměrněná probíhá za podmínky, že selekční faktory se mění stále v témže směru. Preferovány jsou potom extrémní fenotypy, odlišující se ve vhodném směru, důsledkem je posun populačního průměru adaptivní hodnoty a podobně jako v předešlém případě snížení variability. Dalším typem přirozené selekce je kolísání prostředí takovým způsobem, že se pravidelně střídají rozdílné stavy, nejtypičtějším případem je střídání ročních období. Dochází tedy k cyklickému preferování různých extrémních fenotypů, v důsledku toho fenotypová i genotypová variabilita zůstává zachována. Tato selekce se nazývá cyklická. Působí-li v jedné generaci na dvě skupiny téže populace dvě rozdílná prostředí, která preferují rozdílné extrémní fenotypy a obě skupiny nezůstávají reprodukčně izolovány, ale jejich příslušníci se vzájemně kříží, hovoříme o disruptivní selekci. V populaci zůstává zachována vysoká variabilita. Význam pro vývoj populace má pouze selekce v prereprodukčním a reprodukčním věku. Genetická homeostáze Selekčními pokusy bylo zjištěno, že po řadu generací prováděná selekce vede k posunu populačního průměru a změně variability selektovaného znaku. Po určitém počtu generací se však účinnost selekce začne snižovat a populační průměr posléze dosáhne hodnoty, na které trvale zůstává. Z toho by bylo možné usuzovat na vyčerpání genetické variability v populaci a na úplnou homozygotnost příslušných lokusů. K tomu však dochází jen u některých znaků, u jiných dojde po uvolnění selekce a po následujících několika generacích panmiktického připařování nebo po selekci opačným směrem k návratu populačního průměru k původní hodnotě. Z toho pochopitelně vyplývá, že populace nemohla být v tomto znaku homozygotní. Schopnost populace zachovat si jistou míru genetické různosti i přes působení vlivů, které ji narušují se nazývá genetická homeostáze. Zabraňuje rychlým změnám v genetické struktuře populací, umožňuje však pomalé změny, které nesnižují adaptivní hodnotu. Genetická zátěž U populace rozmnožující se pod vlivem přirozené selekce dochází v každé generaci ke ztrátě určitého počtu jedinců s nevhodným genotypem. Tato ztráta se nazývá genetická smrt. Míra v jaké se liší složení populace od teoretického složení dokonalé populace, v níž by k této ztrátě nedocházelo se označuje jako genetická zátěž. K této změně dochází buď vyřazením jedince z populace před dosažením reprodukční dospělosti nebo snížením jeho reprodukční
3 schopnosti, tzn. že postižený jedinec se na genofondu další generace podílí méně než je teoreticky možné, pokud by měl normální genotyp. Všeobecně se má za to, že u přirozených populací je cena za selekci na fitness vysoká. Genetická struktura populací a její změny V zásadě platí, že pro přežití populace je výhodné, v extrémnějších případech dokonce nutné, aby její genofond byl co nejrozmanitější, aby počet různých genotypů, ze kterých se skládá, byl co největší. Čím větší je počet lokusů a alterujících alel, tím plastičtější je populace i jednotlivec, tím lépe se přizpůsobují změněným podmínkám. Důvodem je to, že změna prostředí, která má evoluční účinek, působí na populaci jako zhoršení životních podmínek. Působí tak trvalejší změny klimatu, nebo se uplatňuje změna přirozené selekce u jiných druhů, které žijí ve stejném areálu (vztahy potravní konkurence, parazit - hostitel ap.). Dosáhnou-li tyto změny prostředí určitého stupně, dojde k zásadním změnám ve směru a intenzitě selekce. Některé na adaptivní hodnotu dosud příznivě působící alely se stanou škodlivými, některé alely dosud škodlivé začnou působit příznivě. To vede k více nebo méně výrazné přestavbě genofondu populace, která je mnohem rozsáhlejší, než změny při přirozené selekci za nezměněných podmínek. Jejich výsledkem však mohou být pouze změny ve frekvencích již existujících alel, zatímco evoluce, zejména vznik nových druhů, je podmíněna vznikem zcela nových genů, nové genetické kvality. Tato nová genetická kvalita může vzniknout pouze dvěma způsoby - genovou mutací a ztrátou nebo zmnožením úseku chromozómu. Další zdroj genetické variability, rekombinace (segregace chromosomů a crossing-ower) je jen novým uspořádáním již existujících genů. Evoluční význam mutací U rostlin a živočichů nemá převážná většina mutací bezprostřední evoluční význam. Projev nově vzniklé alely ve fenotypu je u vyšších organismů proces, který souvisí s přechodem k diploidnímu počtu chromozómů a k pohlavnímu rozmnožování. Mutací vzniklá alela jen ve zcela výjimečných případech zlepšuje adaptivní hodnotu svého nositele, většinou tomu bývá právě naopak. I pozitivní mutace jen velmi zřídka vedou k takovému zvýhodnění, aby se rychle rozšířily v populaci. Zcela jiná situace však nastává při změně životních podmínek, ve kterých mohou být nositelé zmutovaných alel zvýhodněni a může docházet k rychlým a rozsáhlým evolučním změnám. Velký význam pro evoluci má zvětšování počtu genů (lokusů). Duplikace genů umožňuje přežití jedince i v tom případě, že došlo k zakázané mutaci na jednom lokusu, protože druhý, nezmutovaný gen zajišťuje tvorbu potřebného genového produktu. Zmutovaný gen se může stát objektem další mutace, kterou vzniká nový gen, kódující nový genový produkt. Mutací nově vzniklé alely jsou materiálem, surovinou, která je dále zpracovávána působením přirozené selekce.
4 Významné urychlení evoluce znamenal přechod k pohlavnímu rozmnožování. Crossingover, kombinace různých chromozómů z různých chromozomálních párů, z toho vyplývající velký počet geneticky různých gamet a následný vznik velkého počtu zygotických kombinací totiž zaručují (s výjimkou monozygotických dvojčat), že nevzniknou dva geneticky stejní jedinci. Teoreticky i empiricky bylo prokázáno, že populace s velkou genetickou různorodostí se lépe přizpůsobují změnám prostředí, jejich evoluce je rychlejší. Vznik druhů Darwin definoval druh jako soubor jedinců shodných v základních znacích, kteří dávají plodné potomstvo. Za nejdůležitější kritérium pro vymezení druhu je tedy považována reprodukční izolace - pokud při křížení s jedinci jiného druhu vznikají mezidruhoví hybridi, nejsou plodní. Přesto je nutné si uvědomit, že proces rozdělování původně jednotné populace do navzájem odlišných druhů - speciace - je postupný. Druh je tvořen dílčími populacemi - ekotypy, mezi nimiž existují rozdíly ve frekvencích alel i genotypů, protože na každou v různé míře izolovanou geografickou podjednotku působí odlišné přírodní podmínky, jimž se musí přizpůsobit. Dalším krokem ve speciaci je rozlišení na rasy a poddruhy. Vznik těchto subpopulací v rámci druhu je reverzibilní proces, plemena se mohou navzájem křížit a zpětně splývat. Zde je významným faktorem možnost migrace genů mezi populacemi. Pro demonstraci zde uvedeme příklad americké a evropské populace vlků. Vlkovité šelmy mohou překonávat dlouhé vzdálenosti a velké překážky (pohoří, řeky). Vlk šedý se během svého života pohybuje na tisísích kilometrů. U těchto velkých šelem dochází k migraci genů přes podstatně větší vzdálenosti, než je obvyklé např. u zemních obratlovců. U vlka a kojota byla popsána řada poddruhů, avšak analýza variability mitochondriální DNA ukázala malé geografické rozčlenění genotypů. Uvnitř každého druhu se ve vzdálených lokalitách vyskytovaly tytéž genotypy. Mezi populacemi kojotů nebyly významné genetické diference, u vlka byl zjištěn náznak rozdílu mezi populací z Aljašky a jižní Kanady. U malých obratlovců s nízkou migrační aktivitou podobnost genotypů mtdna různých populací často koresponduje s fyzickou vzdáleností mezi populacemi nebo výskytem geografických barier. Čím větší je geografická vzdálenost, tím větší je také genetická odlišnost. U vlka a kojota tato úměra neexistuje, byly nalezeny velmi podobné genotypy v tak vzdálených regionech jako je Kalifornie a Florida a naopak mnohem méně shodné genotypy v rámci jedné lokality. Z toho lze odvodit, že migrace genů homogenizuje u druhů s vysokou mobilitou genetickou variabilitu pravděpodobně ve velké části kontinentu. Struktura evropských populací vlka se od jeho příbuzných v Severní Americe odlišuje, protože v Evropě je populace rozdělena do malých skupin. Analýza mtdna ukázala, že až na výjimky má každá skupina jednoduchý genotyp, který se u jiné skupiny nevyskytuje. Genetické rozdíly mezi sedmi pozorovanými genotypy byly malé, avšak distribuce těchto
5 genotypů mezi skupinami naznačuje geografické rozčlenění. Před několika sty lety mohl vlk v Evropě volně migrovat tak, jak dosud může v Severní Americe a geografické rozdíly u něj byly pravděpodobně velmi malé. Jakmile se snížil počet vhodných lokalit a skupiny se zmenšily, došlo k náhodné fixaci genotypů. Teprve tehdy, když se rozdíly mezi subpopulacemi prohloubí natolik, že migrace genů je znemožněna, tj. při křížení nevznikají plodní potomci, lze mluvit o oddělení nového druhu. Speciace je tedy proces kvalitativně odlišný od vytváření podjednotek v rámci druhu. Pro vznik druhu je nezbytná existence izolačních mechanismů. Při prostorové izolaci dojde k rozdělení původně jednotné populace na geografické izoláty. Tyto nově vzniklé populace se nazývají allopatrické. Příčinou rozdělení mohou být geologické změny - vznik pohoří, oddělení kontinentů ap., velké přírodní katastrofy, přenesení části populace do jiného areálu člověkem. Pokud proběhne výrazné genetické rozlišení, zůstanou tyto populace reprodukčně izolované i tehdy, dojde-li k jejich opětovnému kontaktu. Jiné izolační mechanismy působí na populace sympatrické, které žijí ve stejném areálu a jsou navzájem izolovány reproduktivně. Dělí se na izolační mechanismy předoplozovací a pooplozovací. K prvním patří sezónní izolace - rozdíly v době páření různých ras; sexuální izolace, která díky rozdílům v sexuálním chování živočišných druhů zabrání spáření; znemožnění spáření nebo oplození anatomickými odlišnostmi - mechanická izolace. K pooplozovacím mechanismům se řadí letalita některých genových kombinací (gametová a zygotová mortalita); sterilita hybridů - křížením mezi druhy vzniká potomstvo, které je však neplodné (mul, mezek); mortalita potomstva hybridů - hybrid není úplně neplodný, ale jeho potomstvo je méně vitální. Velmi často jsou různé mechanismy reproduktivní izolace kombinovány. Při oddělování druhů je pravděpodobně prvním a nezbytným krokem prostorová izolace, která zamezí migraci genů mezi subpopulacemi, poté následuje izolace reproduktivní, vytvoření mechanismů, které zabrání hybridizaci a nahromadění geneticky podmíněných rozdílů mezi nově vzniklými druhy. Předmětem intenzivního výzkumu je evoluce člověka. Analýzou rozdílů DNA nebo srovnáním sekvencí aminokyselin v genových produktech bylo zjištěno, že nejbližším z primátů je člověku šimpanz. Z obr. 1 vyplývá, že nejdříve se oddělila linie vedoucí ke gorile a teprve potom došlo k oddělení linie člověka a šimpanze. Tím byly poněkud upraveny dosavadní představy získané paleontologickými výzkumy, které předpokládaly, že došlo k oddělení člověka a společného předka všech současných lidoopů. Člověk a šimpanz se od sebe oddělili před cca 6-8 miliony let, gorila před cca 10 miliony let (obr. 1). Podle paleontologických výzkumů došlo k oddělení dříve, tyto časové údaje však mají pouze orientační význam.
6 Člověk jako druh je členěn do několika populací (ras). Klasifikace není zcela jednotná, většinou se však popisují tři základní rasy - bílá, černá a mongoloidní. U zbarvení kůže se předpokládá, že rozdíly mezi populacemi se vyvinuly výběrem. Všichni lidoopi mají kůži tmavě pigmentovanou, tedy i u člověka byla zřejmě původně kůže jednotně tmavá. Přírodní selekce však v oblastech s nízkým slunečním svitem preferovala jedince se světlejší kůží, duhovkou a vlasy. Příčinou je skutečnost, že pro tvorbu vitaminu D z provitaminu je potřebné UV záření. Nedostatek vitaminu D zapříčiňuje poruchy kalcifikace kostí, rachitidu a mj. i deformace pánve, které výrazně ztěžují porod, což bylo u primitivních lidí silným selekčním faktorem. Také některé rozdíly v tělesné stavbě vznikly zřejmě vlivem přirozené selekce. Obr. 1: Fylogenie primátů Pro větší část rozdílů mezi rasami však neexistuje jiné vysvětlení, než že vznikly a upevnily se náhodným tlakem. Dále, přibližně 90% celkové genetické variability druhu Homo sapiens připadá na variabilitu uvnitř rasy a pouze 10% na variabilitu mezi rasami. Z těchto faktů jednoznačně vyplývá, že rasistické teorie založené na několika několika málo dobře pozorovatelných exterierových rozdílech, jako je barva kůže, tělesná stavba ap. nemají z genetického hlediska žádné opodstatnění. Odlišnost ras je možné kvantifikovat výpočtem genetických vzdáleností, který je založen na rozdílných frekvencích alel na polymorfních lokusech. Na základě této metody byla u člověka odhadnuta doba, před kterou došlo k oddělení černé rasy od euroasijských na 110 tis. let, k oddělení bílé a asijské rasy došlo před 40 tis. let (obr. 2). Obr. 2: Lidské rasy a doba jejich oddělení Kontrolní otázky 1/ charakterizujte stručně pojem fitness 2/ jaké fenotypy jsou v podmínkách přirozené selekce preferovány? 3/ uveďte typy selekce 4/ co je genetická homeostáze, uveďte příklad 5/ charakterizujte stručně genetickou zátěž
7 6/ vymezte pojem druh 7/ jaký je rozdíl mezi allopatrickými a sympatrickými populacemi? 8/ jaké jsou základní mechanismy reproduktivní izolace?
Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/
Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/28.0032 Genetika populací Studium dědičnosti a proměnlivosti skupin jedinců (populací)
VíceZáklady genetiky populací
Základy genetiky populací Jedním z významných odvětví genetiky je genetika populací, která se zabývá studiem dědičnosti a proměnlivosti u velkých skupin jedinců v celých populacích. Populace je v genetickém
VíceInovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/
Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/07.0354 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky Populační genetika (KBB/PG)
VíceCvičení č. 8. KBI/GENE Mgr. Zbyněk Houdek
Cvičení č. 8 KBI/GENE Mgr. Zbyněk Houdek Genové interakce Vzájemný vztah mezi geny nebo formami existence genů alelami. Jeden znak je ovládán alelami působícími na více lokusech. Nebo je to uplatnění 2
VíceInovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/
Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/07.0354 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky Populační genetika (KBB/PG)
VíceGenetika populací. KBI / GENE Mgr. Zbyněk Houdek
Genetika populací KBI / GENE Mgr. Zbyněk Houdek Genetika populací Populace je soubor genotypově různých, ale geneticky vzájemně příbuzných jedinců téhož druhu. Genový fond je společný fond gamet a zygot
VíceHardy-Weinbergův zákon - cvičení
Genetika a šlechtění lesních dřevin Hardy-Weinbergův zákon - cvičení Doc. Ing. RNDr. Eva Palátová, PhD. Ústav zakládání a pěstění lesů LDF MENDELU Brno Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním
VíceGenotypy absolutní frekvence relativní frekvence
Genetika populací vychází z: Genetická data populace mohou být vyjádřena jako rekvence (četnosti) alel a genotypů. Každý gen má nejméně dvě alely (diploidní organizmy). Součet všech rekvencí alel v populaci
VíceSelekce v populaci a její důsledky
Genetika a šlechtění lesních dřevin Selekce v populaci a její důsledky Doc. Ing. RNDr. Eva Palátová, PhD. Ústav zakládání a pěstění lesů LDF MENDELU Brno Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním
VíceDůsledky selekce v populaci - cvičení
Genetika a šlechtění lesních dřevin Důsledky selekce v populaci - cvičení Doc. Ing. RNDr. Eva Palátová, PhD. Ing. R. Longauer, CSc. Ústav zakládání a pěstění lesů LDF MENDELU Brno Tento projekt je spolufinancován
VíceCvičeníč. 9: Dědičnost kvantitativních znaků; Genetika populací. KBI/GENE: Mgr. Zbyněk Houdek
Cvičeníč. 9: Dědičnost kvantitativních znaků; Genetika populací KBI/GENE: Mgr. Zbyněk Houdek Kvantitativní znak Tyto znaky vykazují plynulou proměnlivost (variabilitu) svého fenotypového projevu. Jsou
VíceJak měříme genetickou vzdálenost a co nám říká F ST
Jak měříme genetickou vzdálenost a co nám říká F ST 1) Genetická vzdálenost a její stanovení Pomocí genetické rozmanitosti, kterou se populace liší, můžeme určit do jaké míry jsou si příbuznější jaká je
VíceMendelistická genetika
Mendelistická genetika Základní pracovní metodou je křížení křížení = vzájemné oplozování organizmů s různými genotypy Základní pojmy Gen úsek DNA se specifickou funkcí. Strukturní gen úsek DNA nesoucí
VícePropojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/
Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/28.0032 Genetika populací Studium dědičnosti a proměnlivosti skupin jedinců (populací)
VíceInovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/
Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/07.0354 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky Populační genetika (KBB/PG)
VíceGenetika populací. kvalitativních znaků
Genetika populací kvalitativních znaků Úroveň studia genetických procesů Molekulární - struktura a funkce nukleových kyselin Buněčná buněčné struktury s významem pro genetiku, genetické procesy na buněčné
VícePopulační genetika III. Radka Reifová
Populační genetika III Radka Reifová Genealogie, speciace a fylogeneze Genové genealogie Rodokmeny jednotlivých kopií určitého genu v populaci. Popisují vztahy mezi kopiemi určitého genu v populaci napříč
VícePropojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/
Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/28.0032 Mendelovská genetika - Základy přenosové genetiky Základy genetiky Gregor (Johann)
VíceInovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/
Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/07.0354 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky Populační genetika (KBB/PG)
Více1. Téma : Genetika shrnutí Název DUMu : VY_32_INOVACE_29_SPSOA_BIO_1_CHAM 2. Vypracovala : Hana Chamulová 3. Vytvořeno v projektu EU peníze středním
1. Téma : Genetika shrnutí Název DUMu : VY_32_INOVACE_29_SPSOA_BIO_1_CHAM 2. Vypracovala : Hana Chamulová 3. Vytvořeno v projektu EU peníze středním školám Genetika - shrnutí TL2 1. Doplň: heterozygot,
VíceEkologická společenstva
Ekologická společenstva Společenstvo Druhy, které se vyskytují společně v prostoru a čase Složená společenstva jsou tvořena dílčími společenstvy soubory druhů spojené s nějakým mikroprostředím nebo zdrojem
VíceInovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/
Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/..00/07.0354 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky Populační genetika (KBB/PG) Tento
VíceGenetika zvířat - MENDELU
Genetika zvířat Gregor Mendel a jeho experimenty Gregor Johann Mendel (1822-1884) se narodil v Heinzendorfu, nynějších Hynčicích. Během období, v kterém Mendel vyvíjel svou teorii dědičnosti, byl knězem
VíceInovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/
Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/07.0354 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky Populační genetika (KBB/PG)
VíceBiologie - Oktáva, 4. ročník (humanitní větev)
- Oktáva, 4. ročník (humanitní větev) Biologie Výchovné a vzdělávací strategie Kompetence k řešení problémů Kompetence komunikativní Kompetence sociální a personální Kompetence občanská Kompetence k podnikavosti
VíceBiologie - Oktáva, 4. ročník (přírodovědná větev)
- Oktáva, 4. ročník (přírodovědná větev) Biologie Výchovné a vzdělávací strategie Kompetence k řešení problémů Kompetence komunikativní Kompetence sociální a personální Kompetence občanská Kompetence k
Více"Učení nás bude více bavit aneb moderní výuka oboru lesnictví prostřednictvím ICT ". Základy genetiky, základní pojmy
"Učení nás bude více bavit aneb moderní výuka oboru lesnictví prostřednictvím ICT ". Základy genetiky, základní pojmy 1/75 Genetika = věda o dědičnosti Studuje biologickou informaci. Organizmy uchovávají,
VíceInovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/
Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/07.0354 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky Populační genetika (KBB/PG)
VíceDrift nejen v malých populacích (nebo při bottlenecku resp. efektu zakladatele)
Drift nejen v malých populacích (nebo při bottlenecku resp. efektu zakladatele) Nově vzniklé mutace: nová mutace většinou v 1 kopii u 1 jedince mutace modelovány Poissonovým procesem Jaká je pravděpodobnost,
VíceMetody studia historie populací
1) Metody studia genetické rozmanitosti komplexní fenotypové znaky, molekulární znaky. 2) Mechanizmy evoluce jak lze studovat evoluci a jak funguje mutace, přírodní výběr, genový posun a genový tok 3)
VíceDegenerace genetického kódu
AJ: degeneracy x degeneration CJ: degenerace x degenerace Degenerace genetického kódu Genetický kód je degenerovaný, resp. redundantní, což znamená, že dva či více kodonů může kódovat jednu a tutéž aminokyselinu.
VíceInovace studia molekulární a buněčné biologie
Inovace studia molekulární a buněčné biologie I n v e s t i c e d o r o z v o j e v z d ě l á v á n í reg. č. CZ.1.07/2.2.00/07.0354 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním
VíceWorld of Plants Sources for Botanical Courses
Speciace a extinkce Speciace Pojetí speciace dominuje proces, při němž vznikají nové druhy organismů z jednoho předka = kladogeneze, štěpná speciace jsou možné i další procesy hybridizace (rekuticulate
VíceGenetický polymorfismus
Genetický polymorfismus Za geneticky polymorfní je považován znak s nejméně dvěma geneticky podmíněnými variantami v jedné populaci, které se nachází v takových frekvencích, že i zřídkavá má frekvenci
VíceGenetika kvantitativních znaků
Genetika kvantitativních znaků Kvantitavní znaky Plynulá variabilita Metrické znaky Hmotnost, výška Dojivost Srstnatost Počet vajíček Velikost vrhu Biochemické parametry (aktivita enzymů) Imunologie Prahové
VíceTeorie neutrální evoluce a molekulární hodiny
Teorie neutrální evoluce a molekulární hodiny Teorie neutrální evoluce Konec 60. a začátek 70. let 20. stol. Ukazuje jak bude vypadat genetická variabilita v populaci a jaká bude rychlost evoluce v případě,
VíceInovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/
Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/..00/07.0354 Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky Populační genetika (KBB/PG) Tento
VíceProměnlivost organismu. Mgr. Aleš RUDA
Proměnlivost organismu Mgr. Aleš RUDA Faktory variability organismů Vnitřní = faktory vedoucí k proměnlivosti genotypu Vnější = faktory prostředí Příčiny proměnlivosti děje probíhající při meioze segregace
VícePopulace, populační dynamika a hmyzí gradace
Populace, populační dynamika a hmyzí gradace Zdeněk Landa sekce rostlinolékařství KRV ZF JU Populace definice Skupina jedinců téhož druhu Subjednotka druhu Odlišnosti populace od druhu: omezení areálem
VíceRegistrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0649
Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Název školy: Střední zdravotnická škola a Obchodní akademie, Rumburk, příspěvková organizace Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.0649
VícePopulační genetika a fylogeneze jedle bělokoré analyzována pomocí izoenzymových genových markerů a variability mtdna
Mendelova genetika v příkladech Populační genetika a fylogeneze jedle bělokoré analyzována pomocí izoenzymových genových markerů a variability mtdna Roman Longauer, Ústav zakládání a pěstění lesů, MENDELU
VíceMetody plemenitby. plemenitba = záměrné a cílevědomé připařování + rozmnožování zvířat zlepšování tvarových + především užitkových vlastností
Metody plemenitby plemenitba = záměrné a cílevědomé připařování + rozmnožování zvířat zlepšování tvarových + především užitkových vlastností Metody plemenitby využívající 1. podobnosti rodičů + jejich
VíceTypologická koncepce druhu
Speciace Co je to druh? Nebudu zde ani probírat různé definice pojmu druh. Žádná z nich až dosud neuspokojila všechny přírodovědce, ale každý přírodovědec zhruba ví, co míní tím, když mluví o druhu. (Charles
VíceTento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio CZ.1.07/2.2.00/
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio CZ.1.07/2.2.00/28.0018 Základy populační genetiky Osnova 1. Genetická struktura populace 2. Způsob reprodukce v
VíceChromosomy a karyotyp člověka
Chromosomy a karyotyp člověka Chromosom - 1 a více - u eukaryotických buněk uložen v jádře karyotyp - soubor všech chromosomů v jádře jedné buňky - tvořen z vláknem chromatinem = DNA + histony - malé bazické
VícePříbuznost a inbreeding
Příbuznost a inbreeding Příbuznost Přímá (z předka na potomka). Souběžná (mezi libovolnými jedinci). Inbreeding Inbrední koeficient je pravděpodobnost, že dva geny přítomné v lokuse daného jedince jsou
VíceKonzervační genetika INBREEDING. Dana Šafářová Katedra buněčné biologie a genetiky Univerzita Palackého, Olomouc OPVK (CZ.1.07/2.2.00/28.
Konzervační genetika INBREEDING Dana Šafářová Katedra buněčné biologie a genetiky Univerzita Palackého, Olomouc OPVK (CZ.1.07/2.2.00/28.0032) Hardy-Weinbergova rovnováha Hardy-Weinbergův zákon praví, že
VíceNauka o dědičnosti a proměnlivosti
Nauka o dědičnosti a proměnlivosti Genetika Dědičnost na úrovni nukleových kyselin molekulární buněk organismů populací Předávání vloh z buňky na buňku Předávání vlastností mezi jednotlivci Dědičnost znaků
VíceMgr. et Mgr. Lenka Falková. Laboratoř agrogenomiky. Ústav morfologie, fyziologie a genetiky zvířat Mendelova univerzita
Mgr. et Mgr. Lenka Falková Laboratoř agrogenomiky Ústav morfologie, fyziologie a genetiky zvířat Mendelova univerzita 9. 9. 2015 Šlechtění Užitek hospodářská zvířata X zájmová zvířata Zemědělství X chovatelství
VíceTaxonomický systém a jeho význam v biologii
Taxonomie Taxonomický systém a jeho význam v biologii -věda zabývající se tříděním organismů (druhů, rodů, ), jejich vzájemnou příbuzností a podobností. 3 úrovně: 1) charakteristika, pojmenování, vymezení
VíceGENETIKA 1. Úvod do světa dědičnosti. Historie
GENETIKA 1. Úvod do světa dědičnosti Historie Základní informace Genetika = věda zabývající se dědičností a proměnlivostí živých soustav sleduje variabilitu (=rozdílnost) a přenos druhových a dědičných
VícePaleogenetika člověka
Budeme se snažit najít odpověď na možná nejstarší otázku člověka: Kdo jsme a odkud pocházíme? Budeme se snažit najít odpověď na možná nejstarší otázku člověka: Kdo jsme a odkud pocházíme? Kdo je náš předek?
VíceZákladní pravidla dědičnosti
Mendelova genetika v příkladech Základní pravidla dědičnosti Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio CZ.1.07/2.2.00/28.0018 Mendelovy zákony dědičnosti
VíceEvoluce člověka a její modely
Evoluce člověka a její modely Evoluce člověka a její modely 1) Jak dlouho jsme na Zemi 2) Evoluce rodu Homo z genetického pohledu a možné scénáře zajímá nás, co se dělo v posledních 2 milionech let a jak
VíceEvoluce člověka a její modely
a její modely a její modely 2) z genetického pohledu a možné scénáře zajímá nás, co se dělo v posledních 2 milionech let a jak se to dělo (evoluce rodu Homo) přestože je to velmi krátké období v historii
VíceMetody studia historie populací. Metody studia historie populací
1) Metody studia genetické rozmanitosti komplexní fenotypové znaky, molekulární znaky. 2) Mechanizmy evoluce mutace, přírodní výběr, genový posun a genový tok 3) Anageneze x kladogeneze - co je vlastně
VíceOsnova přednášky volitelného předmětu Evoluční vývoj a rozmanitost lidských populací, letní semestr
Osnova přednášky volitelného předmětu Evoluční vývoj a rozmanitost lidských populací, letní semestr Evoluční teorie Základy evoluce, adaptace na životní podmínky - poskytuje řadu unifikujících principů
VíceObecná genetika a zákonitosti dědičnosti. KBI / GENE Mgr. Zbyněk Houdek
Obecná genetika a zákonitosti dědičnosti KBI / GENE Mgr. Zbyněk Houdek Důležité pojmy obecné genetiky Homozygotní genotyp kdy je fenotypová vlastnost genotypově podmíněna uplatněním páru funkčně zcela
Více"Učení nás bude více bavit aneb moderní výuka oboru lesnictví prostřednictvím ICT ". Molekulární základy genetiky
"Učení nás bude více bavit aneb moderní výuka oboru lesnictví prostřednictvím ICT ". Molekulární základy genetiky 1/76 GENY Označení GEN se používá ve dvou základních významech: 1. Jako synonymum pro vlohu
VíceZkoumání přírody. Myšlení a způsob života lidí vyšší nervová činnost odlišnosti člověka od ostatních organismů
Předmět: PŘÍRODOPIS Ročník: 9. Časová dotace: 1 hodina týdně Výstup předmětu Rozpracované očekávané výstupy Učivo předmětu Přesahy, poznámky Konkretizované tématické okruhy realizovaného průřezového tématu
VícePopulační genetika II
Populační genetika II 4. Mechanismy měnící frekvence alel v populaci Genetický draft (genetické svezení se) Genetický draft = zvýšení frekvence alely díky genetické vazbě s výhodnou mutací. Selekční vymetení
VíceGENETIKA POPULACÍ ŘEŠENÉ PŘÍKLADY
GENETIKA POPULACÍ ŘEŠENÉ PŘÍKLADY 5. Speciální případy náhodného oplození PŘÍKLAD 5.1 Testováním krevních skupin systému AB0 v určité populaci 6 188 bělochů bylo zjištěno, že 2 500 osob s krevní skupinou
VíceTeorie neutrální evoluce a molekulární hodiny
Teorie neutrální evoluce a molekulární hodiny Teorie neutrální evoluce Konec 60. a začátek 70. let 20. stol. Ukazuje jak bude vypadat genetická variabilita v populaci a jaká bude rychlost divergence druhů
Více3) Analýza mtdna mitochondriální Eva, kdy a kde žila. 8) Haploskupiny mtdna a chromozomu Y v ČR
Hledání našeho společného předkap 1) Jak to, že máme společného předka 2) Metodika výzkumu mtdna 3) Analýza mtdna mitochondriální Eva, kdy a kde žila 4) Problémy a názory proti 5) Analýza chromozomu Y
VíceGENETIKA Monogenní dědičnost (Mendelovská) Polygenní dědičnost Multifaktoriální dědičnost
GENETIKA vědecké studium dědičnosti a jejich variant studium kontinuity života ve vztahu ke konečné délce života individuálních organismů Monogenní dědičnost (Mendelovská) Polygenní dědičnost Multifaktoriální
VíceSchopnost organismů UCHOVÁVAT a PŘEDÁVAT soubor informací o fyziologických a morfologických (částečně i psychických) vlastnostech daného jedince
Genetika Genetika - věda studující dědičnost a variabilitu organismů - jako samostatná věda vznikla na počátku 20. století - základy položil J.G. Mendel již v druhé polovině 19. století DĚDIČNOST Schopnost
VíceZákladní genetické pojmy
Základní genetické pojmy Genetika Věda o dědičnosti a proměnlivosti organismů Používá především pokusné metody (např. křížení). K vyhodnocování používá statistické metody. Variabilita v rámci druhu Francouzský
VícePojem plemeno je používán pro rasy, které vznikly záměrnou činností člověka, např. plemena hospodářských zvířat.
POPULAČNÍ GENETIKA Populační genetika se zabývá genetickými zákonitostmi v definovaných souborech jedinců téhož druhu. Genetické vztahy uvnitř populace jsou komplikované, a proto se v populační genetice
VíceZesouladení ( sjednocení ) poznatků genetiky a evolucionistických teorií
Obecná genetika Zesouladení ( sjednocení ) poznatků genetiky a evolucionistických teorií Ing. Roman Longauer, CSc. Ústav zakládání a pěstění lesů, LDF MENDELU Brno Tento projekt je spolufinancován Evropským
VíceZáklady genetiky 2a. Přípravný kurz Komb.forma studia oboru Všeobecná sestra
Základy genetiky 2a Přípravný kurz Komb.forma studia oboru Všeobecná sestra Základní genetické pojmy: GEN - úsek DNA molekuly, který svojí primární strukturou určuje primární strukturu jiné makromolekuly
VíceMendelistická genetika
Mendelistická genetika Distribuce genetické informace Základní studijní a pracovní metodou v genetice je křížení (hybridizace), kterým rozumíme vzájemné oplozování jedinců s různými genotypy. Do konce
VíceCo víme o původu psa na základě analýzy DNA
Co víme o původu psa na základě analýzy DNA RNDr. Pavel Lízal, Ph.D. Přírodovědecká fakulta MU Ústav experimentální biologie Oddělení genetiky a molekulární biologie lizal@sci.muni.cz 1) Hypotéza o domestikaci
Více= oplození mezi biologicky příbuznými jedinci
= oplození mezi biologicky příbuznými jedinci Jestliže každý z nás má 2 rodiče, pak má 4 prarodiče, 8 praprarodičů... obecně 2 n předků tj. po 10 generacích 2 10 = 1024, po 30 generacích = 1 073 741 824
VíceGeografická variabilita
Geografická variabilita (teplota, fyziologický čas) Lucie Panáčková Geografická variabilita = výskyt rozdílů mezi prostorově oddělenými populacemi jednoho druhu Disjunktní- geograficky oddělené populace
VíceDědičnost pohlaví Genetické principy základních způsobů rozmnožování
Dědičnost pohlaví Vznik pohlaví (pohlavnost), tj. komplexu znaků, vlastností a funkcí, které vymezují exteriérové i funkční diference mezi příslušníky téhož druhu, je výsledkem velmi komplikované série
VíceDědičnost a pohlaví. KBI/GENE Mgr. Zbyněk Houdek
Dědičnost a pohlaví KBI/GENE Mgr. Zbyněk Houdek Dědičnost pohlavně vázaná Gonozomy se v evoluci vytvořily z autozomů, proto obsahují nejen geny řídící vznik pohlavních rozdílů i další jiné geny. V těchto
VíceMENDELOVSKÁ DĚDIČNOST
MENDELOVSKÁ DĚDIČNOST Gen Část molekuly DNA nesoucí genetickou informaci pro syntézu specifického proteinu (strukturní gen) nebo pro syntézu RNA Různě dlouhá sekvence nukleotidů Jednotka funkce Genotyp
VíceINTERAKCE NEALELNÍCH GENŮ POLYGENNÍ DĚDIČNOST
INTERAKCE NEALELNÍCH GENŮ POLYGENNÍ DĚDIČNOST I. ročník, letní semestr 13. týden 14. - 18.5.2007 Aleš Panczak, ÚBLG 1. LF a VFN Krátké opakování: Jednotková dědičnost podíl alel téhož genu (lokusu) při
VíceGenetické rozdíly mezi populacemi aneb něco o migracích a genovém toku. Genetické rozdíly mezi populacemi
Genetické rozdíly mezi populacemi Genetické rozdíly mezi populacemi 1) Genetická vzdálenost populací a její příčiny 3) Proč jsou subsaharské africké populace geneticky vzdálenější od populací ostatních?
VíceVýukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám
http://vtm.zive.cz/aktuality/vzorek-dna-prozradi-priblizny-vek-pachatele Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Eva Strnadová. Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz ;
VíceINTERAKCE NEALELNÍCH GENŮ POLYGENNÍ DĚDIČNOST
INTERAKCE NEALELNÍCH GENŮ POLYGENNÍ DĚDIČNOST I. ročník, letní semestr 13. týden 12. - 16.5.2008 Aleš Panczak, ÚBLG 1. LF a VFN Krátké opakování: Jednotková dědičnost podíl alel téhož genu (lokusu) při
VíceZákladní pravidla dědičnosti - Mendelovy a Morganovy zákony
Obecná genetika Základní pravidla dědičnosti - Mendelovy a Morganovy zákony Ing. Roman LONGAUER, CSc. Doc. RNDr. Ing. Eva PALÁTOVÁ, PhD. Ústav zakládání a pěstění lesů LDF MENDELU Brno Tento projekt je
VíceInovace studia molekulární a buněčné biologie
Investice do rozvoje vzdělávání Inovace studia molekulární a buněčné biologie Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky. Investice do rozvoje vzdělávání
VíceTento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio CZ.1.07/2.2.00/
Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio CZ.1.07/2.2.00/28.0018 ZÁKLADNÍ GENETICKÉ POJMY Genetika je nauka o dědičnosti a proměnlivosti znaků. Znakem se
VícePůsobení genů. Gen. Znak
Genové interakce Působení genů Gen Znak Dědičnost Potomek získává predispozice k vlastnostem z rodičovské buňky nebo organismu. Vlastnosti přenášené do další generace nemusí být zcela totožné s vlastnostmi
VíceGenetické určení pohlaví
Přehled GMH Seminář z biologie Genetika 2 kvalitativní znaky Genetické určení pohlaví Téma se týká pohlavně se rozmnožujících organismů s odděleným pohlavím (gonochoristů), tedy dvoudomých rostlin, většiny
VíceGenetika kvantitativních znaků. - principy, vlastnosti a aplikace statistiky
Genetika kvantitativních znaků Genetika kvantitativních znaků - principy, vlastnosti a aplikace statistiky doc. Ing. Tomáš Urban, Ph.D. urban@mendelu.cz Genetika kvantitativních vlastností Mendelistická
VíceCrossing-over. over. synaptonemální komplex
Genetické mapy Crossing-over over v průběhu profáze I meiózy princip rekombinace genetického materiálu mezi maternálním a paternálním chromosomem synaptonemální komplex zlomy a nová spojení chromatinových
VíceGeny p řevážně nepůsobí izolovan ě izolovan ale, v kontextu s okolním prostředím (vnitřním i vnějším) ě a v souladu souladu s ostatními g eny geny.
Genové interakce Geny převážně nepůsobí izolovaně, ale v kontextu s okolním prostředím (vnitřním i vnějším) a v souladu s ostatními geny. Genové interakce -intraalelické -interalelické A a intraalelické
VíceRozptyl a migrace. Petra Hamplová
Rozptyl a migrace Petra Hamplová Terminologie Rozptyl a migrace jsou dva nejčastější termíny k označení prostorových pohybů ROZPTYL Krátká vzdálenost Individuální Zpravidla bez návratu Nesměrované Nepravidelné
Více6. Kde v DNA nalézáme rozdíly, zodpovědné za obrovskou diverzitu života?
6. Kde v DNA nalézáme rozdíly, zodpovědné za obrovskou diverzitu života? Pamatujete na to, co se objevilo v pracích Charlese Darwina a Alfreda Wallace ohledně vývoje druhů? Aby mohl mechanismus přírodního
VíceNIKA A KOEXISTENCE. Populační ekologie živočichů
NIKA A KOEXISTENCE Populační ekologie živočichů Ekologická nika nároky druhu na podmínky a zdroje, které organismu umožňují přežívat a rozmnožovat se různé koncepce: Grinell (1917) stanovištní nika, vztah
VíceCrossing-over. Synaptonemální komplex. Crossing-over a výměna genetického materiálu. Párování homologních chromosomů
Vazba genů Crossing-over V průběhu profáze I meiózy Princip rekombinace genetického materiálu mezi maternálním a paternálním chromosomem Synaptonemální komplex Zlomy a nová spojení chromatinových řetězců
VíceRozvoj vzdělávání žáků karvinských základních škol v oblasti cizích jazyků Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.1.07/02.0162
Rozvoj vzdělávání žáků karvinských základních škol v oblasti cizích jazyků Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.1.07/02.0162 ZŠ Určeno pro Sekce Předmět Téma / kapitola Prameny 8. třída (pro 3. 9. třídy)
VíceMutace jako změna genetické informace a zdroj genetické variability
Obecná genetika Mutace jako změna genetické informace a zdroj genetické variability Doc. RNDr. Ing. Eva PALÁTOVÁ, PhD. Ing. Roman LONGAUER, CSc. Ústav zakládání a pěstění lesů LDF MENDELU Brno Tento projekt
VíceM A T U R I T N Í T É M A T A
M A T U R I T N Í T É M A T A BIOLOGIE ŠKOLNÍ ROK 2017 2018 1. BUŇKA Buňka základní strukturální a funkční jednotka. Chemické složení buňky. Srovnání prokaryotické a eukaryotické buňky. Funkční struktury
VíceHodnocení plemenných + chovných + užitkových prasat
Hodnocení plemenných + chovných + užitkových prasat Metodické pokyny SCHP Hodnocení plemenných prasat Cíl hodnocení stanovit předpoklad využití zvířat v plemenitbě k dalšímu šlechtění populace k masovému
VíceVARIABILITA ČLOVĚKA AFRIKA KOLÉBKA LIDSKÉ CIVILIZACE
VARIABILITA ČLOVĚKA Lidé se navzájem od sebe v mnoha faktorech liší (barva pleti, výška, stavba těla, barva a struktura vlasů,.), ale vždy tomu tak nebylo. Důvodem těchto změn je neustálá nutnost se přizpůsobovat
VíceDeoxyribonukleová kyselina (DNA)
Genetika Dědičností rozumíme schopnost rodičů předávat své vlastnosti potomkům a zachovat tak rozličnost druhů v přírodě. Dědičností a proměnlivostí jedinců se zabývá vědní obor genetika. Základní jednotkou
VíceGenetika mnohobuněčných organismů
Genetika mnohobuněčných organismů Metody studia dědičnosti mnohobuněčných organismů 1. Hybridizační metoda představuje systém křížení, který umožňuje v řadě generací vznikajících pohlavní cestou zjišťovat
Více