Speciace neboli vznik druhů. KBI/GENE Mgr. Zbyněk Houdek

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Rozměr: px
Začít zobrazení ze stránky:

Download "Speciace neboli vznik druhů. KBI/GENE Mgr. Zbyněk Houdek"

Transkript

1 Speciace neboli vznik druhů KBI/GENE Mgr. Zbyněk Houdek

2 Co je to druh? Druh skupina org., které mají společné určité znaky. V klasické taxonomii se jedná pouze o fenotypové znaky. V evoluční g. je druh definován na základě sdílení genového fondu. Skupina křížících se org., která si nevyměňuje geny s jinými skupinami org. Každý druh je reprodukčně izolovaný od všech ostatních druhů org. Org. mohou mít různé fenotypové znaky, ale nemusejí být reprodukčně izolovány.

3 Prezygotický izolační mechanismus Tento mechanismus brání org. odlišných skupin vytvářet hybridní potomstvo. Preference stanoviště 2 populace obývající stejnou oblast, ale různá stanoviště - nemusejí se ani setkat. Různé období rozmnožování. Postzygotický izolační mechanizmus naopak brání vzniklému hybridnímu potomstvu předávat geny dále. Tyto mechanismy působí až po vzniku hybridních zygot, např. snížením životnosti hybrida nebo tento jedinec nedosáhne reprodukčního věku.

4 Způsoby speciace Klíčovou úlohu při vzniku druhů hraje rozdělení populace org. na 1 nebo více subpopulací, které se stávají reprodukčně izolované. Izolace subpopulací na základě geografického rozdělení (subpopulce se samy nezávisle geneticky vyvíjejí a po jejich dalším spojení už jsou jedinci neschopní se vzájemně křížit) alopatrická speciace.

5 Sympatrická speciace K vývoji subpopulací dochází i bez geografického oddělení např. na základě ekologické nebo potravní specializace sympatrická speciace. Evoluce reprodukční izolace trvá stovky tisíců let její studium je obtížné a k jejímu odhalení dochází většinou až po vytvoření nových druhů (post factum).

6 Genové inženýrství, biotechnologie a genová terapie

7 Mikroorganismy a biotechnologie Vláknité bakterie (aktinomycety): Streptomyces, Microspora antibiotika. Houby: Aspergillus, Penicillium, Mucor, Rhizopus a kvasinky. Viry: z produkčního hlediska méně významné, ale využití jako vektory při genových manipulacích.

8 Fúze buněk a protoplastů Protože procento přirozeně vzniklých rekombinantů (hybridů) je omezené, tak se užívá indukovaná fůze bb. nebo protoplastů. Fůze protoplastů metodou mikroinjekce mikropipetou vložíme b. obsah nebo protoplast do jiné b. (můžeme vložit DNA, chromozómy, RNA). Podobně si můžeme představit elektroporaci, kdy se pro fůzi bb. používá elektrický proud (vytvoří póry v membráně). Fúzí buněk můžeme získat mikroorganismus, který rychle poroste a bude mít vysokou produkci požadované látky nebo podobné látky. Např. fúzí Streptomyces rimosus (atb. kanamycin) + Streptomyces kanamyceticus (atb. kanamycin) rekombinanta prodující neomycin.

9 Vektory Plazmidové vektory kruhové uzavřené extrachromozomální částice DNA (2-250 genů) v cytoplazmě nebo intergrované do chromozómu. Fágové v. odvozené např. od bakteriofága λ z Escherichia coli nebo z aktinofága θ C31 ze Streptomyces lividans delecí nereplikačních genů a jejich náhradou za stejně velké vnesené geny. Kosmidové v. hybridní vektory mezi fágem λ a plazmidem umožňují klonování velmi dlouhých frgementů DNA (využití při tvorbě genových knihoven).

10 Genové inženýrství Zabývá se vytvářením umělých kombinací genů nebo přípravou pozměněných nebo zcela nových genů a jejich zaváděním do genomu organizmů s cílem změnit nebo doplnit jejich genetickou výbavu. Gen který je takto upravený a přenášený se nazývá transgen transgenní organismus (geneticky modifikovaný org.). Proces vytvářen ení transgenních org.. se pak nazývá transgenoze.

11 Transgenní mikroorganismy Transgeny jsou vnášeny do bakterií pomocí transformace za pomoci chloridu vápenatého a vyhladovění. Tvorba důležitých sloučenin (enzymy, antibiotika, organické kyseliny, aminokyseliny nebo vitamíny, hormony). Např. lidský inzulin nejprve se gen izoluje z dárcovského org.. a pomocí vektoru se přenese do hostitelských bb., kde je produkt vytvářen (bakterie, kvasinky).

12 Transgenní rostliny Pro přenos transgenů do rostlin se často používají bakterie rodu Agrobacterium,, které mají schopnost napadat poraněné rostliny a přenášet do nich gen. informaci. Jedná se především o geny, které zvyšují výnosy nebo vedou k vyšší kvalitě plodů a semen, odolnost vůči škůdcům, virovým, bakteriálním nebo houbovým chorobám. Obiloviny, kukuřice, rýže, sója, zelenina a řepka olejná (výroba bionafty).

13 Transgenní živočichové Transgeny se vnášejí do bb. pěstovaných v kultuře (in( vitro) ) nebo do vajíček a časných zárodků různými postupy: Transfekce, kdy je do buněk vnášena volná DNA za podpory vhodných látek (fosforečnan vápenatý). Elektroporace, kdy se DNA do bb. dostává pomocí el. impulzu o vysokém napětí. Lipofekce využívají, že DNA je nejprve obalena vrstvou syntetických lipidů a tyto částice pak splynou s buněčnou mem. Mikroinjekce je postup častý pro vajíčka a časné zárodky.

14 Transgenní savci Pro přenos transgenů se využívají vektory ( přenašeči ), které jsou odvozeny od živočišných virů nebo mikroinjekce. U savců se využívá přenos DNA právě do vajíček a časných zárodků. Modelovým organismem je myš. Do vajíčka myši je vnesena DNA a následuje kultivace do stádia moruly až blastuly in vitro náhradní matka transgenní myš. Vytvářen ení modelů genetických chorob lidí.

15 Další využití transgenních zvířat Jsou to zvířata s lepšími užitkovými vlastnostmi prasata s nižší ším m obsahem tuku v mase, ovce s výhodnější ším m složen ení vlny nebo drůbe beže e s kvalitnější šími vajíčky. Za perspektivu transgenních zvířat se považuje získávání významných farmakologických látek l z jejich mléka, moči i nebo krve (ovce s lidským srážec ecím m faktorem krve v mléce léčba hemofilie).

16 Klonování živočichů Klon je soubor identických bb. nebo org. nepohlavně odvozených ze společného předka. Separace blastomer: rozdělením vyvíjejícího se velmi časného embrya (2-4 bb.) příjemci (náhradní matky) geneticky shodné klony. Přenos jader: umělé odstranění jádra z původního vajíčka a jeho nahrazení jádrem b. (embryonální, fetální nebo somatické) jiného jedince téhož druhu náhradní matka klon. Klonování tímto postupem bylo provedeno u hmyzu, obojživelníků a savců.

17 Genová terapie Jejím cílem je oprava poruch genetické informace, které jsou příčinou dědičných a nádorových chorob. Z etických důvodů se vnášení genů provádí jen do somatických bb. lidí. Tato léčba se může provádět buď ve vyjmutých bb. pacienta a pak se vrátí zpět (většina případů). Genová terapie je prováděna přímo v těle pacienta.

18 Současná genová terapie Jelikož většina genetických poruch má komplexní charakter, tak je zatím proveditelná pouze u chorob s defektem v 1 genu. Příklady nemocí vhodných pro genovou terapii: fenylketonurie (fyzická i psychická retardace, četnost 1/12000), hemofilie A+B (krvácivost a porucha srážení krve, 1/10 6 u mužů), familiární hypercholesterolemie (předčasná ateroskleróza cév, 1/500), Duchennova svalová distrofie (svalová ochablost, 1/3000 u mužů).

19 Požadavky na úspěšnou genovou terapii in vitro Musí být k dispozici vhodné cílové buňky: Z těla pacienta se dobře vyjmou. in vitro se dobře kultivují. Snadno se s nimi manipuluje. Lze je přenést zpět do těla pacienta ve funkčním stavu. Všechny tyto podmínky splňují právě bb. kostní dřeně a to především nediferencované kmenové bb.

20 Genová terapie nádorů Se zaměřuje na produkci nádorového nekrotického faktoru α, což je protein, který u myší vyvolává úbytek nádorů. Tato forma léčby byla vyzkoušena i 35 pacientek, ale výsledek byl negativní. Pro přenos genů se jako vektory používají upravené retroviry.

21 Hlavní strategie genové terapie Strategie zvýšeného počtu genů se používá u autozomálně recesivních chorob a znamená zavedení několika alel funkčního genu zvýšen ené množstv ství žádané látky. Cílené přímé a nepřímé usmrcení specifických bb., což se používá u léčenl ení nádorů.. Do nádorových n buněk k se zavedou geny, jejichž exprese způsob sobí jejich smrt.

22 Cílená oprava mutace V tomto případě by bylo nejvýhodnější vyměnit poškozenou alelu genu za jeho funkční alelu,, což je v principu možné, ale zatím obtížně proveditelné.

23 Cílená inhibice genové exprese Opět se jedná o léčbu nádorových bb. u nichž se jedná o nevhodnou expresi genu. Zastavení exprese genu na úrovni translace vazbou protismyslného oligonukleotidu nebo specifické protismyslné RNA na mrna cílového genu. Zastavení exprese genu na úrovni translace rybozymem,, který štěpí mrna cílového genu.

24 Perspektivy genové terapie Celosvětově bylo povoleno několik set protokolů v rámci genové terapie a jednalo se především o léčbu rakoviny, monogenních dědičných chorob a prevence infekčních chorob (AIDS). Celkové výsledky dosavadních pokusů prokázaly, že genová terapie i když v posledních letech udělala velký krok vpřed, tak bude nutné překonat ještě mnoho problémů k jejímu hromadnému použití.

25 Substituční terapie Genový produkt (např. hormon) je zaváděn do pacienta z vnějška. Do pacienta jsou vneseny bb., které ho produkují z vhodného dárce (transplantace kostní dřeně). Pak hrozí imunologická reakce příjemce na cizí transplantovaný orgán. K této reakci u genové terapie nedochází.

Kmenové buňky, jejich vlastnosti a základní členění

Kmenové buňky, jejich vlastnosti a základní členění Kmenové buňky, jejich vlastnosti a základní členění O kmenových buňkách se v současné době mluví velmi často v nejrůznějších souvislostech. Je do nich vkládána naděje, že s jejich pomocí půjde vyléčit

Více

Láska, sex a něžnosti

Láska, sex a něžnosti ČESKÁ ZEMĚDĚLSKÁ UNIVERZITA V PRAZE ÚSTŘEDNÍ KOMISE BIOLOGICKÉ OLYMPIÁDY Vojtech Baláž, Alena Balážová, Jan Fíla, Filip Kolář, Michael Mikát Láska, sex a něžnosti v říši živočichů a rostlin Biologická

Více

Molekulární základ dědičnosti

Molekulární základ dědičnosti Molekulární základ dědičnosti Dědičná informace je zakódována v deoxyribonukleové kyselině, která je uložena v jádře buňky v chromozómech. Zlomovým objevem pro další rozvoj molekulární genetiky bylo odhalení

Více

Jak (ne)funguje imunitní systém

Jak (ne)funguje imunitní systém Jak (ne)funguje imunitní systém věda kolem nás co to je 8 Historie Ústavu molekulární genetiky AV ČR, v. v. i. (ÚMG) se odvíjí od Oddělení experimentální biologie a genetiky Biologického ústavu ČSAV, jehož

Více

Druh jako základní článek evoluce rostlin, speciace

Druh jako základní článek evoluce rostlin, speciace Druh jako základní článek evoluce rostlin, speciace Ivana Doležalová Osnova přednášky: Nominalistické a realistické pojetí druhu Definice druhu RIM Inkompatibilita a její typy Speciace pozvolná a saltační

Více

Program. na podporu zdravotnického aplikovaného výzkumu. a vývoje. na léta 2015 2022

Program. na podporu zdravotnického aplikovaného výzkumu. a vývoje. na léta 2015 2022 Program na podporu zdravotnického aplikovaného výzkumu a vývoje na léta 2015 2022 Obsah 1. Název Programu... 3 2. Právní rámec Programu... 3 3. Poskytovatel... 3 4. Identifikační kód Programu... 4 5. Doba

Více

Vznik živé přírody - stvoření nebo evoluce?

Vznik živé přírody - stvoření nebo evoluce? UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE Katolická teologická fakulta Jaroslav Jirásek Vznik živé přírody - stvoření nebo evoluce? Diplomová práce Vedoucí diplomové práce: Prof. ThDr. Václav Wolf PRAHA 2002 Obsah: 1

Více

1. Základní biochemické procesy v organismech probíhají: A A) stejně B) odchylně C) výjimečně D) často

1. Základní biochemické procesy v organismech probíhají: A A) stejně B) odchylně C) výjimečně D) často 1. Základní biochemické procesy v organismech probíhají: A A) stejně B) odchylně C) výjimečně D) často 2. Jako metabolismus označujeme: A A) přeměnu látek a energií B) syntézu organických látek C) schopnost

Více

JAK A PROČ VÝŽIVA OVLIVŇUJE ZDRAVÍ

JAK A PROČ VÝŽIVA OVLIVŇUJE ZDRAVÍ JAK A PROČ VÝŽIVA OVLIVŇUJE ZDRAVÍ Zdravotní tvrzení na potravinách Kritéria zdraví Ochrana organismu Hlavní složky stravy Zdravotní tvrzení 1 JAK A PROČ VÝŽIVA OVLIVŇUJE ZDRAVÍ / Zdravotní tvrzení na

Více

Dana Koubová. Využití hub v biologické ochraně rostlin proti škůdcům

Dana Koubová. Využití hub v biologické ochraně rostlin proti škůdcům Dana Koubová Využití hub v biologické ochraně rostlin proti škůdcům Využití hub v biologické ochraně rostlin proti škůdcům Dana Koubová V přírodě se vyskytuje relativně velký počet hub z různých taxonomických

Více

Základní kurz buněčné medicíny. Co byste měli vědět o mikroelementech a o práci našeho institutu

Základní kurz buněčné medicíny. Co byste měli vědět o mikroelementech a o práci našeho institutu Základní kurz buněčné medicíny Co byste měli vědět o mikroelementech a o práci našeho institutu první stupeň Cíle kurzu / I / 1. Nemoci vznikají na úrovni buněk 2. Nedostatek bioenergie v buňkách je nejčastější

Více

- 1 - Zemědělské systémy I. zkouška

- 1 - Zemědělské systémy I. zkouška Zemědělské systémy I. zkouška Živočišná výroba 1. Druh a plemeno zvířat 2. Genové rezervy zvířat 3. Šlechtění zvířat 4. Plodnost 5. Domestikace a fylogenie 6. Etologie a welfare 7. Plemena 8. Současný

Více

Roční zpráva o činnosti za rok 2006

Roční zpráva o činnosti za rok 2006 Roční zpráva o činnosti za rok 2006 Zpracovatel: Mikrobiologický ústav AV ČR, v. v. i. Vídeňská 1083 142 20 Praha 4 - Krč IČ: 61388971 tel.: 296441111 fax: 244472271 e-mail: mbu@biomed.cas.cz http://www.biomed.cas.cz/mbu

Více

Jak dál po léčbě lymfomu. Informační příručka pro pacienty

Jak dál po léčbě lymfomu. Informační příručka pro pacienty Jak dál po léčbě lymfomu Informační příručka pro pacienty Kolektiv autorů, pacientské sdružení Lymfom Help, 2010 Jak dál po léčbě lymfomu Informační příručka pro pacienty Kolektiv autorů, pacientské sdružení

Více

JAK SE RODÍ LÉK, ANEB VYBRANÉ ASPEKTY VÝZKUMU A VÝVOJE

JAK SE RODÍ LÉK, ANEB VYBRANÉ ASPEKTY VÝZKUMU A VÝVOJE JAK SE RDÍ LÉK, AEB VYBRAÉ ASPEKTY VÝZKUMU A VÝVJE CHEMICKÝCH LÉČIV STAISLAV RÁDL Zentiva Výzkumný ústav pro farmacii a biochemii, U kabelovny 130, 10201 Praha 10 stanislav.radl@zentiva.cz Došlo 8.7.04,

Více

NÁRODNÍ PROGRAM KONZERVACE A VYUŽÍVÁNÍ GENETICKÝCH ZDROJŮ ROSTLIN, ZVÍŘAT A MIKROORGANISMŮ VÝZNAMNÝCH PRO VÝŽIVU A ZEMĚDĚLSTVÍ

NÁRODNÍ PROGRAM KONZERVACE A VYUŽÍVÁNÍ GENETICKÝCH ZDROJŮ ROSTLIN, ZVÍŘAT A MIKROORGANISMŮ VÝZNAMNÝCH PRO VÝŽIVU A ZEMĚDĚLSTVÍ NÁRODNÍ PROGRAM KONZERVACE A VYUŽÍVÁNÍ GENETICKÝCH ZDROJŮ ROSTLIN, ZVÍŘAT A MIKROORGANISMŮ VÝZNAMNÝCH PRO VÝŽIVU A ZEMĚDĚLSTVÍ Ministerstvo zemědělství, Praha 1, Těšnov 17 Č.j.: 20139/2006-13020 Ministerstvo

Více

TROMBOCYTY V NETRANSFUZNÍCH APLIKACÍCH

TROMBOCYTY V NETRANSFUZNÍCH APLIKACÍCH Společnost pro bioimplantologii ČLS JEP, Krajská nemocnice Liberec, a.s., Transfuzní oddělení a Oddělení plastické a estetické chirurgie Fakultní nemocnice Olomouc pořádají PRACOVNÍ DEN TROMBOCYTY V NETRANSFUZNÍCH

Více

16 kapitol o laktátu, 3 diskusní kapitoly

16 kapitol o laktátu, 3 diskusní kapitoly 16 kapitol o laktátu, 3 diskusní kapitoly 1. Laktát 2. Základní terminologie a koncepty 3. Laktát a energetické systémy 4. Důvody pro laktátové testování 5. Principy laktátového testování 6. Laktátový

Více

1. VZNIK A VÝVOJ MNOHOBUNĚČNÝCH ŽIVOČICHŮ, RÝHOVÁNÍ ZYGOTY KOPINATCE, TKÁNĚ

1. VZNIK A VÝVOJ MNOHOBUNĚČNÝCH ŽIVOČICHŮ, RÝHOVÁNÍ ZYGOTY KOPINATCE, TKÁNĚ 1. VZNIK A VÝVOJ MNOHOBUNĚČNÝCH ŽIVOČICHŮ, RÝHOVÁNÍ ZYGOTY KOPINATCE, TKÁNĚ 1.1. Živočišná buňka Obecné znaky buňky Definice buňky Buňka ( cellula, cyton) je základní stavební a funkční jednotka všech

Více

Antioxidační vlastnosti naklíčených semen. Bc. Silvie Zerzáňová, DiS.

Antioxidační vlastnosti naklíčených semen. Bc. Silvie Zerzáňová, DiS. Antioxidační vlastnosti naklíčených semen Bc. Silvie Zerzáňová, DiS. Diplomová práce 2011/2012 ABSTRAKT Diplomová práce se v teoretické části zabývá charakteristikou a vlastnostmi luštěnin a olejnin.

Více

GYMNÁZIUM JAKUBA ŠKODY

GYMNÁZIUM JAKUBA ŠKODY GYMNÁZIUM JAKUBA ŠKODY Ročníková práce z biologie Vznik života na Zemi Zpracoval: Štěpán Hlavička, IV.A Přerov 2005 Obsah: 1 Úvod a cíle... 3 2 Teoretická a metodická část... 3 3 Vznik života na Zemi...

Více

Výzkumný ústav veterinárního lékařství, v.v.i.

Výzkumný ústav veterinárního lékařství, v.v.i. Výzkumný ústav veterinárního lékařství, v.v.i. Výzkumný ústav veterinárního lékařství, v.v.i. ÚVODNÍ SLOVO Rok 2012 byl v historii Výzkumného ústavu veterinárního lékařství (VÚVeL) rokem řady změn. Tyto

Více

PŘÍLOHA I SOUHRN ÚDAJŮ O PŘÍPRAVKU

PŘÍLOHA I SOUHRN ÚDAJŮ O PŘÍPRAVKU PŘÍLOHA I SOUHRN ÚDAJŮ O PŘÍPRAVKU 1 1. NÁZEV PŘÍPRAVKU Cerezyme 200 jednotek Prášek na přípravu koncentrátu pro infúzní roztok. 2. KVALITATIVNÍ A KVANTITATIVNÍ SLOŽENÍ Každá lahvička s přípravkem Cerezyme

Více

(Nelegislativní akty) NAŘÍZENÍ

(Nelegislativní akty) NAŘÍZENÍ 31.7.2014 Úřední věstník Evropské unie L 227/1 II (Nelegislativní akty) NAŘÍZENÍ NAŘÍZENÍ KOMISE V PŘENESENÉ PRAVOMOCI (EU) č. 807/2014 ze dne 11. března 2014, kterým se doplňují některá ustanovení nařízení

Více

Národní strategický plán

Národní strategický plán Národní strategický plán pro oblast rybářství na období 2007 2013 ČESKÁ REPUBLIKA červenec 2007 Materiál pro jednání vlády ČR Obsah O B S A H str. 2 1. Obecný popis odvětví 3 2. SWOT analýza odvětví a

Více

RESORTNÍ PROGRAM VÝZKUMU A VÝVOJE MINISTERSTVA ZDRAVOTNICTVÍ III. (RPV III.)

RESORTNÍ PROGRAM VÝZKUMU A VÝVOJE MINISTERSTVA ZDRAVOTNICTVÍ III. (RPV III.) RESORTNÍ PROGRAM VÝZKUMU A VÝVOJE MINISTERSTVA ZDRAVOTNICTVÍ III. (RPV III.) Obsah: 1. Východiska programu.. 1 2. Cíle programu 7 3. Termín a vyhlášení a doba trvání programu.. 9 4. Základní struktura

Více

STRATEGICKÉ ŘÍZENÍ BEZPEČNOSTI STRATEGIC SAFETY MANAGEMENT

STRATEGICKÉ ŘÍZENÍ BEZPEČNOSTI STRATEGIC SAFETY MANAGEMENT PŘÍSPĚVKY THE SCIENCE FOR POPULATION PROTECTION 2/2013 STRATEGICKÉ ŘÍZENÍ BEZPEČNOSTI STRATEGIC SAFETY MANAGEMENT Dana PROCHÁZKOVÁ prochazkova@fd.cvut.cz Došlo 27. 3. 2013, upraveno 7. 6. 2013, přijato

Více

D.3.4.3, WP 3. This Project (Contract No. IEE/09/848/SI2.558364) is supported by:

D.3.4.3, WP 3. This Project (Contract No. IEE/09/848/SI2.558364) is supported by: IEE Project BiogasIN Materiál pro Českou republiku Seminář pro administrativní sektor o realizaci projektů výroby a využití bioplynu D.3.4.3, WP 3 Česká bioplynová asociace, o.s. (CzBA) Za přispění Henning

Více

ÚVOD VEDENÍ VÚŽV, V.V.I. 4 UDÁLOSTI 2014 5 VÝZKUM 2014 13 ODBORNÉ ČINNOSTI 39 EXPERIMENTÁLNÍ ZÁKLADNA - ÚČELOVÉ HOSPODÁŘSTVÍ 42

ÚVOD VEDENÍ VÚŽV, V.V.I. 4 UDÁLOSTI 2014 5 VÝZKUM 2014 13 ODBORNÉ ČINNOSTI 39 EXPERIMENTÁLNÍ ZÁKLADNA - ÚČELOVÉ HOSPODÁŘSTVÍ 42 1 ÚVOD VEDENÍ VÚŽV, V.V.I. 4 UDÁLOSTI 2014 5 VÝZKUM 2014 13 ODBORNÉ ČINNOSTI 39 EXPERIMENTÁLNÍ ZÁKLADNA - ÚČELOVÉ HOSPODÁŘSTVÍ 42 SMLUVNÍ VÝZKUM A EXPERIMENTÁLNÍ SPOLUPRÁCE 47 ÚSPĚŠNĚ DOKONČENÁ DOKTORSKÁ

Více