Výuka genetiky na PřF OU K. MALACHOVÁ

Transkript

1 Výuka genetiky na PřF OU K. MALACHOVÁ

2 KATEDRA BIOLOGIE A EKOLOGIE BAKALÁŘSKÉ STUDIJNÍ PROGRAMY Experimentální Systematická Aplikovaná (prezenční, kombinovaná) Jednooborová Dvouoborová

3 KATEDRA BIOLOGIE A EKOLOGIE MAGISTERSKÉ STUDIJNÍ PROGRAMY Experimentální Systematická Jednooborová Dvouoborová DOKTORSKÝ STUDIJNÍ Biologie PROGRAM

4 Genetika v bakalářském studiu program Experimentální název Molekulární a genetika Molekulární Roč./ semestr 1/ZS př. /cv. /s. kredity 2/3/0 8 2/2/0 6 ukonče ní Genetika 2/LS 2/2/0 5 Systematická Molekulární a genetika 2 /ZS 2/3/0 8 Aplikovaná Molekulární a genetika 2 /ZS 2/3/0 8 Dvouoborová Molekulární a genetika 2 /ZS 2/2/0 5

5 Molekulární a genetika v Bc. ANOTACE předmětu Cílem předmětu je, aby student získal nezbytné poznatky týkající se molekulárního základu živé hmoty, podstaty jednoty a diferenciace živé hmoty. Osvojil si základní zákonitosti dědičnosti a proměnlivosti. Naučil se správně užívat pojmový aparát oboru, byl připraven aplikovat získané vědomosti v širokém okruhu biologických jevů a byl schopen pochopit a kvalifikovaně interpretovat nové poznatky oboru. Důraz je kladen na osvojení si poznatků v obecné rovině a pochopení vývoje a perspektiv molekulární a genetiky. PROGRAM 1. Segregace a kombinace vloh. 2. Genové interakce. 3. Vazba vloh. 4. Dědičnost a pohlaví. 5. Úvod do populační genetiky. 6. Polygeny, genetika kvantitativních znaků. 7. Biogenní prvky, typy buněk, rozdíly ve struktuře prokaryotických a eukaryotických b. 8. Struktura proteinů, nukleových kyselin. 9. Replikace DNA. 10. Exprese genů (transkripce). 11. Exprese genů II (translace). 12. Buněčný cyklus, mitóza, meióza, apoptóza.

6 Genetika v magisterském studiu program název Roč./ semestr př. /cv. /s. kredity ukončení Experimentální Systematická Genotoxikologie Vývojová genetika Cytogenetika Genetika mikroorganismů Struktura nukleových kyselin Aplikovaná genetika Pokročilé metody v molek.bi Základy gen. inženýrství Molekulární Genetika 1/ZS 1/ZS 2/ZS 2/LS 2/LS 2/2/0 2/0/0 1/1/0 2/1/0 3/0/0 2/0/2 1/4/0 2/0/1 2/2/0 2/2/ ZP ZP ZP ZP Dvouoborová Molekulární Genetika 2/2/0 2/2/0 5 6

7 Genetika v Nmgr. (Exper. Bi v Bc.) ANOTACE předmětu Předmět navazuje na znalosti z obecné. Prohlubuje poznatky o dědičnosti a proměnlivosti. Na různých úrovních objasňuje příčiny a důsledky dědičných změn. Pozornost je věnována vzniku a významu polymorfismu v populacích, objasnění polygenní dědičnosti, dědičnosti ve vazbě na pohlaví, příčinám a důsledkům mutageneze a karcinogeneze. Uvádí do problematiky genetiky bakterií a virů, charakterizuje zvláštnosti genetiky rostlin, živočichů a člověka. Učí studenty chápat poznatky v interdisciplinárních souvislostech. PROGRAM 1. Úvod. Polymorfismus. Biometrika v genetice. 2. Genetické mapování I, metody a perspektivy využití poznatků v biologických oborech. 3. Dědičnost a pohlaví. 4. Úvod do lékařské genetiky a genetického poradenství. 5. Mutageneze I - podstata mutačních změn, jejich typy a důsledky. 6. Mutageneze II ; Imprinting genů a dynamické mutace. 7. Polygenní a multifaktoriální dědičnost. 8. Analýza faktorů působících na dědičnost v populacích I. 9. Analýza faktorů působících na dědičnost v populacích II. 10. Základy imunogenetiky.

8 Molekulární genetika v Nmgr. (Exper. Bi v Bc.) ANOTACE předmětu Předmět navazuje na molekulárně-biologickou část předmětu "Obecná " v bakalářském studiu. Zaměřuje se na rozšíření vědomostí studentů o další molekulární mechanismy hrající roli v biologické evoluci a vzniku genetické rozmanitosti. Cílem je, aby si student rozšířil poznatky o molekulární podstatě živé hmoty, jak se fyzikální a chemické vlastnosti biomakromolekul odrážejí v jejich biologických funkcích a jak jsou tyto biologické vlastnosti koordinovány na úrovni buněk a organismů. PROGRAM 1. Struktura a replikace eukaryotického genomu. 2. Exprese eukaryotického genomu. 3. Regulace genové exprese. 4. Molekulární podstata mutací. 5. Mechanismy reparace poškozené DNA. 6. Rekombinace. 7. Molekulární podstata transpozice. 8. Molekulární mechanismy buněčné signalizace. 9. Buněčný cyklus a jeho regulace. 10. Molekulární podstata kancerogeneze. 11. Molekulární podstata získané imunity I. 12. Základní metody molekulární.

9 Struktura nukleových kyselin Nmgr. (Exper. Bi) PROGRAM 1.Chemická reaktivita NK. Hydrolýza NK. Mutageny, karcinogeny, protinádorově účinné látky. Interakce DNA s UV a ionizujícím zářením. Chemické strukturní sondy. 2. Nekovalentní interakce DNA s malými molekulami. Iontové interakce, vazba do žlábku, interkalace. Bisinterkalátory, "provlékající se" (threading) interkalátory, metalointerkalátory. Přenos náboje/elektronů zprostředkovaný dvoušroubovicí DNA. Využití interkalátorů a látek vázajících se do žlábku; chemické nukleázy. 3. Interakce DNA s proteiny. Principy, funkční skupiny DNA a proteinů zprostředkující vzájemné interakce. Nespecifické a sekvenčně specifické interakce. Příklady sekvenčně specifických interakcí (např. helix-otáčka-helix, zinkové domény). HMG proteiny. Mechanismus interakce restrikčních endonukleáz s DNA. Základní metody studia interakcí bílkovin s DNA; EMSA, imuno-techniky, footprinting DNA. 4. Enzymy účastnící se metabolismu NK. DNázy, RNázy, polynukleotidfosforyláza. Endonukleázy rozpoznávající jednořetězcové NK, enzymy účastnící se opravných procesů. Topoizomerázy, helikázy, ligázy, polynukleotid kináza. 5. Enzymy účastnící se metabolismu NK II. Restrikční endonukleázy, metyltransferázy -metylované báze, metylace DNA u prokaryot a eukaryot. Využití enzymů při studiu struktury a interakcí DNA. 6. Nadšroubovicová DNA. Lk, Tw, Wr; pozitivně a negativně nadšroubovicová DNA, nadšroubovicová hustota, topoizomery. 7. Otevřené lokální struktury a jejich detekce; endonukleázy selektivní pro jednořetězcovou DNA, chemické sondy, sekvenační metody, 2D elektroforéza. 8. Struktura a funkce ribonukleových kyselin. Ribozomální, transferové a informační RNA. Sestřih prekurzorových RNA. Katalytické funkce RNA, samosestřih. 9. Regulace genové exprese, úloha RNA; malé interferující RNA, mechanismus RNA interference, vztah k metylaci DNA. 10. Protein p53. Úloha p53 při regulaci buněčného cyklu, jeho funkce jako nádorového supresoru. Posttranslační modifikace p53. Interakce p53 s DNA, sekvenčně specifická a nespecifická vazba, rozpoznání struktury DNA, vazba selektivní pro nadšroubovicovou DNA. 11. Epigenetické modifikace a epigenetická informace.

10 Aplikovaná genetika v Nmgr. (Exper. Bi) ANOTACE předmětu Cílem předmětu je seznámit studenty s praktickým využitím genetických poznatků v různých biologických, lékařských, technických i zemědělských oborech. Důraz je kladen na moderní molekulárně genetické metody a možnosti a perspektivy jejich aplikace. Pozornost je věnována genomice a proteomice a využití molekulárně genetických metod v klinické genetice. Uplatnění genetických metod ve fylogenezi a v analýze populací a metodám ve šlechtitelské praxi. PROGRAM 1. Vývoj genetiky a význam genetických poznatků pro praxi. Úvod do genomiky. 2. Genetika ve šlechtění rostlin. 3. Klinická genetika. 4. Práce genetických poraden. 5. Dědičnost nádorových chorob. 6. Molekulární patologie - prediktivní a prognostické markery v onkologii. 7. Lidská populační a forenzní genetika. 8. Populační genetika a základy interpretace forenzních výsledků - významné kauzy. 9. Genetické metody ve fylogenezi živočichů. 10. Genetická analýza populací. 11. Přínos a rizika genetických modifikací.

11 Učební texty Pro Bc. Malachová, K., Pečinka, P. Obecná, Skripta PřF OU, 2010 Malachová, K. Cvičení z genetiky. Skripta PřF OU, 2004

12 Personální zajištění Interní uč. 1 profesor 1 docent 4 odborní asistenti Externí uč. Cytogenetika 4 Pokročilé metody v molek.bi 1 Aplikovaná genetika 6 Základy genového inženýrství 1

13 Silné a slabé stránky výuky genetiky na OU SILNÉ Ustálené propojení výuky v základních genetických kurzech napříč všemi biologickými obory. Výzkumné zaměření na environmentální genetiku zejména na genotoxikologii a studium molekulárně genetických změn DNA, které navazuje na celkové zaměření ostatních oddělení katedry. SLABÉ Omezená nabídka specializací v důsledku malého počtu interních pedagogů úzkého výzkumného zaměření pracoviště. Oddělení nemá žádné nepedagogické výzkumné pracovníky. V Ostravě není žádné akademické výzkumné pracoviště s genetickým zaměřením. Příležitosti Spolupráce s klinickými genetickými pracovišti v regionu. Spolupráce s pracovníky AV ČR (Biofyzikální ústav Brno, Mikrobiologický ústav, Ústav experimentální medicíny Praha)