Molecular Ecology J. Bryja, M. Macholán MU, P. Munclinger - UK

Podobné dokumenty
Genetické metody v zoologii

Mikrosatelity (STR, SSR, VNTR)

Mikrosatelity (STR, SSR, VNTR)

Využití molekulárních markerů v systematice a populační biologii rostlin. 12. Shrnutí,

Mgr. et Mgr. Lenka Falková. Laboratoř agrogenomiky. Ústav morfologie, fyziologie a genetiky zvířat Mendelova univerzita

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Genetický polymorfismus

Mendelova genetika v příkladech. Genetické markery

Využití DNA markerů ve studiu fylogeneze rostlin

Genetický polymorfismus jako nástroj identifikace osob v kriminalistické a soudnělékařské. doc. RNDr. Ivan Mazura, CSc.

Genetické markery, markery DNA

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Metody studia historie populací. Metody studia historie populací

polymorfní = vícetvarý, mnohotvárný

Genetické markery - princip a využití

Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

Využití molekulárních markerů v systematice a populační biologii rostlin. 10. Další metody

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio CZ.1.07/2.2.00/

Výuka genetiky na Přírodovědecké fakultě UK v Praze

Kameyama Y. et al. (2001): Patterns and levels of gene flow in Rhododendron metternichii var. hondoense revealed by microsatellite analysis.

Centrum aplikované genomiky, Ústav dědičných metabolických poruch, 1.LFUK

Analýza DNA. Co zjišťujeme u DNA DNA. PCR polymerase chain reaction. Princip PCR PRINCIP METODY PCR

Metody studia historie populací. Metody studia historie populací. 1) Metody studiagenetickérozmanitosti komplexní fenotypové znaky, molekulární znaky.

6. Kde v DNA nalézáme rozdíly, zodpovědné za obrovskou diverzitu života?

RIGORÓZNÍ OTÁZKY - BIOLOGIE ČLOVĚKA

Molekulární genetika II zimní semestr 4. výukový týden ( )

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio CZ.1.07/2.2.00/

Genotypování: Využití ve šlechtění a určení identity odrůd

MOLEKULÁRNĚ BIOLOGICKÉ METODY V ENVIRONMENTÁLNÍ MIKROBIOLOGII. Martina Nováková, VŠCHT Praha

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Dědičnost pohlaví Genetické principy základních způsobů rozmnožování

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Referenční lidský genom. Rozdíly v genomové DNA v lidské populaci. Odchylky od referenčního genomu. Referenční lidský genom.

Genetická diverzita masného skotu v ČR

Fisher M. & al. (2000): RAPD variation among and within small and large populations of the rare clonal plant Ranunculus reptans (Ranunculaceae).

Populačně-genetická data

Genetický polymorfismus

MENDELOVA ZEMĚDĚLSKÁ A LESNICKÁ UNIVERZITA V BRNĚ Agronomická fakulta

Genetická variabilita v populacích

Biotechnologický kurz. II. letní škola metod molekulární biologie nukleových kyselin a genomiky

Biotechnologický kurz. III. letní škola metod molekulární biologie nukleových kyselin a genomiky

ISSR (Inter simple sequence repeat) Jiří Košnar

2 Inkompatibilita v systému Rhesus. Upraveno z A.D.A.M.'s health encyclopedia

Biotechnologický kurz. II. letní škola metod molekulární biologie nukleových kyselin a genomiky

V. letní škola metod molekulární biologie nukleových kyselin a genomiky Ústav morfologie, fyziologie a genetiky zvířat AF MENDELU

P1 AA BB CC DD ee ff gg hh x P2 aa bb cc dd EE FF GG HH Aa Bb Cc Dd Ee Ff Gg Hh

Genetické mapování. v přírodních populacích i v laboratoři

"Učení nás bude více bavit aneb moderní výuka oboru lesnictví prostřednictvím ICT ". Základy genetiky, základní pojmy

Populační genetika Radka Reifová

Genové knihovny a analýza genomu

DNA TECHNIKY IDENTIFIKACE ŽIVOČIŠNÝCH DRUHŮ V KRMIVU A POTRAVINÁCH. Michaela Nesvadbová

Některé vlastnosti DNA důležité pro analýzu

Analýza DNA. Co zjišťujeme u DNA

3) Analýza mtdna mitochondriální Eva, kdy a kde žila. 8) Haploskupiny mtdna a chromozomu Y v ČR

Co zjišťujeme u DNA ACGGTCGACTGCGATGAACTCCC ACGGTCGACTGCGATCAACTCCC ACGGTCGACTGCGATTTGAACTCCC

Využití molekulárních markerů v systematice a populační biologii rostlin. 2. Přehled aplikací a otázek

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Biologie - Oktáva, 4. ročník (humanitní větev)

Teorie neutrální evoluce a molekulární hodiny

Molekulárně biologické metody princip, popis, výstupy

Příklady z populační genetiky volně žijících živočichů

Genetické markery. pro masnou produkci. Mgr. Jan Říha. Výzkumný ústav pro chov skotu, s.r.o.

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/

AUG STOP AAAA S S. eukaryontní gen v genomové DNA. promotor exon 1 exon 2 exon 3 exon 4. kódující oblast. introny

Co zjišťujeme u DNA ACGGTCGACTGCGATGAACTCCC ACGGTCGACTGCGATCAACTCCC ACGGTCGACTGCGATTTGAACTCCC

Biologie - Oktáva, 4. ročník (přírodovědná větev)

Single nucleotide polymorphisms (SNPs)

KBI / GENE Mgr. Zbyněk Houdek

PŘÍLOHA č. 1 SEZNAM ZKRATEK A MYSLIVECKÝCH A GENETICKÝCH POJMŮ

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Bi5130 Základy práce s lidskou adna

Populační genetika III. Radka Reifová

PhD. České Budějovice

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Propojení výuky oborů Molekulární a buněčné biologie a Ochrany a tvorby životního prostředí. Reg. č.: CZ.1.07/2.2.00/

UTILIZATION OF DNA MICROSATELLITES USED IN PARENTITY PANEL IN EVALUATION OF DIVERZITY AND DISTANCES BETWEEN THE BREEDS OF PIGS IN CZECH REPUBLIC

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

MOLEKULÁRNÍ TAXONOMIE - 4

Polyfázová identifikace kmenů Aeromonas encheleia

Vyhledávání a charakteristika genů zodpovědných za modré zabarvení obilky pšenice seté (Triticum aestivum L.)

Mendelova univerzita v Brně Agronomická fakulta Ústav biologie rostlin

Pořád je co se učit Mikrosatelity Markery Krevní markery

INTRODUCING OF SNAPSHOT METHOD FOR POLYMORPHISM DETECTION ZAVEDENÍ SNAPSHOT METODIKY PRO DETEKCI POLYMORFISMŮ

Genotypování markerů užitkovosti a zdraví u skotu

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

Polymerázová řetězová reakce. Základní technika molekulární diagnostiky.

Sekvenování nové generace. Radka Reifová

Teorie neutrální evoluce a molekulární hodiny

Polymorfizmy detekované. polymorfizmů (Single Nucleotide

Charakterizace hybridních trav pomocí cytogenetických a molekulárních metod

MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE. 2. Polymerázová řetězová reakce (PCR)

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Populační genetika Radka Reifová

AKREDITOVANÉ STUDIJNÍ PROGRAMY

TEST: GENETIKA, MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE

Drift nejen v malých populacích (nebo při bottlenecku resp. efektu zakladatele)

L. acidophilus_(psmm _ TIDE):

Metody molekulární biologie

Transkript:

MODULARIZACE VÝUKY EVOLUČNÍ A EKOLOGICKÉ BIOLOGIE CZ.1.07/2.2.00/15.0204 Molecular Ecology J. Bryja, M. Macholán MU, P. Munclinger - UK

Co je molekulární ekologie? Uměle vytvořený obor vymezený technickým přístupem. Na ekologické problémy hledá odpověď pomocí molekulárních metod. Klasické ekologické problémy a metody + Molekulárně-genetické metody (Zoologové a botanici nakoupili cyklery a sekvenátory, snažili se je využít i k něčemu jinému než je taxonomie => vznikla molekulární ekologie) Pracuje na různých úrovních variability DNA (genom, jedinec, populace, skupina populací) Je to vlastně aplikovaná populační genetika

Proč používat molekulární metody v ekologii? Často nelze jinak paternita páření často skryté a nemusí vést k oplození identifikace z trusu, chlupů - pohyb jedinců skrytě žijících druhů izolace populací nemusí být zřejmá počet migrantů nelze sledovat naráz všechny jedince

Její význam vzrůstá... Je překvapivě kompaktní Je populární - Molecular Ecology (od 1992) dnes 24 čísel za rok ISI Journal Citation Reports Ranking - 2008: 6/124 in Ecology; 5/39 in Evolutionary Biology; 46/276 in Biochemistry & Molecular Biology; Impact Factor: 5.325 Vyšly i její učebnice Na řešení velmi odlišných problémů používá obdobné metody Snad se dá tedy i přednášet...

Vychází z populační genetiky Slavní zakladatelé moderní syntézy, třicátá léta Matematické modely spojující genetiku a evoluční teorii Sewall Wright adaptivní krajina Ronald Fisher J. B. S. Haldane

Obsah přednášky Příbuznost (neutrální znaky) identita (stopy stejného jedince, klony) paternita, vzdálenější příbuzní vztah populací (izolovanost, výměna migrantů) fylogeografie (historie šíření) hybridizace, hybridní zóny Geny pod selekcí MHC, MUP, ABP, reprodukční proteiny geny pro zbarvení? Ochranářská genetika

Technické výlety (omezeně) Analýza dat

Organismy Diploidní s pohlavním rozmnožováním Většinou obratlovci Budou ale i třeba motýli nebo slávky Rostliny fungují často jinak! Ale určitě i o nich bude řeč.

Příbuzné přednášky, tj. co se zde objeví jen okrajově? M. Macholán, J. Bryja - Genetické metody v zoologii M. Macholán - Evoluční biologie J. Zukal Behaviorální ekologie S. Pekár Ekologie populací aj. (molekulární ekologie prorůstá všude )

Kolokvium Zpracování review a prezentace na určité téma Proč (problém) Jak (metody) Příklad Např. Analýzy paternity: EPC mikrosatelity (CERVUS) posun v náhledu na párovací systém u pěvců

Úrovně variability DNA druh fylogenetické analýzy (fylogenetická systematika, identifikace druhů barcoding )

Úrovně variability DNA populace studium speciace, fylogeografie

Úrovně variability DNA populace populační biologie, ochranářská genetika)?

Úrovně variability DNA jedinec analýzy příbuznosti (behaviorální ekologie, např. analýzy paternity)

Genotypizace analýza genotypu stanovení formy určitého úseku DNA (alely, haplotypu) 1) izolace celkové DNA z tkání 2) amplifikace požadovaného úseku DNA (PCR) 3) studium variability daného úseku (lokus)

Způsoby získání DNA z volně žijících živočichů 1. destrukční živočich je usmrcen kvůli získání tkání potřebných na genetické analýzy 2. nedestrukční (invazivní) živočich je odchycen a je mu odebrán vzorek tkáně nebo krve 3. neinvazivní zdroj DNA je zanechán za živočichem a je získán bez potřeby odchytu, manipulace či dokonce pozorování

Izolace DNA rozmanitý biologický materiál musí obsahovat buněčná jádra nebo mitochondrie s nedegradovanou DNA dnes většinou komerční kity velký vliv fixace vzorků

Fixace materiálu + - čerstvá tkáň čistý EtOH rychlé vysušení speciální extrakční pufry zamražení formaldehyd opakované zamražování rozvlhčování sušeného materiálu další fixační média speciální metody pro izolaci ze subrecentního materiálu (mamuti, hmyz v jantaru, neandrtálci apod.)

Genetické markery Kódující DNA (geny) Přepisované sekvence Genetický kód Ovlivňují fenotyp Podléhají přírodnímu výběru Narůstající význam v molekulární ekologii Nekódující DNA Nefunkční (neznámá funkce) Neutrální k přírodnímu výběru větší variabilita Většina DNA u eukaryot Pseudogeny Repetitivní DNA

Nejčastěji používané genetické markery Sekvence DNA SNPs Mikrosatelity

PCR Z celkové DNA si namnožíme jen úsek, který nás zajímá. Co se bude množit? To určí primery. Primery krátké oligonukleotidy komplementární k úsekům ohraničujícím místo našeho zájmu. primer AGGGGACGTACACTCAGCTTT templát TCCCCTGCATGTGAGTCGAAA DNA templátu primer primer tento úsek se bude množit

Cycler MJ Research Cycler Eppendorf RoboCycler Stratagene PCR Příklad programu Cykly (obvykle 20-40): denaturace (95 C ) nasednutí primerů (50-65 C ) elongace=polymerizace (72 C ) Nejprve však často prodlužená denaturace celkové DNA Nakonec prodloužená elongace 95 C 3 min 95 C 30 s 60 C 30 s 72 C 1 min 35x zpět 72 C 10 min

Molekulárně-genetické metody analýza polymorfismu DNA konzervativní vs. variabilní úseky («loci») délkový polymorfismus (princip mikrosatelitů) CGCACATCTCTAGCTTCGATTCAGGAA CGCATCTCTAGCTTTGATTCAGGAA

Mikrosatelity VNTR ( variable number of tandem repetitions ), SSR ( simple sequence repeats ) jednotlivé alely se liší délkou TTCAGGCACACACATCTCTAGCTTCGA 27 bp TTCAGGCACACATCTCTAGCTTTGA 25 bp genotyp diploidního jedince: 25/27

Molekulárně-genetické metody analýza polymorfismu DNA konzervativní vs. variabilní úseky («loci») sekvenční polymorfismus (princip SNPs): CGCATCTCTAGCTTCGATTCAGGAA CGCATCTCTAGCTTTGATTCAGGAA genotyp diploidního jedince: C/T

Studium variability nasyntetizovaného úseku 1) délkový polymorfismus elektroforéza

Rozdělení fragmentů DNA podle velikosti Agarosa - Hrubé rozdělení (do rozdílu 15 bp) - Polyakrylamid Přesnější rozdělení (4 bp) Sekvenátor, fragmentační analýza nejpřesnější (fluorescenčně značené PCR fragmenty, např. značené primery) + kapilára detektor laserový paprsek

Studium variability nasyntetizovaného úseku 2) sekvenční polymorfismus sekvencování SNP ( single nucleotide polymorphism ) analýza např. RFLP, SSCP aj. T CCGATCAATGCGGCAA G CCGATCACTGCGGCAA

Typ získaných dat počet lokusů počet jedinců počet populací počet vzorků v 1. populaci počet vzorků v 2. populaci, atd. geografické koordináty pop1 genotypy, tj. velikosti fragmentů v populaci pop2

http://www.anu.edu.au/bozo/genalex/ formát GenAlex

Obsah přednášky Příbuznost (neutrální znaky) identita (stopy stejného jedince, klony) paternita, vzdálenější příbuzní vztah populací (izolovanost, výměna migrantů) fylogeografie (historie šíření) hybridizace, hybridní zóny Geny pod selekcí MHC, MUP, ABP, reprodukční proteiny geny pro zbarvení? Ochranářská genetika