|
KATEDRA GENETIKY
GENETIKA
Cieľ predmetu: Osvojiť si základné poznatky o dedičnosti a premenlivosti živých organizmov s dôrazom na všeobecné aspekty kontinuity života.
Stručná osnova predmetu: Živá príroda ako integrované genetické laboratórium. História a súčasný stav rozvoja genetiky. J. G. Mendel – zakladateľ genetiky. Mendlove genetické princípy, génové interakcie, väzba génov. Dedičnosť kvantitatívnych znakov. Heritabilita. Mapovanie genetických lokusov na chromozóme pomocou klasických a molekulárno-genetických metód. Genetická determinácia pohlavia. Stručný fylogenetický prehľad. Extrachromozómové genetické determinanty. Plastidová a mitochondriálna dedičnosť. Genómový imprinting. Základy cytogenetiky, mutácie a mutagenéza. Genetika prokaryotických organizmov. Genetické mechanizmy na subcelulárnej úrovni. Štruktúra a funkcia DNA, mRNA, tRNA, rRNA. Genetický kód. Mechanizmus replikácie, transkripcie a translácie. Postranslačné a postranskripčné modifikácie. Regulácia génovej expresie v prokaryotických a eukaryotických organizmoch. Základy genetiky človeka. Fyziologická a patologická variabilita. Genetika populácií. Hardyho-Weibergov zákon. Faktory narúšajúce rovnováhu v populácii. Genetické manipulácie in vitro. Projekt mapovania ľudského genómu (HUGO). Sekvenované genómy a ich využitie v komparatívnej genomike.
BIOTECHNOLÓGIA RASTLÍN
Cieľ predmetu: Osvojiť si teoretické základy genetiky a fyziológie rastlinných buniek a pletív v podmienkach in vitro a ich praktické aplikácie v biotechnológii rastlín. Nadobudnúť experimentálnu zručnosť v technikách rastlinných explantátov.
Stručná osnova predmetu: Genetika a fyziológia rastlinných bunkových kultúr, protoplastov, pletivových kultúr, embryoidov a orgánov kultivovaných in vitro v sterilných podmienkach, ich význam a využitie vo vedeckom výskume a praxi. Kryokonzervácia rastlinných explantátov, imobilizované bunkové systémy. Genetická transformácia rastlinných buniek a expresia cudzích génov v rastlinách.
EVOLUČNÁ BIOLÓGIA
Cieľ predmetu: Pochopenie evolučného procesu v prírode na základe súčasných vedeckých poznatkov.
Stručná osnova predmetu: Základné otázky evolúcie živých organizmov. Historický pohľad. Evolúcia života. Elementárne činitele evolúcie: mutačný proces, populačné vlny, izolácia. Prírodný výber ako hybná sila evolúcie. Molekulová evolúcia. Evolúcia génov a genómov. Evolučné mechanizmy na úrovni populácií. Evolúcia reprodukčných systémov. Vznik adaptácií a ich klasifikácia. Koncepcia druhu. Problémy makroevolúcie: evolúcia funkcií a orgánov, evolúcia ontogenézy. Fylogenéza systematických skupín živočíchov. Evolučný progres. Antropogenéza. Evolúcia rastlinnej diverzity. Reprodukčné stratégie rastlín, sexualita, asexualita a evolúcia. Makroevolúcia a mikroevolúcia. Typy speciácie. Alopatrická speciácia. Sympatrická speciácia. Fyletická speciácia. Extinkcie. Evolučné trendy zelených rastlín.
GENETIKA ČLOVEKA
Cieľ predmetu: Získať poznatky z oblasti humánnej genetiky na báze najnovších vedeckých výsledkov, o možnostiach prevencie, diganostiky a terapie geneticky podmienených patologických stavov.
Stručná osnova predmetu: Základné poznatky o individuálnej genetickej variabilite fyziologických znakov a geneticky podmienených patologických znakov; genetická variabilita na úrovni populácií; spôsoby dedičnosti a genetické javy v rodinách a rodokmeňoch; základné metódy používané v humánnej genetike - genealogická metóda, využitie génovej väzby pri mapovaní génov, cytogenetická analýza a zostavenie karyotypu, diagnostika patologických stavov na úrovni DNA; možnosti liečby geneticky podmienených patologických stavov.
MODELOVÉ ORGANIZMY V GENETIKE
Cieľ predmetu: Pochopenie evolučného procesu v prírode na základe súčasných vedeckých poznatkov.
Stručná osnova predmetu: Základné vlastnosti modelových organizmov využívaných v genetike. Modelové objekty v genetike prokaryotických organizmov (Escherichia coli, Diplococcus pneumoniae, Agrobacterium tumefaciens a A. rhizogenes), jednoduchých eukaryotických organizmov (Saccharomyces cerevisiae, Neurospora crassa), živočíchov (Drosophila melanogaster, Caenorhabditis elegans, Mus musculus) a rastlín (Pisum sativum, Vicia faba, Arabidopsis thaliana, Nicotiana sp.) Mendelove zákony. Morganove pravidlá. Transgénne rastliny a transgénne živočíchy. Hela bunky. Kmeňové bunky. HUGO. Genetický význam štúdia dvojčiat. Genetické databázy.
CYTOGENETIKA A KARYOLÓGIA
Cieľ predmetu: Osvojiť si genetické javy na úrovni bunky s využitím najnovších poznatkov cytogenetiky a molekulovej cytológie. Detailnejšie sa oboznámiť s výsledkami a významom projektu HUGO – mapovania ľudského genómu.
Stručná osnova predmetu: Organizácia eukaryotického genómu v bunkovom jadre. Skelet jadra. Jadierko, skelet jadierka. Štruktúra chromatínu a jeho zmeny. Úrovne štruktúry organizácie DNA v jadre. Chromozómy. Polyténne chromozómy. Bunkový cyklus. Genetická regulácia bunkového cyklu. Genetická regulácia bunkovej diferenciácie a bunkového starnutia. HUGO - poznatky o ľudskom genóme a vzťahu k ostatným sekvenovaným genómom.
BIOTECHNOLÓGIA RASTLÍN
Cieľ predmetu: Osvojiť si teoretické základy genetiky a fyziológie rastlinných buniek a pletív v podmienkach in vitro a ich praktické aplikácie v biotechnológii rastlín. Nadobudnúť experimentálnu zručnosť v technikách rastlinných explantátov.
Stručná osnova predmetu: Genetika a fyziológia rastlinných bunkových kultúr, protoplastov, pletivových kultúr, embryoidov a orgánov kultivovaných in vitro v sterilných podmienkach, ich význam a využitie vo vedeckom výskume a praxi. Kryokonzervácia rastlinných explantátov, imobilizované bunkové systémy. Genetická transformácia rastlinných buniek a expresia cudzích génov v rastlinách.
FUNKČNÁ GENOMIKA RASTLÍN
Cieľ predmetu: Cieľom predmetu je poskytnúť prehľad o najnovších metódach a zdrojoch používaných pri štúdiu funkcie rastlinných génov na úrovni genómu. Cieľovou skupinou sú študenti so záujmom získať prehľad o najnovších trendoch a metódach v oblasti funkčnej genomiky, a to predovšetkým, ale nie výlučne v oblasti štúdia rastlinného genómu.
Stručná osnova predmetu: Modelový objekt pre štúdium rastlinného genómu A. thaliana. Zdroje pre štúdium reverznej genetiky na systémovej úrovni. Rastlinná transkriptomika. Rastlinná proteomika. Rastlinná metabolomika. Biologické databázy a zdroje pre štúdium rastlinného genómu.
GÉNOVÉ MANIPULÁCIE RASTLÍN
Cieľ predmetu: Cieľom predmetu je oboznámiť študentov s možnosťami, podmienkami a mechanizmami génových manipulácií v rastlinnej biológii, ako aj získanie prehľadu o výhodách, rizikách a pravidlách kultivácie transgénnych rastlín a distrubúcie produktov z nich.
Stručná osnova predmetu: Význam a história génových manipulácií v rastlinnej biológii. Protoplasty ako systém na introdukciu genetickej informácie. Metódy genetickej transformácie v rastlinnej biológii - nepriame a priame transformačné techniky. Agrobacterium spp. - štruktúra plazmidu, gény T-DNA, podmienky a mechanizmus prenosu genetickej informácie, regenerácia transgénnych rastlín. Charakterizácia a využitie transgénnych kultúr. Vnášané gény, binárne a kointegratívne vektory. Transgény zvyšujúce odolnosť voči biotickým a abiotickým stresorom. Transgény ovplyvňujúce životný cyklus rastliny. Transgény pre enzýmy a protilátky. Strata aktivity transgénov. Riziká, výhody a pravidlá kultivácie transgénnych rastlín a kultúr. Transgénne rastliny a potraviny z nich vyrobené vo svete a u nás.
GENETIKA POPULÁCIÍ
Cieľ predmetu: Získať rozšírené poznatky o genetických vzťahoch v populáciách. Definovať a popísať teoretické a historické základy populačnej genetiky; identifikovať, charakterizovať a porovnať mechanizmy a základné faktory (mutácie, genetický posun, selekcia migrácie, spôsob výberu partnera..) a ich interakcie, ktoré vedú k intrapopulačnej aj interpopulačnej variabilite a vplývajú na štruktúru populácií; využiť empirické metódy a postupy pre analýzu genetickej diverzity; aplikovať princípy populačnej genetiky vo forénznych vedách, evolučných štúdiách, molekulárnej biológii a ekológii.
Stručná osnova predmetu: Ľudská populácia a jej genofond. Nerovnovážne a rovnovážne populácie. Stabilná a nestabilná rovnováha. Genofond populácie a faktory, ktoré ho podmieňujú. Fenotypové a genetické variácie v prírodných populáciách, jednolokusová (Mendelovská) versus multilokusová (kvantitatívna) dedičnosť. Panmixia. Genetické dôsledky panmixie v ľudských populáciách a Hardyho-Weinbergov zákon. Dôsledky inbrídingu na genotypové zloženie populácie. Bernsteinov-Wrightov zákon. Rozsah inbrídingu v ľudských populáciách. Pozitívna a negatívna homogamia u človeka; jej vplyv na genotypové zloženie populácie. Interpopulačná (Wahlundova) variancia. Nesystematický inbríding v ľudských populáciách. Ľudské genetické izoláty sociálneho a geografického typu na Slovensku. Väzbová nerovnováha v ľudských populáciách. Mutácie ako populačno-genetický činiteľ. Neutrálne mutácie a genetický drift. Selekcia. Gametická a zygotická selekcia u človeka. Koeficient selekcie a fitness. Typy selekcie (proti dominantnému fenotypu, proti recesívnemu fenotypu, proti homozygotom, proti heterozygotom) a ich efekt. Genetická záťaž. Migrácia. Wrightov efekt a efekt zakladateľa v ľudských populáciách. Štatistické metódy v genetike populácií. Genetický polymorfizmus. Polymorfizmy v ľudskej DNA. typy polymorfizmov, multilokusové metódy stratifikácie, verejné STR a SNP databázy. „HapMap“ projekt, Genografické analýzy. Možnosti a význam analýzy DNA polymorfizmov. Technológie v populačnej genetike.
KRYOBIOLÓGIA
Cieľ predmetu: Cieľom predmetu je získať teoretické poznatky o vplyve nízkych teplôt na živé organizmy doplnené o praktické aplikácie v experimente.
Stručná osnova predmetu: Kryobiológia: od vzniku po súčasnosť. Fundamentálne procesy počas ochladzovania v bunkách a v extracelulárnom priestore. Kryogénne poškodenie: prežitie vs. zánik, genetické a epigenetické aspekty, vplyv na ultra/štruktúru a funkciu. Kryoprotekcia a chladová aklimatizácia: mechanizmy navodenia chladovej tolerancie. Metódy dlhodobého uchovávania buniek, tkanív a orgánov. Rastlinná a živočíšna bunka v kryobiológii. Stres asociovaný s nízkymi teplotami: chlad. Stres asociovaný s nízkymi teplotami: dehydratácia. Stres asociovaný s nízkymi teplotami: oxidatívny stres. Kryo-omics: gény a regulačné elementy (LTI, COR, CBF, SFR, HOS, DREB, ABA, Ca2+). Kryo-omics: proteíny (LEA proteíny, dehydríny, AFP). Kryobiológia v klinickej praxi: kryochirurgia, génové a tkanivové banky.
BIOINFORMATIKA
Cieľ predmetu: Tento interdisciplinárny kurz je zameraný na využitie matematických metód a výpočtovej techniky na riešenie niektorých problémov v molekulárnej biológii, napr. analýza nukleotidových a proteínových sekvencií, štúdium genómov.
Stručná osnova predmetu: Úvod do využívania bioinformatických nástrojov a práca z databázami pre študentov biologických odborov v oblasti genetiky. Základy práce s operačným systémom na báze Linuxu, práca v príkazovom riadku. Bioinformatické nástroje v analýze PCR reakcie. Možnosti analýzy sekvenovania a genotypovania. Analýza individuálnych sekvencií DNA, RNA a proteínov. Štúdium a prezentácia biologických dát pôvodom z rozličných „OMIC“ oblastí. Práca s cloudom a NGS dátami. RNAseq analýza dát, asssembly, mapovanie contigov, analýza úrovne expresie génov.
|
|
|
