Historie genetiky
Prehistorie
Před 10 až 20 tisíci lety - výběr rostlin a zvířat
Před 10 tisíci lety - domestikace zvířat a rostlin, selekce
Před 4 tisíci lety - šlechtění palmy datlové
Umělé opylování palmy datlové
asyrský reliéf, 9. století př.n.l.
Staré Řecko - pangeneze (gemule)
Aristoteles (384-322 př.n.l.) - odmítal teorii pangeneze
Počátek n.l. - první psané záznamy - církevní listiny Hindu
- židovská kniha Talmud
1595 - Z. a H. Janssen - první mikroskop
1665 - Robert Hooke (1635-1703) - popis buňky
Dřívější představy o dědičnosti
preformismus
17. století -homunkulus ­ spermistický názor
ovistický názor
1673 - A. van Leeuwenhoek - pozorování v mikroskopu (animacules)
1694 ­ R.J. Camerarius (1665-1721) ­ objevena pohlavnost u rostlin
,,De sexu plantarum epistola"
1735 ­ C. Linné (1707-1778) ­ systém klasifikace živé přírody
,,Species Plantarum", ,,Systema Naturae"
Důležité objevy v 19. století
1809 J. B. Lamarck: ,,Philosophie zoologique" (navrhl pojem ,,biologie")
J.B. Lamarck (1744-1829)
1820 C.F. Nasse - popsal dědičnost hemofilie - vazba na pohlaví
1822-24 T.A. Knight, J. Goss, A.Seton - křížení hrachu, nezávisle:
dominance v F1 a štěpení v F2
1827 K.E. von Baer - první přesný popis lidského vajíčka
1830 G.B. Amici - prorůstání pylové láčky čnělkou k vajíčku
1831 R. Brown - pozoroval jádra uvnitř buněk
1837 Hugo von Mohl - první popis chloroplastů
1838 G. J. Mulder - poprve použil ,,protein" -navrhl Berzelius
1838-39 J.M. Schleiden a T. Schwann ­ vytvoření buněčné teorie
1837 J.M. Schleiden (1804-1881) - popsal rostlinnou buňku jako
jednotku struktury
Matthias Jacob Schleiden
(1804-1881)
Theodor Schwann
(1810-1882)
1859 Charles Darwin (1809-1882) - On the Origin of Species ...
1865 J. G. Mendel - přednesl základy dědičnosti
1869 Francis Galton (1822-1911) - Hereditary genius
1889 F. Galton - publikuje Natural Inheritance - kvantit. měření
1873 A. Schneider - první pozorování mitózy
1879 W. Flemming - migrace sesterských chromatid do
dceřinných buněk.
Zavedl termín ,,chromatin"
1882 W. Flemming - Zavedl termín ,,mitóza"
1887 A. Weismann - redukce počtu chromozomů u pohlavně se
množících organismů
1888 W. Waldeyer (1836-1921 ) -
termín ,,chromozom"
1898 S.G. Navašin - objev dvojitého oplození u rostlin
Problém hybridizace
1761­66 D.J.G. Kölreuter- pokusné křížení
138 druhů rostlin
1828 A.F. Wiegeman - křížil různé odrůdy hrachu popsal hybridy
1849 F.C. Gärtner (1772­1850) - monografie o ,,produkci bastardů"
Mohou křížením vzniknout nové druhy?
D.J.G. Kölreuter (1733-1806)
Po roce 1850 ­ zárodek vzniká splynutím hmoty (buněk) obou rodičů
(J.E. Purkyně, F. Unger)
J.E. Purkyně (1787-1869)
F. Unger (1800-1870)
Využívání vědeckých poznatků
1770 V Brně založena ,,Moravská zemědělská společnost"
1798 Do Brna přišel C.C. André (1763-1831) -
hlavní organizátor přír. výzkumu
1806 Ustavující schůze spojených učených společností V Brně
,,Moravskoslezská společnost pro zvelebení orby, půdoznalství
a vlastivědy" (Hospodářská společnost)
1811 André vydává odborný časopis ,,Oekonomische Neuigkeiten
und Verhandlungen"
Začátek 19. stol. ­ zavedena anglická metoda šlechtění ovcí
R. Bakewella
F. Geisslern (1751-1824) ­ Hoštice u Buchlovic
vyšlechtil plemeno jemnovlnných ovcí
1816 - zřízení Vinařsko ­ ovocnářského spolku při Hospodářské spol.
1820 ­ G.C.L. Hempel (Altenburg) ­ článek o šlechtění výnosnějších
odrůd obilovin
Vysvětlit zákonitosti hybridizace rostlin bude moci jen ten, kdo
bude mít ,, hluboké botanické znalosti, ostrý pozorovací talent,
aby s neúnavnou a tvrdošíjnou trpělivostí při pokusech dokázal
přesně zachytit subtilitu, pevně ji ovládl a objasnil"
1829 ­ prof. Nestler ­ přednášky o šlechtění zvířat a rostlin
1836 ­ Nestler: dědičnost je nejnaléhavější otázkou doby
1837 ­ C. Napp: je zapotřebí objasnit ,,co a jak se dědí"
1835­41 ­ učebnice prof. Diebla:
,,Pojednání o nauce o zemědělství pro zemědělce,
zvláště pro ty, kteří se věnují studiu této vědy"
(popisována technika umělého opylování)
Po r. 1848 ­ nově ustavené sekce a spolky Hospodářské spol.:
nově: Přírodovědná sekce
dřívější: Ovocnářský spolek
využívali umělé opylování při šlechtění
*19.4. 1789, +18.1. 1857 *22.1. 1794, +28.3. 1862
Anton Mendel Rozina Swirtlich
*1820 Veronika * 1822 Johann *1827 Terezie
(Alois Sturm) (Leopold Schindler)
20.7. narození
22.7. křest
+ 6.1. 1884
*20.1.1754, +19.2.1828 *9.9.1753, +29.1.1829 *10.10.1751, +4.4.1820 *4.9.1754, +14.6.1829
Valentin Mendel Elisabeth Blaschke Martin Swirtlich Rosine Kasper
Mendelův rodokmen
Mendelovy sestry Veronika (vlevo) a Terezie a její manžel Leopold Schindler
Hynčice rodný dům J. G. Mendela
kostel sv. Petra škola J.G.M. Emauzy
Mendelovo školní vzdělání
1833 ­ 1834 Piaristická škola v Lipníku
1834 ­ 1840 Gymnázium v Opavě
1840 ­ 1843 Filosofický ústav v Olomouci (1 rok přerušení)
Obecná škola v Hynčicích
1843 ­ vstup do kláštera Opatství sv. Tomáše
přijímá jméno Gregor
Členové augustiniánského kláštera na Starém Brně v roce 1861:
Stojící zleva: Benedikt Fogler, Anselm Rambousek, Antonín Alt, Tomáš Bratranek,
Josef Lindenthal, Gregor Mendel, Václav Šembera.
Sedící zleva: Pavel Křížkovský, Baptist Vothey, Cyril Napp, Matouš Klácel.
1848 ­ Mendel ukončil studium teologie
Kostel sv. Michala v Brně
Fakultní nemocnice u sv.Anny
1849 - Mendel učí na gymnáziu ve Znojmě
1850 ­ neúspěšná zkouška učitelské způsobilosti na univ. ve Vídni
1851 ­ suplující učitel na Technickém učilišti v Brně
1851 Mendel nastoupil na Univerzitu ve Vídni
Mendelův studijní program na univerzitě ve Vídni
Předmět školní rok
1851/52 1852/53
semestr
zimní letní zimní letní
Fyzika 10 10 10 3
Matematika - - 1 3
Chemie - - 10 10
Zoologie - 5 5 -
Paleontologie - 6 - -
Botanika - 11 - -
Fyziologie rostlin - - 6,5 -
Celkem 10 32 32,5 16
1856 Druhá neúspěšná zkouška učitelské způsobilosti na univ. ve Vídni
1854 ­ 1868 Učitel fyziky a přírodopisu na reálce v Brně
1859 Nová budova reálky na Jánské
Pokusy s hrachem
1854-1863
(asi 27.225 rostlin)
Ernst Benary: Album (1876) Obrázek s mendelovskými znaky
Mendel přednesl výsledky svých pokusů s hrachem
8.2. a 8.3. 1865 na zasedání Přírodovědného spolku v Brně
1866 byly přednášky publikovány
Budova dřívější reálky na Jánské,
kde Mendel učil a přenášel o svých objevech
,,Bratře Mendele! Už jsme tím hrachem přesyceni!"
Co objevil ?
Jednotky dědičnosti se nemísí.
,,v každé generaci vystupují z hybridní formy bezprostředně oba
kmenové znaky odděleně a nezměněně, a nic na nich neprozrazuje,
že by jeden od druhého něco zdědil nebo si vzal s sebou"
Co objevil ? ?
Jednotky dědičnosti (geny) jsou materiální povahy.
DNA
kostra
cukr-fosfát
purinové
báze (A, G)
pyrimidinové
báze (C, G)
Gen je část DNA s určitou funkcí
,,tento vývoj se děje podle stálého zákona, který
spočívá v hmotné podstatě a uspořádání elementů,
vstupujících do buňky v životaschopném spojení"
Co objevil ?
Dědičné jednotky jsou párové
a jsou dvojího charakteru: dominantní nebo recesivní.
,,Označuje-li A jeden z obou konstantních znaků, například
dominantní, a recesivní a Aa hybridní formu, ve které jsou oba
sjednoceny.."
,,V dalším výkladu budou označovány ty znaky, které přecházejí
v hybridní spojení zcela nebo skoro nezměněny, ..., za dominantní
a ty, které ve spojení zůstávají utajeny, za recesivní"
Co objevil ?
Dědičné jednotky (geny) se přenášejí do další
generace prostřednictvím pohlavních buněk
,,U Pisum bylo pokusy dokázáno, že hybridi tvoří zárodečné
a pylové buňky rozmanitého druhu a že v tom je podstata
rozdílnosti jejich potomků"
Mendelovy principy dědičnosti
mají obecnou platnost
,,... musí být teprve pokusem rozhodnuto, zda se
souhlasně chovají proměnlivé hybridy jiných
druhů rostlin."
,,... v základních rysech se neobjeví zásadní rozdíl,
poněvadž nelze pochybovat o jednotě ve vývojovém
plánu organického života."
1868 Mendel je zvolen opatem kláštera
Genius Mendel (J. Böhm, 1934)
Mendel byl ředitelem hypotéční banky v Brně
Mendel konal pokusy s křížením včel
Včelín postavený v roce 1871
Mendel se věnoval meteorologickým pozorováním
Od roku 1878 - meteorologická stanice v klášteře
Mendel byl zakládajícím členem Vídeňského ústavu pro meteorologii
a zemský magnetismus
JGM zemřel 6. ledna 1884, pohřeb měl 9. ledna
Hrobka augustiniánů na Ústředním hřbitově v Brně
1900 Hugo de Vries, Carl Correns, Erich von Tschermak - znovuobjevení
Mendelových principů dědičnosti
1901 H. de Vries - termín mutace (Oenothera)
H. de Vries (1848-1935) C. Correns (1864-1933) E. von Tschermak
1901 K. Landsteiner - krevní skupiny A, B, C (později změněno na 0)
1902 W. S. Sutton - chromozomová teorie dědičnosti, vysvětlení
principu segregace a kombinace
1902-09 W. Bateson - zavedení termínů: genetika, alelomorfa,
homozygot, heterozygot, F1, F2 aj.
1906 W. Bateson a R.C. Punnett - zaznamenali vazbu u hrachoru, ale
nevysvětlili
W. Bateson (1861-1926) R. Punnett (1875-1967)
Důležité mezníky ve vývoji genetiky ve 20. století
1908 G.H. Hardy a W. Weinberg - základ genetiky populací
1909 G. H. Shull - využití hybridní zdatnosti u kukuřice
1909 A.E. Garrod - ,,Inborn Errors of Metabolism"
1909 W. Johannsen - velikost semen u fazolí,
pojmy ,,genotyp", ,,fenotyp", ,,gen"
1909 C. Correns a E. Baur - dědičnost variegace u Mirabilis jalapa
a Pelargonium zonale
1909 H. Nilsson-Ehle - zbarvení obilek pšenice (multifaktoriální dědičnost)
G.H. Hardy
1910 T.H. Morgan - vazba na pohlaví (bílé oči u drozofily)
1911 - vazba genů na X (w, y, m)
1919 - počet vazbových skupin
T.H. Morgan (1866-1945)
1933 - Nobelova cena za objev role chromozomů
v dědičnosti
1911 W.R.B. Robertson - evoluce metacentrických chromozomů
fúzí akrocentrických chromozomů
1913 A.H. Sturtevant - první genetická mapa drozofily
1914 C.B. Bridges - meiotická nondisjunkce u drozofily
1915 - objevil bithorax, první homeotickou mutaci u drozofily
A.H. Sturtevant (1891-1970) C.B. Bridges
1915 J.B.S. Haldane a spol. - první případ vazby u obratlovců (myš)
J.B.S. Haldane (1892-1964)
1935 J.B.S. Haldane - poprvé spočítal četnost spontánní mutace
lidského genu
1920 A.F. Blakeslee a kol. - popsal trizomiky u Datura stramonium
1923 Popsána determinace pohlaví u různých dvoudomých rostlin
(Elodea, Rumex, Humulus)
1923 R. Feulgen a H. Rossenbeck - cytochemický test pro lokalizaci DNA
1925 F. Bernstein - série alel pro krevní skupiny AB0
1926 N.I. Vavilov - ,,Původ a geografie kulturních rostlin"
N.I. Vavilov (1887-1943)
G.D. Karpečenko (1899-1941)
1927 G.D. Karpečenko - allotetraploid Raphanobrassica
1927 H.J. Muller - indukce mutací u drozofily paprsky X
H.J. Muller (1890-1967)
1946 - Nobelova cena za příspěvek k radiační genetice
1928 E. Heitz - zavedení termínů euchromatin a heterochromatin
1929 R.C. Tryon - úspěšná selekce krys na schopnost orientace v bludišti
1930 R. A. Fisher, J. B .S. Haldane a S. Wright ­
matematické zákady genetiky populací
Sewall Wright (1889-1988)J.B.S. Haldane (1892-1964)R.A. Fisher (1890-1962)
1931 C. Stern a nezávisle H.B. Creighton a B. McClintock
cytologický důkaz crossing-overu
Curt Stern Barbara McClintock
1934 A. Fölling ­ objev fenylketonurie, první dědičné metabolické
choroby zodpovědné za mentální retardaci
1935 C. B. Bridges ­ mapa chromozomů slinných žláz drozofily
C.B. Bridges
1937 T. Dobzhansky ­ ,,Genetics and the Origin of Species", základ
evoluční genetiky
1937 A. F. Blakeslee a A. G. Avery ­ zpráva, že kolchicin indukuje
polyploidii
1941 G. W. Beadle a E. L. Tatum ­ klasické studium biochemické
genetiky u Neurospora,
teorie ,,jeden gen- jeden enzym"
1941 C. Auerbach a M. Robson ­ indukované mutace u drozofily
yperitem (publ. po r. 1946)
1941 K. Mather ­ zavedení termínu ,,polygeny"
1942 S.E. Luria a T.F. Anderson ­ první elektronová mikrofotografie viru
1944 0.T. Avery, C.M. MacLeod a M.McCarty ­ transformace u pneumokoků,
předpoklad, že nositelem dědičnosti je DNA a ne protein
O.T. Avery
S.E. Luria
1946 M. Delbrück, W.T. Bailey a A.D. Hershey ­ genetická rekombinace
M. Delbrück A.D. Hershey
1946 J. Lederberg a E.L.Tatum ­ genetická rekombinace u bakterií
1968 M Delbrück, S.E. Luria, A.D. Hershey ­ Nobelova cena za objevy
v genetice virů
1958 G.W. Beadle, E.L. Tatum, J. Lederberg ­ Nobelova cena za objevy
v genetice
S.E. Luria
1949 J.V. Neel ­ důkaz, že srpkovitá anémie je mendelistická AR choroba
1949 M.L. Barr a E.G. Bertram ­ odlišný pohlavní chromatin v neuronech
samic a samců kočky
B. McClintock
1983 Nobelova cena za objev transpozonů
1950 B. McClintock ­ objev systému Ac, Ds transpozonů u kukuřice
1950 E. Chargaff ­ pravidlo o zastoupení A-T a G-C skupin
v nukleových kyselinách
1952 R. Briggs a T.J. King ­ transplantace jádra z blastuly do
enukleovaného vajíčka žáby
1953 G.D. Snell ­ mnohonásobný alelismus u MHC myši
1953 J.D. Watson a F.H.C. Crick ­ strukturní model DNA
1962 J.D. Watson, F.H.C. Crick, M.H.F. Wilkins ­ Nobelova cena za
objev struktury DNA
J.D. Watson F.H.C. Crick R. Franklin
1954 A.C. Allison ­ první příklad geneticky balancovaného polymorfismu
1955 S. Benzer ­ práce s fágem T4 E. coli, termíny ,,cistron, rekon, muton"
1956 J.H. Tjio a A. Levan ­ určili diploidní počet chromozomů člověka
1958 F.C. Steward, M.O. Mapes a K. Mears ­ vypěstování rostliny
z jedné diploidní buňky sekundárního floému kořene Daucus carota
1959 J. Lejeune, M. Gautier, R. Turpin ­ Downův sy. je trizomie 21
1959 C.E. Ford a kol. ­ Turnerův sy. je monozomie X0
1959 P.A. Jacobs, J. A. Strong ­ Klinefelterův sy. je trizomie XXY
1961 M. F. Lyon, R. B. Russell ­ inaktivace chromozomu X
1961 F.H.C. Crick ­ genetický kód je ze tří písmen
1962 J.B. Gurdon ­ z enukleovaného vajíčka s jádrem střevní buňky
žáby vznikl fertilní jedinec
1965 F. Jacob, J. Monod a A. Lwoff ­ Nobelova cena za výzkumy
v mikrobiální genetice
1966 V.A. McKusick ­ ,,Mendelian Inheritance in Man" ­ katalog 1.487
genetických chorob člověka
(11. edice v r. 1994: 6.678 chorob, nyní on line)
1966 P. Rous ­ Nobelova cena za studium onkogenních virů
1967 C.B. Jacobson a R.H. Barter ­ použití amniocentézy
1967 M.C. Weiss a H. Green ­ použití HAT selekce pro lokalizaci genu pro
tymidin-kinázu (somatická hybridizace)
1968 M. Kimura ­ neutrální teorie molekulární evoluce
1968 R.P. Donahue a kol. ­ první gen u člověka lokalizovaný na autozom
(chrom. 1, gen pro krevní skupinu Duffy)
1968 R.W. Holley, H.G. Khorana, M.W. Niernberg ­ Nobelova cena za
přepis genetického kódu do struktury proteinů
1970 R. Sager a Z. Ramanis ­ první genetická mapa chloroplastového
chromozomu Chlamydomonas (8 genů)
1974 B. Ames ­ test mutagenity
1980 - první patentovaný mikroorganismus
1982 ­ výroba inzulinu pomocí rekombinantní DNA
1987 D.C. Page ­ TDF na chromozomu Y
1987 R.E. Dowey, D.H. Timothy , C.S. Levings ­ CMS u kukuřice
podmíněna mitochondriálním genem
1990 M.K. Bhattcharyya a kol. ­ Mendelův znak svraštělá semena hrachu
je podmíněn inzercí transpozonu do genu pro enzym zodpovědný
za obsah škrobu v embryích hrachu