Bi8930 Vývojová a buněčná biologie rostlin

Přírodovědecká fakulta
jaro 2006
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: k.
Vyučující
Mgr. Jiří Friml, Dr. rer. nat. (přednášející), prof. RNDr. Jiří Fajkus, CSc. (zástupce)
Garance
prof. RNDr. Jiří Fajkus, CSc.
Ústav experimentální biologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Fajkus, CSc.
Předpoklady
Předpokladem pro porozumění předmětu je absolvování základů molekulární biologie a genetiky nebo biochemie.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
předmět má 9 mateřských oborů, zobrazit
Cíle předmětu
Co jste vždycky chtěli vědět o tom, jak se dělá věda a nezeptali jste se. Přednáška o vybraných kapitolách z vývojové genetiky a buněčné biologie rostlin pro pokročilé studenty se zájmem o experimentální práci v biologických oborech. Přednáška je vyučována intenzivním blokovým kurzem v povelikonočním týdnu, je velmi neformální a prakticky zaměřena. Podává téměř kompletní přehled současných metod experimentální biologie rostlin a na modelových příkladech z vývojové a buněčné biologie demonstruje jejich použití pro získávání vědeckých poznatků.
Osnova
  • 1. část Současné přístupy a metody experimentální rostlinné biologie - Historický vývoj experimentálních přístupů - Výběr výzkumného tématu - Modelový organismus Arabidopsis thaliana výhody a nevýhody. - Výběr (izolace) oblíbeného genu :Monte Carlo přístupy výběru genu (homolgie, zname domeny) :Od proteinu zpět ke genu (vazba ligandu, enzymova aktivita, člen komplexu) :Funkční komplementace :Výběr na základě expresse (enhancer a Gene trap, rozdíly v expresi) :Forward (klasická) genetika (mutageneza - EMS, T-DNA, transposon, střídavé štěstí genetického screeningu, aktivační tagging, supressor a enhancer screen, chemická genetika, identifikace a ověření genu) :QTL - Funkce genu :Loss of function (reverzní genetika, knihovny mutantů, tilling, antisense, RNAi, immunomodulace, repressní domény, titrace :Gain of function (overexpresse, ektopická a indukovatelná expresse (dvoukomponentovy system), stabilizace proteinu) :Chiméry a mozaiky :Site directed (místně řízená) mutageneza, výměny domén :Analýza fenotypu o Biochemické přístupy, heterologní systémy - Exprese a lokalizace :Northern a Western bloty, RT-PCR :Reporterové geny (transkripční a translační fůze, použití :Markery buněčných typů a buněčných struktur :mRNA in situ hybridizace :Lokalizace proteinů in situ - Přátelé a sousedi :Yeast-two-hybrid, ověření pull down, co-immunoprecipitace :Split ubiquitin :Genetické interakce :Upstream (analýza promotoru :Downstream (microarray, proteomics, second site mutants, educated guess) - Jiné metody a přístupy :DR5 auxin response reporter :Transient transfection :Laserové ablace and laser capture (laserová mikrodisekce :Rekonstituce signálni dráhy v heterologním systému 2. část Od signálu ke genu - Ethylen Učebnicový úspěch genetiky Genetická analýza etylenové signální dráhy, posloupnost a funkce molekulárních členů, Histidine kinase dvoukomponentový system. - Cytokinin Příklad složitosti hormonální regulace u rostlin. Syntéza, degradace, percepce, přenos signálu. Identifikace a verifikace receptorů a dalších členů signální kaskády. Poznatky ze studia protoplastů. - Auxin Velmi žádaný, stale nepochopený Objev auxinu. Izolace členů signální kaskády: biochemie (ABP1), genetika (TIR1, AXRs), molekulární biologie (AUX/IAA a ARF proteiny), pokus o ucelený model. Efekt auxinu na endocytosu a vlastni transport - Auxin transport PINy a jiná zvířena Fyziologie, Chemiosmostický model, molekulární komponenty (PIN a AUX proteiny) exprese, lokalizace, funkce. 3. část Od procesu k mechanismu - Embryogeneze apikalní-bazální osa Pattern formation v embryogenezi. Mutanti Arabidopsis thaliana, identity genů, možná role auxinu, distribuce a transport auxinu, exprese, lokalizace a role PIN proteinů, buněčná polarita, ucelený model. - Organogeneze jednota v různosti Přehled různých organogeních procesů, orgány odvozené ze stonku a kořene, vzájemný vztah mezi místními gradienty auxinu, transportem a vývojem orgánů. - Kořenový meristem zpět ke kořenům Kořenový meristem Arabdidopsis, mezibuněčné signály: klidové centrum kmenové buňky, auxin jako možný signál - Jednotící principy gradienty morfogenů a růstové osy - Radial patterning role transkripčních faktorú SHR/SCR. 4. část Do buňky - GNOM a transport auxinu - GNOM protein biochemická funkce a role ve vývoji rostliny, vztah mezi transportem auxinu a buněčným transportem váčků. - Recyklace PIN proteinů, inhibitory auxinového transportu a jejich efekty, význam recyklace pro auxinový transport - GNOM jako regulátor endosomální recyklace PIN proteinů. - PINOID a polární targetování PIN proteinů - Gravitropismus kořene integrace přístupů Fyziologie, genetika, molekulární a buněčná biologie gravitropismu: Spojení různých přístupů pro pochopení jednoho procesu.
Metody hodnocení
Přednášky, blokově, ukončené kolokviem. Předpokladem pro úspěšné ukončení je aktivní účast na přednáškách a zapojení se do neformální společné rozpravy na závěr kurzu. Rozprava bude rekapitulovat vybraná obtížnější témata z přednášek.
Informace učitele
Přednášky budou probíhat v v areálu nového kampusu PřF v Brně-Bohunicích, Kamenice 3, budova A2; míst. č. 211. Letošní blok přednášek proběhne v povelikonočním týdnu 18-21 dubna. Začátek výuky v 9.00, přestávka na oběd, orientačně do 15.00.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá blokově.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, jaro 2011 - akreditace, podzim 2002, podzim 2003, podzim 2004, jaro 2007, jaro 2008, jaro 2009, jaro 2010, jaro 2011, jaro 2012 - akreditace.