CG020 Genomika

Přírodovědecká fakulta
podzim 2010 - akreditace
Rozsah
2/0. 2 kr. (plus 2 za zk). Ukončení: zk.
Vyučující
doc. RNDr. Jan Hejátko, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Jakub Horák, Dr. rer. nat. (přednášející)
Garance
doc. RNDr. Jan Hejátko, Ph.D.
Ústav biochemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Osnova
  • Základy bioinformatiky
  • Teorie základních bioinformatických nástrojů: globální vs. lokální přiřazení ( Dot-plot, BLASTa jeho modifikace, FASTA), konstrukce genových map včetně (detekce ORFs, restrikčních míst, …). Základy práce s genomovými databázemi.
  • Identifikace genů
  • Postupy a rozdíly v základních myšlenkových dogmatech reverzní a přímé genetiky. Identifikace genové funkce: in silico (struktura genů a jejich vyhledávání pomocí software pro detekci exonů a míst sestřihu, genomová kolinearita a genová homologie), experimentální identifikace genů (technologie metylačního filtrování, EST knihovny), cíleným umlčováním genů a přístupy získané funkce (T-DNA mutageneze, ektopická nadměrná exprese)
  • Přístupy reverzní genetiky
  • Metody identifikace a analýzy sekvenčně specifických mutantů (příprava sbírky mutantů, vyhledávání sekvenčně specifických mutantů pomocí PCR, vyhledávání sekvenčně specifických mutantů v elektronických databázích), analýza fenotypu a potvrzení příčinné souvislosti mezi fenotypem a inzerční mutací (kongregační analýza, identifikace nezávislé alely, využití nestabilních inzerčních mutagenů a izolace revertantech linií). Umlčování genů pomocí RNAi (mechanismus účinku RNAi, příprava konstruktů pro umlčování genů pomocí RNAi)
  • Přístupy genetiky přímé
  • Využití knihoven inzerčních mutantů v postupech přímé genetiky; vyhledávání v knihovnách inzerčních mutantů podle (vnějšího fenotypu, metabolického profilu, exprese genů zájmu); identifikace mutovaného lokusu (plasmid rescue, inverzní PCR). Využití knihoven bodových mutantů v přímé genetice: Fragmentační analýza a poziční klonování
  • Přístupy funkční genomiky
  • Analýza genové exprese (metody kvalitativní i analýzy genové exprese, transkripční vs. translační fúze, metody regulace transgenů). Metody identifikace funkce genů pomocí přístupů získané funkce (T-DNA aktivační mutageneze, ektopická exprese a systémy regulovatelné genové exprese). Fenotypové profilování (DNA a proteinové čipy, metabolické profilování, metody mikrodisekce). Metody využívané ve funkční genomice rostlin (A. thaliana jako modelový organizmus funkční genomiky rostlin, příprava transgenních rostlin, Southern blot a DNA molekulární hybridizace, izolace genomové DNA, PCR). Nové trendy (chemická genetika).
  • Strukturní genomika
  • Základní strukturní rysy organizace genomů jednotlivých organizmů včetně člověka (viry, eubakterie, kvasinky, vyšší a nižší rostliny, obratlovci). Analýza protein-proteinových interakcí: Význam interakcí NA a proteinů v živých systémech: TF, telomeráza, nukleozómy. Kódující a nekódující DNA: Strukturní geny, RNA geny (rRNA, pre-miRNA a shRNA), transpozony.
  • Moderní postupy funkční genomiky
  • Next-gen sequencing a jeho využití v genomice (analýza genové exprese, identifikace SNPs, metagenomika). Tkáňově specifická analýza genová exprese (buněčně specifické GFP linie a buněčné sortování, mikrodisekce).
  • Úloha lokalizace genových produktů v buňce
  • GFP fůze, imunolokalizace, moderní metody detekce (FLIM, FRAP, fotoaktivovatelné proteiny, FCS).
  • Praktické aplikace funkční genomiky
  • Šlechtění rostlin, individualizovaná medicína, pokročilé biotechnologie (produkce protilátek v rostlinách (imunomodulace), produkce terapeuticky využitelných látek, doplňky stravy). Význam a bezpečnost GMO.
Výukové metody
výuka je založena na ppt prezentacích a jejich výkladu.
Metody hodnocení
zkouška ústní
Další komentáře
Výuka probíhá každý týden.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.