C7201 Základy genomiky

Přírodovědecká fakulta
podzim 2024
Rozsah
2/0/0. 1 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.
Vyučující
doc. Mgr. Petra Procházková Schrumpfová, Ph.D. (přednášející)
Garance
doc. Mgr. Petra Procházková Schrumpfová, Ph.D.
Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. Mgr. Petra Procházková Schrumpfová, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
Nejsou vyžadovány žádné prerekvizity. Vítány jsou základní znalosti biochemie, genetiky nebo molekulární biologie.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cílem předmětu je získat teoretický přehled o základních přístupech současné genomiky. Studenti získají přehled o souvislostech, které mohou ovlivňovat analýzu genomických dat. Seznámí se s variabilitou genomů a regulačními mechanismy, které se podílí na kontrole jednotlivých genů, ale i celých genových rodin Bude také popsána role nekódujících oblastí genomů a jejich význam. Studenti se dozvědí o propojení genomů s transkriptomy a epigenomy.
Výstupy z učení
Na konci přednáškového cyklu budou mít studenti komplexní přehled o moderních přístupech genomiky. Budou schopni využívat a interpretovat informace uložené v genomových databázích a orientovat se v hlavních metodikách používaných pro analýzu genomů pocházejících z různých organismů.
Osnova
  • Úvod do genomiky: vymezení genetických a genomických pojmů; umístění genů na chromosomech; rekombinace; varianty genů; autosomální a gonosomální dědičnost; genetické a fyzické mapy organizace genomu.
  • Variabilita genomů v rámci evoluce: genomy virů, prokaryot, archeií, hub, rostlin a živočichů; C-value paradox; metagenomika; celogenomové a segmentové duplikace; genové rodiny; genom organel (jádro, mitochondrie, chloroplasty) a evoluce eukaryotického genomu.
  • Struktura eukaryotických genů: struktura protein-kódujících genů; funkční a regulační částí genu; základní procesy genové exprese (transkripce, translace); genová nomenklatura; DNA regulační motivy a jejich vyhledávání; komparativní genomika.
  • Struktura prokaryotických genů: operony; funkční a regulačních části prokaryotických genů; genomy s lineárními a cirkulárními chromosomy.
  • Úseky genomů související s geny: pseudogeny; retrogeny; neúplné geny; introny; inzerce / delece, minimální genom.
  • Nekódující úseky genomů: repetitivní sekvence (tandemové, royptýlené) a plasticita genomu; 3D genomika.
  • Genové inženýrství: vnesení genů zájmu do genomu; inzerce, delece, translokace; fúzní geny.
  • Transkriptomika: rozdělení typů RNA; transkriptom kódujících a nekódujících částí genomů a jeho analýza.
  • Epigenomika: genom včetně epigenetických změn na úrovni DNA, histonů; remodelační faktory; vliv epigenomu na transkriptom.
  • Genomové prohlížeče: sestavování genomů a anotace genomů; vizualizace a integrace genomických dat, funkční genomika.
  • Základní metody v genomice: 1D genomové metody (sekvenování první, druhé a třetí generace; bisulfitové sekvenování / TET enzymové sekvenování, ChIP-seq apod.); metody analyzující stav chromatinu (MNase-seq, DNase-seq, FAIRE-seq, and ATAC-seq apod.); metody pro zjištění 3D genomové architektury (3C, 4C, 5C, Hi-C, ChIP-loop, TADs apod.).
Literatura
  • Genomics: A Very Short Introduction, Archibald, John M.,Oxford University Press, 2018, ISBN 9780198786207
  • Genomes, Brown TA, Genomes, ISBN 0367674076, 2023
  • SNUSTAD, D. Peter a Michael J. SIMMONS. Genetika. Translated by Jiřina Relichová. Druhé, aktualizované vydá. Brno: Masarykova univerzita, 2017, xix, 844. ISBN 9788021086135. info
  • ALBERTS, Bruce. Molecular biology of the cell. 5th ed. New York, N.Y.: Garland science, 2008, xxxiii, 12. ISBN 9780815341062. info
Výukové metody
Hlavní výukovou metodou jsou přednášky, které představují obecné příklady a principy, jež budou umístěny do širšího kontextu. Zvláštní důraz bude kladen na souvislosti, které mohou usnadnit pochopení analýzy genomických dat.
Metody hodnocení
Typ závěrečné zkoušky: Písemná zkouška.
Náhradní absolvování
Znalost učiva lze doložit dodatečným absolvováním písemného testu po návratu ze zahraničí.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015.
  • Statistika zápisu (nejnovější)
  • Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/podzim2024/C7201