“Генетика” - курс 2800 rub. от MSU, обучение 15 седмици. (4 месеца), Дата: 7 декември 2023 г.
разни / / December 10, 2023
Лекция 1. Менделизъм. Експериментите на Г. Мендел и неговите последователи.
Хибридологичен анализ. Монохибридно кръстосване, доминиране на един от родителските признаци във F1 и сегрегация в E2 (3:1). Анализиране на пресичането. Наследственият фактор е отделна единица на наследствеността - ген. Концепцията за гена на ябълката, изявление на принципа, че не чертите се наследяват, а алелите на гените контролират тяхното развитие
Лекция 2. Дихибридно кръстосване. Доминиране във F1 и разделяне във F2 (9A-B-: ZA-bb: 3aaB-: 1 aabv). Самостоятелна комбинация и независимо унаследяване на белези. Цитологична основа на явлението. Неалелно взаимодействие на гени. Ген и черта. Проникване и изразителност на чертата. Нормална реакция на генотипа. Официален генетичен подход за анализиране на наследяването на черти. Видове взаимодействие на неалелни гени: комплементарни, епистатични, полимерни.
Лекция 3. Хромозомна теория на наследствеността T.G. U1орган.
Наследствени фактори - гените са локализирани в хромозомите.
Гените са разположени върху хромозомата в линеен ред и образуват група на генно свързване. Между хомоложните хромозоми може да възникне обмен на участъци (кросингоувър), което води до нарушаване на генната кохезия, т.е. генетични
рекомбинация. Степента на кросинговър е функция на разстоянието между гените на хромозомата. Генетичните карти характеризират относителните разстояния между гените, изразени като процент на кръстосване.
Лекция 4. Генна теория. Сложна генна структура. Функционални и рекомбинационни тестове за алелизъм.
Лекция 5. Генетика на пола. Сексът е сложна, генетично контролирана черта. Генетични) и епигенетични фактори за определяне на пола. Гени, които контролират определянето и диференциацията на пола. Хромозомно определяне на пола. Основната функция на половите хромозоми (X, Y и W, Z) е да поддържат половия диморфизъм и основното съотношение на половете (N♂/N♀=1). Унаследяване на белези, свързани с пола. Реципрочни кръстове. Липса на уеднаквяване при хибридите F1 и унаследяване на признака по "кръстосан" тип. Първично и вторично неразпадане на половите хромозоми. Гинандроморфизъм.
Лекция 6. Мутационна и модификационна изменчивост. Наследствената изменчивост - мутационна и комбинирана - се характеризира с промяна в генотипа. Модификация – ненаследствена изменчивост – модифицира фенотипа на даден организъм в границите на нормалната реакция на генотипа. Мутацията е дискретна промяна в черта, която се унаследява през редица поколения организми и клетки. Класификация на мутациите: според структурата на генетичния материал; по местоположение; по алелен тип; поради възникване.
Генетични последици от замърсяването на околната среда. Мутагенни фактори Мониторинг на нивото на честота на различни видове мутации в едни и същи географски местоположения. Скрининг за мутагенна активност на лекарства, хранителни добавки, нови индустриални химични съединения. Обхватът на проявление на модификационната променливост на организъм с непроменен генотип е нормата на реакцията.
Лекция 7. Процес на мутация: спонтанен и индуциран. Мутационният процес се характеризира с: универсалност и причинно-следствена връзка, статистика и определена честота и продължителност във времето. Спонтанните мутации възникват в резултат на грешки във функционирането на ензимите за синтез на ДНК матрица. Генетичен контрол на мутационния процес. Гени мутатори, гени антимутатори. Системи за възстановяване на генетични увреждания.
Модели на индуцирана мутагенеза (радиационна, химична и биологична). Дозова зависимост, времеви характер, мощност на дозата (концентрация), премутационни промени в генетичния материал и др.
Методи за количествено отчитане на мутациите. Молекулярни механизми на възникване на генни мутации и хромозомни пренареждания. "Адаптивна" мутагенеза. Проблемът с „наследяването на придобити характеристики“.
Лекция 8. Популационна генетика. Всяка популация се състои от индивиди, които се различават в една или друга степен по генотип и фенотип. За да разберем генетичните процеси, протичащи в популацията, е необходимо да знаем: 1) какви модели управляват разпределението на гените между индивидите; 2) дали това разпределение се променя от поколение на поколение и ако се променя, тогава как. Според формулата на Харди-Вайнберг, в идеална популация в равновесие, пропорциите на различните генотипове трябва да останат постоянни за неопределено време. В реалните популации тези дялове могат да се променят от поколение на поколение поради редица причини: малък размер на популацията, миграция, селекция на мутации, генофонд популации, геногеография (A.S. Серебровски), генетична хетерогенност на природните популации (S.S. Четвериков), генетично-автоматични процеси (N.P. Дубинин).
Лекция 9.10. Генетика на развитието. Съвременната биология на развитието е смесица от ембриология, генетика и молекулярна биология. Мутациите на гените, които контролират различни етапи от индивидуалното развитие, позволяват да се идентифицира времето и мястото на действие нормален алел на даден ген и идентифицирайте продукта на този ген под формата на и - РНК, ензим (полипептид) или структурен протеин. Генетичен контрол на определянето и диференциацията на пола. Моделни обекти на генетиката на rachvitia: Drosophila melanogaster - плодова мушица, Caenorhabditis elegans - кръгъл червей, нематода, Xenopus laevis - жаба с нокти, Mus musculus - лабораторна мишка, Arabidopsis Талиана
Проблеми на генетиката на развитието: анализ на диференциалната генна активност,
дейност. Хомеотични мутации, тяхната роля в ранните етапи на онтогенезата. Епигенетика на индивидуалното развитие и нейните перспективи. Генетичен импринтинг. Ролята на апоптозата (генетично програмирана клетъчна смърт) и некрозата по време на индивидуалното развитие на многоклетъчните организми. АЛОФЕННИ МИШКИ – генетични мозайки.
За разлика от животните, при растенията от соматичните клетки на формирания организъм е възможно да се получи възрастно, пълноценно растение (моркови, тютюн, домати), способно на полово размножаване. От изолирана клетка под въздействието на растителни хормони може да се получи цяло растение.
Проблемът с препрограмирането на генома в диференцирани животински клетки. Ембрионални стволови клетки (ЕСК). Тотипотентност, плурипотентност и мултипотентност на различни видове клетки. Генериране на индуцирани плурипотентни човешки фибробластни клетки (iPS) с помощта на индуктори на препрограмиране на транскрипционни фактори Oct4, Sox2, c-Mic, Klf4
и Наног.
Клониране на гръбначни животни (овцата Доли, 1997), вече са клонирани десетки видове животни от класа на бозайниците (мишка, крава, заек, прасе, овца, коза, маймуна резус и и т.н.).
Лекция 11,12. Човешка генетика. Биосоциална природа на човека. Антропогенетика и медицинска генетика. Методи на изследване: генеалогичен, близначен, цитологичен, биохимичен, молекулярно-генетичен, математически и др.
Менделски - моногенни и мултифакторно-полигенни признаци. Нормален човешки кариотип. Диференциално оцветяване на хромозоми и метод на Фиш. Хромозомни аберации и свързани генетични синдроми.
Методи за картографиране на човешкия геном. Хибридизация на човешки и миши соматични клетки. Секвениране на човешкия геном (3.5x109 bp).. Геномика (структурна, функционална, фармакогеномика, етногеномика и др.).
Генетичният полиморфизъм е в основата на човешкото биоразнообразие Видове ДНК полиморфизъм (по брой и разпределение на подвижните генетични елементи; по броя на копията на тандемни повторения и т.н.).
Медицинска генетика. Развитие на медико-генетичното консултиране. Пренатална диагностика (кариотипиране; ДНК маркери, биохимични и имунологични маркери; прогноза за потомство). Демографска генетика.
Евгеника, генна терапия, генетична сертификация (проблеми и спорни въпроси).
Лекция 13. Генетични основи на селекцията. Селекция на растения и животни. Изходен материал (диви форми, районирани сортове растения и фабрични породи животни, инбредни линии).
Хибридизация - методи на кръстосване - междувидово, междупородно кръстосване, инбридинг (аутбридинг, инбридинг), индустриално кръстосване.
Методи за подбор (масово - индивидуално, по фенотип - по генотип, по родословие - по качество на потомството). Хибридна царевица (прости и двуредови хибриди). Междинни яйчни и месни хибриди на пилета.
Явленията хетерозис и инкубация - депресия.
Междуродов плодороден хибрид от репички и зеле (Raphanobrassica).
Биотехнология и използване на трансгенни организми.