1 / 68

Ģenētika un evolūcija

Ģenētika un evolūcija. 2. kurss 2013./2014. m.g . Mācību līdzekļi. M. Misiņa, V. Loža. Ģenētika. 1991. W. S. Klug, M. R. Cummings. Concepts of Genetics. 7th ed. 2003. R. Tamarin. Principles of Genetics. 7th ed. 2002. Testā neko vairāk, kā to, kas dots lekcijās 2 mājas darbi.

tate
Download Presentation

Ģenētika un evolūcija

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Ģenētika un evolūcija 2. kurss 2013./2014. m.g.

  2. Mācību līdzekļi • M. Misiņa, V. Loža. Ģenētika. 1991. • W. S. Klug, M. R. Cummings. Concepts of Genetics. 7th ed. 2003. • R. Tamarin. Principles of Genetics. 7th ed. 2002. • Testā neko vairāk, kā to, kas dots lekcijās • 2 mājas darbi

  3. Ģenētikas priekšmets Ģenētika – bioloģijas nozare, kas pēta organismu iedzimtību un mainību Iedzimtība un mainība - viena procesa divas puses • līdzība: starp vecākiem un pēcnācējiem, brāļiem, māsām … • mainība: atšķirības starp ...; jaunu pazīmju parādīšanās Visas bioloģijas nozares ir saistītas ar iedzimtību, tāpēc dažreiz grūti novilkt robežu starp ģenētiku un citām nozarēm

  4. Ģenētikas nozīme Jebkurai zinātnes nozarei ieguldījums • teorijā • praksē

  5. Teorētiskā nozīme Dzīvās dabas attīstība • evolucionārā (filoģenēze) • genotipu izmaiņas (adaptācija) nevar izskaidrot bez ģenētikas • individuālā (ontoģenēze) • ģenētiskās informācijas realizācija (jebkurš bioloģisks process) nevar izskaidrot bez ģenētikas

  6. Praktiskā nozīme Cilvēkam nepieciešama • pārtika mūsdienās ikdienas no bada mirst apm. 25 000 cilvēku • laba veselība • kvalitatīva dzīves vide Pārtikas ieguve • medniecība • zvejniecība • lauksaimniecība • tehnoloģija • šķirnes (izveido ar selekciju)

  7. Selekcija Selekcija (no ģenētikas viedokļa) – jaunu, cilvēka vajadzībām piemērotu genotipu veidošana Selekcija faktiski ir cilvēka vadīta evolūcija Ģenētika selekcijas teorētiskā bāze • izpratne, kas notiek selekcijas procesā • jaunu genotipu veidošanas un to novērtēšanas metožu izstrāde

  8. Veselība • Slimības • iedzimtās • izpratne • ārstnieciskie preparāti • diagnostika (t. sk. prenatālā) • ģenētiskās konsultācijas • gēnu terepija • iegūtās • izpratne • ārstnieciskie preparāti • diagnostika • ārstniecisko preparātu ražošana (biotehnoloģija)

  9. Vide • Vides mutagēni • dabas piesārņojums • celtniecības materiāli • pārtika (!)

  10. Sporta medicīna

  11. Sporta medicīna

  12. Bioloģiskā daudzveidība • Ģenētiskā daudzveidība • vides kvalitāte • izejmateriāls selekcijai • liegumi, ģenētiskie rezervāti, gēnu bankas un tt.

  13. Ģenētika mūsdienās Straujš progress pateicoties molekulārās bioloģijas un ģenētikas metožu attīstībai • genoma tiešā analīze, t.sk. pilna sekvenēšana • mērķtiecīga manipulēšana ar genomu • Plaša sabiedrības uzmanība • GMO (ģenētiski modificētie organismi) • klonēšana • gēnu terapija

  14. No gēna līdz gēna realizēšanas kontrolei Radīta mākslīgā gaļa, kura izaudzēta laboratorijā no cilmes šūnām. Cena pagaidām astronomiska: 250 tūkstoši britu mārciņu par 143 gramiem. http://www.tvnet.lv/zala_zeme/zala_dzive/473413-radita_maksliga_gala_cena_pagaidam_astronomiska_250_tukstosi_par_143_gramiem

  15. Ģenētika • Kā zinātne no 1900. g. • Terminu ģenētika [no gr. genesis – izcelsme] 1905. g. ieviesa angļu zinātnieks V. Betsons • Līdz tam (arī vēlāk) “mendelisms” William Bateson (1861-1926) Vēstule Adam Sedgwick

  16. Mendeļa darba atklājēji, 1900. g • holandiešu zinātnieks H. de Frīzs (Hugo de Vries, 1848-1935) • vācu zinātnieks K. Korenss (Carl Correns, 1864-1933) • austriešu zinātnieks Ē. Čermaks (Erich von Tschermak, 1871-1962)

  17. Pirms Mendeļa Homunkuļi (preformisms -epiģenēze) Charles Naudin (1815-1899) (skaldīšanās, dominēšana) Charles Darwin (1809 –1882) (pagaidu panģenēzes teorija, formējošā substance, gemulas)

  18. G. Mendelis(1822- 1884) Pētījumi par augu hibrīdiem • Referāts 1865. g. 8. februārī un 8.martāBrennes (Brünn, mūsdienās Brno) Dabas pētnieku biedrībā • Nopublicēts biedrības rakstos 1866. g. Verhandl. Naturforsch. VereinesBrünn, 1866, 4, Abhandlungen, S. 3-47 Pirmais izdevums Tulkojums 1979. g.

  19. Mendeļa pētījuma pamatnostādnes • izmantot tīrās līnijas • analizēt atsevišķu pazīmju iedzimšanu • audzēt visus iespējamos pēcnācējus • veikt rūpīgu skaldīšanās matemātisko analīzi Christian Doppler

  20. Mendeļa eksperiments

  21. Eksperimenta vieta

  22. Mendeļa eksperimentsmonohibrīdā krustošana • F1 paaudzes vienveidība • F2 paaudzē fenotipiskā skaldīšanās 3:1 • Galvenie secinājumi: • pazīmes nosaka īpaši iedzimtības faktori, kuri kombinējas no mātes un tēva • šie faktori ir “stiprāki” un “vājāki”, bet nepazūd pat ja neizpaužas Mendelējošie gēni/pazīmes Dominantais faktors - lielais burts Recesīvais faktors - mazais burts

  23. Dihibrīdā skaldīšanās Genotipi (3n) AABB 1 AABb 2 AAbb 1 AaBB 2 AaBb 4 Aabb 2 aaBB 1 aaBb 2 aabb 1 Fenotipi (2n) A–B– 9 A–bb 3 aaB– 3 aabb 1

  24. G. Mendeļa likumsakarības(likumi) 1. F1 paaudzes hibrīdu vienveidība 2. Skaldīšanās F2 paaudzē noteiktā dominanto un recesīvo formu skaitliskās attiecībās 3. Dažādu pazīmju pāru neatkarīga iedzimšana (brīvā kombinēšanās)

  25. Hieracium - marauga Karl Wilhelm von Nägeli (1817-1891) [cytoblasts]

  26. Ģenētikas modeļobjekti • zirņi (Mendelis) • drozofila • Arabidopsis thaliana (Tāla sīkplikstiņš) • peles • rīsi • Escherichia coli • Saccharomyces cerevisiae

  27. Zinātnieki ar lielu ieguldījumu ģenētikas attīstībā 20. gadsimtā Thomas Morgan (1866-1945) Herman Joseph Muller (1890-1967)

  28. Zinātnieki ar lielu ieguldījumu ģenētikas attīstībā 20. gadsimtā Sergejs Četverikovs Theodosius Dobzhansky (1880-1959) (1900-1975)

  29. Zinātnieki ar lielu ieguldījumu ģenētikas attīstībā 20. gadsimtā Barbara McClintock (1902-1992) James Watson & Francis Crick

  30. Ģenētika PSRS Nikolajs Timofejevs-Resovskis Nikolajs Koļcovs Nikolajs Vavilovs

  31. Ģenētika PSRS

  32. Ģenētika Latvijā Valdis Dišlers (1928-1985) Jānis Lūsis (1897-1979)

  33. Mūsdienu ģenētikas virzieni • Tradicionālā (tiešā – angl.forward) ģenētika • Reversā (atgriezeniskā – angl.reverse) ģenētika • Genomika • Bioinformātika (salīdzinošā genomika) • Proteomika • Funkcionālā genomika

  34. Ģenētikas metodes • Klasiskā (vispārējā) • hibridoloģiskā (skaldīšanās pēcnācējos) • populāciju ģenētika • citoģenētika • Molekulārās bioloģijas • molekulārie marķieri • in situ iezīmes • sekvenēšana (sekvencēšana) • bioinformātika

  35. Gēns • terminu 1909. g. ieviesa dāņu zinātnieks Vilhelms Johansens • laika gaitā gēna jēdziens ir mainījies Gēns – iedzimtības faktors, kura funkcija ir organisma specifisko īpašību nosacīšana. WilhelmJohannsen (1857-1927)

  36. Gēni Gēni ir NS sekvences, kuras kodē informāciju par proteīniem vai noteiktam RNS molekulām. Gēnu garums svārstās no 100 līdz vairāku miljonu bp.

  37. Gēni • Unikāli gēni • Gēnu ģimenes • tandēmas (rRNS kodējošie gēni) • disperģētās (albumīni, histoni, hemoglobīns)

  38. Gēni • Pseidogēni – funkcionālo gēnu defektīvās kopijas • pseidogēns nevar tikt izmantots kā "ieraksts" (template) proteīna sintēzei • pseidogēni var regulēt oriģinālo gēnu ekspresiju

  39. Lokuss - alēle Lokuss– vieta hromosomā. bieži izmanto kā sinonīmu terminam gēns (ar identisku apzīmējumu) - funkcionāls gēns - molekulārs marķieris Alēles– dažādas viena gēna alternatīvas formas, kas nosaka pazīmju fenotipisko dažādību. Multiplās alēles – viena gēna vairāku alēļu (vairāk nekā divu) sērija.

  40. Multiplās alēles Drozofīlas acu krāsa Vairāku alēļu klātbūtne populācijā – ģenētiskais polimorfisms

  41. ABO asins grupas IA- ii IB- Karl Landsteiner (1868-1943)

  42. Multiplās alēles Cik alēles var būt vienam gēnam? • ja gēnā 100 bp • katrā pozīcija var būt kāds no četriem nukleotīdiem iespējamais alēļu skaits ir 4100 • ne visas alēles izpaužas fenotipā • visas alēles var konstatēt tikai ar lokusa sekvenēšanu • SNP - single nucleotide polymorphism

  43. Multiplās alēles Fenilketonūrija fenilalanīns tirozīns fenilalanīna hidroksilāza • Parasti uzskata, ka enzīmu kodē viens gēns ar divām alēlem (nefunkcionālā ir recesīva) • Molekulārā analīze parādīja vismaz 50 alēles lokusā • Lielākā daļa no alēlem bez efekta • 8 alēlem enzīmu aktivitāte homozigotā stāvoklī no 1 līdz 50% no normas.

  44. Gēnu skaits dažādiem organismiem

  45. DNS daudzums genomā

  46. Genomu izpētes projekti http://www.genomesonline.org

  47. Genoma projekti - valstis http://www.genomesonline.org/gold_statistics.htm

  48. Arabidopsis thaliana (L.) Heynh.Tāla sīkplikstiņš Izplatība. Eiropas un Rietumāzijas suga, kas mūsdienās plaši izplatījusies ārpus pamatareāla. Latvijā bieži visā teritorijā. Biotopi. Dažāda lieluma grupas sausās vietās mežos, pļavās un smiltājos, kā arī sausās nezālienēs.

  49. Thalassiosirapseudonana Dinofiti. Bruņuvicaiņi, siliciju saturošas aļģes

  50. Gēnu skaits

More Related