Evolutionary genomics

Guarantor

Relichová Jiřina, prof. RNDr., CSc.

Language of instruction

Czech

Completion

Examination (written+oral)

Time span

26 hrs lectures

Assessment points

100 pts final exam

Department

Přírodovědecká fakulta (PřF MU)

Study literature

J. Maynard Smith and E. Szathmary: The major transitions in evolution (1995) Oxford University PressRyan Gregory: The evolution of the genome (2005) Elsevier T.A. Brown: Genomes (1999) BIOS Scientific Publishers, Oxford
KEJNOVSKÝ, Eduard a Roman HOBZA. Evoluční genomika. Elportál, Brno: Masarykova univerzita, 2006. ISSN 1802-128X.

Syllabus of lectures

Vznik života Kosmologická předehra. Atributy života. Vznik života. Abiogeneze klasická a moderní. Urey-Millerův experiment. První genetické systémy na bázi proteinů, nukleových kyselin. Ribozymy. Vznik genetického kódu a proteosyntézy. Teorie jílů. Převzetí genetické role molekulami DNA. Panspermie a extremofilové. Zvláštnosti života a život na bázi křemíku a jiných rozpouštědel.
Relikty světa RNA a první genomy Důkazy RNA světa. Vznik RNA světa. Evoluční osud prvních RNA replikátorů. Relikty světa RNA - tRNA (od replikace k proteosyntéze), ribozóm, spliceosom, snorposom, telomeráza, srpRNA, gRNA, vaultRNA, RNázaP. Viry a viroidy - staré nebo mladé, funkční relikty světa RNA, jsou viry živé?
Svět malých RNA, RNA interference (RNAi) Historie objevení podstaty RNAi. RNAi a její úloha v evoluci. Úloha malých RNA v buňce (siRNA, miRNA, piRNA), dicer a RISC komplex. Rozdíly v RNAi mezi rostlinami a živočichy. Použití RNAi v genovém inženýrství.
Evoluce genomů Velikosti genomů a paradox hodnoty C. Minimální genom. Mechanizmy zvětšování genomů, genomová obezita u rostlin. Topografie genomů - uspořádání genů v genomech, syntenie a kolinearita. Počty chromosomů u různých druhů, úloha multiplikací, chromosomové přestavby, B chromosomy. Izochory.
Polyploidizace Genetické a epigenetické interakce genomů u polyploidů, sterilita hybridů. Polyploidie a speciace. Polyploidie u živočichů a u rostlin, polyploidie a geografická distribuce druhů. Evoluční důsledky polyploidie.
Evoluce genů První geny. Anatomie genů. Původ nových genů. Mechanizmy evoluce nových genů. Introny - staré nebo mladé? Alternativní sestřih. Genové rodiny, pseudogeny, orfony a počty genů. Horizontální přenos. Nedávno vzniklé geny. Velikosti genů. Zvláštní geny.
Dynamika genomů I. Repetitivní DNA jako dominantní složka genomů. Změna paradigmatu v genetice - genom je dynamický. Mobilní genetické elementy (transpozony). Podíl repetitivní DNA na velikosti genomů. Retroelementy - retroviry, retrotranspozony, retropozony, bakteriální retrony. DNA transpozony Původ a evoluce transpozonů.
Dynamika genomů II. Funkce transpozonů. Koevoluce transpozonů a hostitele: konflikt-kompromis-kooperace. Obrana hostitele - umlčování transpozonů. Transpozony užitečné pro hostitele - domestikace transpozonů. Explozivní amplifikace transpozonů v evoluci savců. Tandemové repetice. Mikrosatelity. Genomy organel jako pozůstatky prokaryotických organizmů. Objev promiskuitní DNA. Migrace genů do jádra. Mechanizmus přenosu genů do jádra. Genomy organel a vnitrobuněční parazité.
Evoluce sexuality. Pří