GENETIKA - ČZU
Transcript of GENETIKA - ČZU
![Page 1: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/1.jpg)
GENETIKA
dědičnost x proměnlivost
![Page 2: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/2.jpg)
Dědičnost
Schopnost organismů přenášet genetickou
informaci z rodičovské generace na
generaci potomků.
identická dvojčata
![Page 3: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/3.jpg)
Variabilita (proměnlivost)
Schopnost organismů vytvářet různé
formy, vizuálně odlišitelné.
(Tulipa sp.)
![Page 4: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/4.jpg)
Mezidruhová genetická
variabilita
blecha obecná
(Pulex iritans)
slon africký (Loxodonta africana)
X
![Page 5: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/5.jpg)
Vnitrodruhová genetická
variabilita
variabilita odrůd jabloní
Malus x domestica
![Page 6: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/6.jpg)
Kvalitativní a kvantitativní
znaky
Kvalitativní znaky:
• Řízeny malým počtem genů velkého
účinku - majorgeny.
• Minimální vliv vnějších podmínek
• Je dán konkrétní počet alternativ znaku.
• Slovní popis: barevné projevy, tvary.
![Page 7: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/7.jpg)
Kvalitativní a kvantitativní
znaky
Kvantitativní neboli metrické znaky:
• Řízeny větším počtem genů maléhoúčinku – minorgeny.
• Vyjadřují se číselnou hodnotou ajednotkou měřeného znaku.
• Plynule proměnlivá variabilita, které seposuzuje statistickými parametry.
• Výrazně ovlivňovány podmínkamivnějšího prostředí.
![Page 8: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/8.jpg)
Rozdíly mezi kvalitativními a
kvantitativními znaky
Kvalitativní znaky:
• ???
Kvantitativní znaky:
• ???
Dalmatin Čivava
![Page 9: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/9.jpg)
Negenetická variabilita
kupírování ocasu
rozdílná
úprava
srsti
Pudl velký bílý
![Page 10: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/10.jpg)
Rozdíly mezi genetickou a
negenetickou variabilitou
Genetika umožňuje rozlišit příčiny vzniku
variability organismů.
Genetická variabilita –
panašování listů u chmele
Humulus japonicus
Negenetická variabilita
způsobená napadením
chmele (Humulus
lupulus) peronosporou
chmelovou
(Peronoplasmopara
humuli )
![Page 11: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/11.jpg)
Rozdělení genetiky
Podle úrovně výzkumu:
• molekulární genetika
• cytogenetika
• genetika jedinců
• populační genetika
![Page 12: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/12.jpg)
Rozdělení genetiky
Podle organismů, které jsou zkoumány:
• genetika mikroorganismů
• genetika rostlin
• genetika živočichů
• genetika člověka
![Page 13: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/13.jpg)
Molekulární podstata
dědičnosti
![Page 14: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/14.jpg)
Zápis, přenos a realizace
genetické informace
Zápis v buňkách v podobě molekul nukleových
kyselin (DNA, RNA).
Přenos do nových buněk prostřednictvím replikace
DNA.
Realizace prostřednictvím transkripce a translace.
Transkripce: přepis G.I. do podoby RNA
Translace: překlad G.I. do podoby proteinu
![Page 15: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/15.jpg)
Ústřední dogma molekulární
genetiky
![Page 16: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/16.jpg)
Struktura
DNA
Dusíkaté báze:
Purinové báze:
adenin, guanin
Pyrimidinové báze:
cytosin, thymin
Vzájemná
komplementarita
bází
![Page 17: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/17.jpg)
Strukura
DNA
Každé vlákno
lineární
molekuly má
konec 5´ a 3´.
Označení
vyplývá z
číslování
atomů uhlíku
2-deoxyribózy.
Vlákna jsou
orientována
antiparalelně.
![Page 18: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/18.jpg)
Způsoby zápisu informace
![Page 19: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/19.jpg)
Molekulárněgenetická definice
genu
Gen = úsek molekuly DNA,
kódující podobu a řídící syntézu
určitého polypeptidového řetězce.
![Page 20: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/20.jpg)
Každý gen obsahuje informaci
pro tvorbu proteinu
zjednodušené schéma
![Page 21: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/21.jpg)
Prokaryotické a eukaryotické
geny
Pro eukaryotní geny je charakteristický výskyt kódujících
oblastí (exony) a nekódujících oblastí (introny).
![Page 22: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/22.jpg)
Replikace DNA
Enzymatický jev vedoucí ke zdvojení molekul
DNA
![Page 23: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/23.jpg)
Semikonzervativní
replikace DNA
Dceřiné molekuly DNA:
•jedno vlákno původní
•jedno vlákno nově
syntetizované
![Page 24: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/24.jpg)
Semidiskontinuita replikace
DNA
Tvorba nového řetězce probíhá vždy ve směru 5´-3´.
Podle vlákna s orientací 3´-5´ ve směru replikace
probíhá replikace spojitě – hovoříme o vedoucím
vláknu.
Podle druhého původního vlákna s orientací 5´-3´ ve
směru replikace probíhá replikace po krátkých
úsecích, které se nazývají Okazakiho fragmenty.
(váznoucí neboli opožďující se vlákno).
![Page 25: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/25.jpg)
Od DNA
k proteinu
![Page 26: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/26.jpg)
Transkripce
Proces vzniku molekul RNA je označován jako
přepis neboli transkripce.
transkripce v elektronovém mikroskopu
![Page 27: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/27.jpg)
Struktura molekuly RNA
RNA nevytváří
dvoušroubovicovou
strukturu.
Cukernou složkou
jsou molekuly
ribózy.
Thymin (T)
nahrazen uracilem
(U).
![Page 28: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/28.jpg)
Typy molekul RNA
Tři funkční typy molekul RNA:
• mRNA (mesenger) určuje pořadí
aminokyselin v polypeptidovém řetězci.
• tRNA (transfer) zajišťuje přísun správných
aminokyselin do vznikajícího řetězce.
• rRNA (ribosom) součást ribozómů.
![Page 29: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/29.jpg)
Molekula tRNA – struktura
jetelového list
![Page 30: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/30.jpg)
Schéma proteosyntézy
![Page 31: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/31.jpg)
Translace
molekuly mRNA
Translace probíhá v cytoplazmě
v organelách ribozómech.
Genetická informace je čtena
po trojicích bází (kodónech) na
mRNA.
Správné aminokyseliny jsou
zabudovány na základě
komplementarity mezi kodónem
mRNA a antikodónem tRNA.
![Page 32: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/32.jpg)
Eukaryotní
ribozóm
![Page 33: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/33.jpg)
Průběh
translace
Translace je
tvořena fázemi:
• iniciace
• elongace
polypeptidového
řetězce
• terminace
![Page 34: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/34.jpg)
Genetický kód
Vlastnosti genetického kódu:
•tripletový – o zabudování jedné aminokyseliny rozhoduje trojice
bází neboli triplet neboli kodón.
•degenerovaný – jedna aminokyselina může být kódována více
triplety.
•univerzální
•nepřekrývavý – u eukaryot se triplety překládají v pořadí, jak jsou
umístěné za sebou na molekule mRNA.
![Page 35: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/35.jpg)
Cytogenetika
Zkoumá
dědičnost a
proměnlivost
organismů na
buněčné
úrovni.
![Page 36: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/36.jpg)
Buněčná doktrina
Robert Wirchow (1858)
„Buňky vznikají z buněk a jedinou možnou
cestou jak vytvořit více buněk, je dělení
buněk, které již existují“.
![Page 37: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/37.jpg)
Genetická výbava virů
Viry se vyznačují variabilitou svého genomu.
![Page 38: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/38.jpg)
Genetická výbava prokaryot
bakteriální chromozóm - základní rozměrná
kružnicová molekula ds DNA
plazmidy - menší cirkulární molekuly ds DNA
(souvisí s konjugací nebo virulencí)
![Page 39: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/39.jpg)
Genetická výbava eukaryot
genom – základní výbava uložená v jádře ve
formě lineárních molekul ds DNA.
plazmon - soubor cirkulárních nebo
lineárních molekul DNA v semiautonomních
organelách (mitochondrie, plastidy)
![Page 40: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/40.jpg)
Mikroskopická struktura jádra
endoplazmatické
retikulum
heterochromatin
euchromatin
jaderná blána
jaderný pór
jadérko
organizátor jadérka
![Page 41: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/41.jpg)
Chromatin
komplex DNA a různých typů proteinů
heterochromatin - geneticky málo aktivní
(vysoký stupeň kondenzace DNA)
euchromatin - geneticky aktivní oblast jádra
(nízký stupeň kondenzace DNA)
![Page 42: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/42.jpg)
Organizace jaderného genomu
DNA
geny
chromozómyjádro
![Page 43: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/43.jpg)
Histony
Na stavbě chromozómu se podílejí
proteiny histonové a nehistonové povahy.
Histony jsou bazické bílkoviny. Vždy dva
histony H2A, H2B, H3 a H4 vytvářejí
oktamer
Nukleozóm – oktamer histonů s
navinutou DNA
Histon H1 propojuje vždy sousední
nukleozómy a vytváří chromatinové
vlákno o průměru 30 nm.
![Page 44: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/44.jpg)
Karyotyp, autozómy a
gonozómy
Karyotyp – stabilní soubor
chromozómů umístěných v
jádře
Dvojice (páry) morfologicky
shodných homologních
chromozómů.
gonozómy určující pohlaví
jedince pár XX – žena, XY -
muž.
Zbývající chromozómy jsou
označovány jako autozómy.
karyotyp geneticky zdravého
muže
![Page 45: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/45.jpg)
Idiogram
idiogram - grafické
vyjádření ideálního
karyotypu
Pro popis chromozómů
se využívá techniky
proužkování.
idiogram geneticky zdravého muže
![Page 46: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/46.jpg)
Popis chromozómu
dlouhé
rameno
krátké
rameno
centroméra
sesterské chromatidy – vzniklé replikací DNA
DNA
teloméry
![Page 47: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/47.jpg)
Satelity chromozómů
satelit - přívěsek.
sekundární konstrikce - místo
oddělující satelit
rameno
sekundární konstrikce
satelit
![Page 48: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/48.jpg)
Polyténní chromozómy
polyténní chromozóm
Tyto chromozómy se vyskytují například ve
slinných žlázách larev některých druhů
hmyzu.
![Page 49: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/49.jpg)
Buněčný cyklus somatické
buňky
Buněčný cyklus popisuje procesy, které
probíhají v buňce mezi dvěma po sobě
jdoucími cytokinezemi.
![Page 50: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/50.jpg)
Detailní členění buněčného
cyklu
Interfáze buněčného cyklu
se člení na:
G1 fázi
S fázi
G2 fázi.
Jestliže se buňka dostane
do nevhodných podmínek,
může z G1 fáze přejít do
fáze G0, která zastaví
ostatní kroky cyklu.
Přechod jednotlivých fází je řízen
enzymem cyklin-dependentní
kinázou (CDK) a proteinem
cyklinem.
![Page 51: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/51.jpg)
Karyokineze a cytokineze
Procesy, které související s dělením jádra
jsou označovány jako karyokineze.
Termín cytokineze označuje mechanismy
dělení buňky.
Karyokineze předchází cytokinezi.
![Page 52: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/52.jpg)
Karyokineze – dělení jádra
Jaderná
dělení
Dělení přímá bez kondenzace
chromozómů
Dělení nepřímá – nejprve
rozdělení počtu chromozómů,
potom rozdělení jádra.
MITÓZA
AMITÓZA
MEIÓZA
![Page 53: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/53.jpg)
Amitóza
dělení jádra bez kondenzace chromozómů.
Jádro i buňka se piškotovitě protáhne a zaškrtí.
Dojde k naprosto nahodilému rozdělení původního
jádra na dvě části, které jsou z genetického hlediska
neekvivalentní.
![Page 54: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/54.jpg)
Mitóza
mitóza v rostlinných meristémech
![Page 55: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/55.jpg)
Mitóza a její charakteristika
somatické buňky
Z mateřské buňky vznikají dvě dceřinné buňky, se
zcela identickou genetickou informací jako měla
buňka mateřská.
U rostlin probíhá mitóza v dělivých -
meristematických pletivech.
![Page 56: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/56.jpg)
Fáze mitózy
Mitóza se člení na následující fáze:
1. Profáze
2. Metafáze
3. Anafáze
4. Telofáze
![Page 57: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/57.jpg)
Mitotická profáze u rostlinné a
živočišné buňky
rostlinná buňka živočišná buňka
![Page 58: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/58.jpg)
Centrioly a centrozóm
Ve střední části zejména živočišných buněk
se v profázi vytvoří dvě centrioly, které jsou
tvořeny vlákny mikrotubulů.
V oblasti centriol se následně vytvoří útvar
zvaný centrozóm, ze kterého „vyrůstají“
mikrotubulová vlákna, která jsou součástí
mitotického dělícího vřeténka.centrioly
průřez mikrotubulu
tvořeného protofilamenty
![Page 59: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/59.jpg)
Metafázický chromozóm s
připojenými mikrotubuly
mikrotuly dělícího
vřeténka
kinetochor
Do oblastí centromer je navázána bílkovina zvaná kinetochor.
![Page 60: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/60.jpg)
Mitotická metafáze u rostlinné
a živočišné buňky
rostlinná buňka živočišná buňka
![Page 61: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/61.jpg)
Mitotická anafáze u rostlinné a
živočišné buňky
rostlinná buňka živočišná buňka
![Page 62: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/62.jpg)
Mitotická telofáze u rostlinné a
živočišné buňky
rostlinná buňka živočišná buňka
![Page 63: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/63.jpg)
Cytokineze
U rostlinných buněk dochází v oblasti ekvatoriální
roviny k hromadění Golgiho vesikulů, které splývají
a dávají vzniknout střední lamele a buněčné stěně.
U živočišných buněk se v oblasti ekvatoriální roviny
objevují mikrotubuly a mikrofibrily, které začínají
vytvářet zaškrcující prstenec, který způsobí
oddělování buněk – rýhování.
![Page 64: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/64.jpg)
Meióza
meióza v rostlinném vajíčku
![Page 65: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/65.jpg)
Meióza a její charakteristika
Meióza zajišťuje vznik pohlavních buněk
(gamet) s redukovaným (haploidním) počtem
chromozómů
Dvě po sobě jdoucí dělení jádra buňky
![Page 66: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/66.jpg)
Meióza a
pohlavní
rozmnožování
![Page 67: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/67.jpg)
Fáze meiózy
Meióza představuje dvě dělení jádra, která následují za sebou.
Meióza I - redukční - heterotypické dělení
profáze I (leptotene, zygotene, pachytene, diplotene a diakineze)
metafáze I
anafáze I
telofáze I
Meióza II - ekvační dělení - homeotypické dělení
profáze II
metafáze II
anafáze II
telofáze II
![Page 68: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/68.jpg)
Meióza I – heterotypické dělení
Označení „heterotypické dělení“ vychází ze skutečnosti, že princip
této etapy meiózy je odlišný od mitózy.
Profáze I
Leptotene: Spiralizace chromozómů
Zygotene: Vznik bivalentů v rámci homologních párů
chromozómů
Pachytene: Vznikají chiazmata (crossing-overy), chromozomy
jsou poutány mikrotubuly dělícího vřeténka.
Diplotene: Chromozómy se zkracují a částečně rozpojují
Diakineze: Přechod do metafáze
![Page 69: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/69.jpg)
Schéma
meiózy
Crossing-over:
rekombinační
událost spojená
s výměnou částí
chromatid
![Page 70: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/70.jpg)
Jednoduchý crossing-over a
rekombinace v genetice
chiazma - útvar překřížených nesesterských
chromatid homologních chromozómů v
meiotické pachytene.
Dvojice homologních chromozómů
V anafázi I dojde k přerušení chiazmat.
Výsledkem je výměna koncových částí
nesesterských chromatid – rekombinace.
Jednoduchý crossing-over (hollyday junction)
![Page 71: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/71.jpg)
Crossing-over v
mikroskopickém preparátu
![Page 72: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/72.jpg)
3. Mendelovy zákony
![Page 73: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/73.jpg)
Rostlinné modely
J. G. Mendela
orlíček
hledík
zvonek
ostřice
pcháč
tykev
hvozdík
třezalka
netýkavka
hrachor
lnice
kohoutek
fiala
nocenka
hrušeň
hrách
mochna
slivoň
rozchodník
řeřicha
divizna
rozrazil
violka
kukuřice
J. G. Mendel prováděl křížení u různých taxonů s cílem získat nové okrasné
formy:
![Page 74: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/74.jpg)
Alternativy kvalitativních znaků
u hrachu
barva děloh
dominantní znakžlutá
zelená recesivní znak
kulatý
svrasklý
dominantní znak
recesivní znak
tvar zrna
fialová
bílá
dominantní znak
recesivní znakbarva květu
![Page 75: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/75.jpg)
Základní principy klasické
genetiky
1. Zákon o uniformitě první filiální generace a
identitě reciprokých křížení
2. Zákon o čistotě vloh a štěpení
3. Zákon o volné kombinovatelnosti vloh.
![Page 76: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/76.jpg)
Terminologie
Genotyp
Sledovaný soubor genů organismu. Geny se symbolizují
obvykle písmeny – gen A, gen Mlo1, Rf...
Fenotyp
Soubor hodnocených vlastností daného organismu
Vzniká jako interakce genotypu a vlivů vnějšího prostředí.
![Page 77: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/77.jpg)
Úplná dominance a recesivita
matka otecX
potomci
![Page 78: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/78.jpg)
Neúplná dominance a
recesivita
matka otecX
potomci
![Page 79: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/79.jpg)
Označování generací a křížení
P: Parentální - rodičovská generace
F: Filiální – generace potomků (F1, F2, … Fn)
Po zkřížení dvou sourozenců z F1 generace vzniká
generace F2.
Po zkřížení dvou sourozenců z F2 generace vzniká
generace F3 ………
Křížení se vyjadřuje symbolem X zapsaným mezi
rodičovské genotypy nebo fenotypy.
![Page 80: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/80.jpg)
Uniformita a štěpení (segregace)
genotypová či fenotypová uniformita generace -
všichni jedinci mají stejný genotyp či fenotyp
genotypové či fenotypové štěpení – jedinci v
generaci mají různý genotyp či fenotyp
Míru štěpení neboli segregace hodnotíme genotypovým
a fenotypovým štěpným poměrem.
![Page 81: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/81.jpg)
Fenotypově uniformní
potomstva
![Page 82: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/82.jpg)
Fenotypově štěpící potomstva
![Page 83: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/83.jpg)
Gen, alela, lokus a podvojné
založení dědičnosti
Gen - základní jednotka dědičnosti.
Alela - konkrétní forma genu.
Lokus - umístění genu na chromozómu
chromozóm
dodaný
matkou
nesoucí jednu
alelu „A“
chromozóm
dodaný otcem
nesoucí jednu
alelu „A“
diploidní buňka
![Page 84: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/84.jpg)
Alelické sestavy genotypu
dominantním homozygot (AA) - obě alely
dominantní, jedinec nese dominantní fenotyp
recesivním homozygot (aa) - obě alely recesivní,
jedinec nese recesivní vlastnost
Heterozygot (Aa) - jedna alela dominantní a druhá
recesivní
![Page 85: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/85.jpg)
Monohybrid, dihybrid, …
monohybrid Aa: heterozygot v jednom
alelickém páru.
dihybrid AaBb: heterozygot ve dvou alelických
párech
???
![Page 86: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/86.jpg)
Kříženífialové květy
bílé květy
prašníky
semeník
rodičovská generace P:
opylení a oplození
semena F1 generace:
potomstvo F1 generace s projevem
sledovaného znaku
![Page 87: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/87.jpg)
P: fialová x bílá
AA x aa
F1: fialová
Aa
F1 generace je
genotypově i
fenotypově uniformní
Úplná dominance barvy květů u
hrachu (Pisum sativum)
A A
a
Aa Aa
a
Aa Aa
![Page 88: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/88.jpg)
P: červená x žlutá
BB x bb
F1: oranžová
Bb
F1 generace je
genotypově i
fenotypově uniformní
Neúplná dominance barvy květů u
kejklířky (Mimulus cardinalis)
B B
b
Bb Bb
b
Bb Bb
![Page 89: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/89.jpg)
Zákon o čistotě vloh a štěpení
Alely nestejné kvality u heterozygota Aa se
předávají do další generace čistě jedna oddělená
od druhé.
Oddělení (segregace) je důsledkem meiózy a
monohybrid Aa vytváří 50% gamet s dominantní
alelou „A“ a 50% gamet s recesivní alelou „a“.
Štěpení potomstva se hodnotí na základě štěpných
poměrů.
![Page 90: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/90.jpg)
Aa x Aa
F2 : genotypový š.p. 1:2:1
fenotypový š.p. 3:1
Úplná dominance barvy květů u hrachu
(Pisum sativum) v F2 generaci
A a
A
AA Aa
a
Aa aa
Zkřížení dvou potomků z F1 generace:
![Page 91: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/91.jpg)
Bb x Bb
F2 : genotypový š.p. 1:2:1
fenotypový š.p. 1:2:1
Neúplná dominance barvy květů u
kejklířky (Mimulus kardinalis) v F2
generaci
B b
B
BB Bb
b
Bb bb
Zkřížení dvou potomků z F1 generace:
![Page 92: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/92.jpg)
Zpětné křížení neboli
back-cross
Křížení heterozygota Aa s homozygotním jedincem.
Bc: Aa x aa - testovací zpětné křížení
Bc: Aa x AA
![Page 93: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/93.jpg)
Bc:
Aa x aa
Bc generace štěpí genotypově i fenotypově v poměru 1:1.
Testovací zpětné křížení
Bc: Aa x aa
A a
a
Aa aa
![Page 94: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/94.jpg)
Bc:
Aa x AA
Bc generace štěpí genotypově v poměru 1:1,
fenotypově je uniformní.
Zpětné křížení
Bc: Aa x AA
A a
A
AA Aa
![Page 95: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/95.jpg)
Zákon o volné
kombinovatelnosti vloh
a) rozchod alel různých alelických párů během meiotického
dělení do tolika typů gamet, kolik je možných typů kombinací
alel podle pravidel kombinatoriky (2n : n = stupeň hybridnosti
daného jedince)
b) všechny možné typy gamet vznikají se shodnou
pravděpodobností
Nastává, jsou-li předmětné geny lokalizovány na různých
chromozómech
![Page 96: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/96.jpg)
Zákon o volné
kombinovatelnosti vloh
diploidní
buňka
2n = 4
gamety
1n = 2
AB Ab aB ab
dihybrid
AaBb
![Page 97: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/97.jpg)
Vznik dihybrida
U hrachu je žlutá barva děloh (A) dominantní nad zelenou a
kulatý tvar semen (B) nad svrasklým.
P: AAbb x aaBB
Gamety: Ab aB
F1: AaBb
![Page 98: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/98.jpg)
Štěpení v F2 generaci dihybrida
AB Ab aB ab
AB
AABB AABb AaBB AaBb
Ab
AABb AAbb AaBb Aabb
aB
AaBB AaBb aaBB aaBb
ab
AaBb Aabb aaBb aabb
![Page 99: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/99.jpg)
Úhlopříčka homozygotů a
úhlopříčka heterozygotů
AB Ab aB ab
AB AABB AABb AaBB AaBb
Ab AABb AAbb AaBb Aabb
aB AaBB AaBb aaBB AaBb
ab AaBb Aabb aaBb aabb
Zelenou barvou je ve
čtverci F2 generace
dihybrida vyznačena
úhlopříčka homozygotů
Červenou barvou je ve
čtverci F2 generace
dihybrida vyznačena
úhlopříčka heterozygotů
![Page 100: GENETIKA - ČZU](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022012609/619c9f2d380bb0138a3a3398/html5/thumbnails/100.jpg)
P: AAbb x aaBB
F1: AaBb
Šlechtitelské novinky v F2
generaci
AB Ab aB ab
AB
AABB AABb AaBB AaBb
Ab
AABb AAbb AaBb Aabb
aB
AaBB AaBb aaBB aaBb
ab
AaBb Aabb aaBb aabb
Šlechtitelské novinky
jsou definovány jako
potomci, kteří se
nacházejí na úhlopříčce
homozygotů a odlišují se
svým fenotypem i
genotypem od parentální
generace.
F2: AaBb x AaBb