ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Βασική Γενετική. Εισαγωγή στη Γενετική Διδάσκουσα: Επίκουρη Καθηγήτρια Αμαλία-Σοφία Αφένδρα

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Βασική Γενετική Εισαγωγή στη Γενετική Διδάσκουσα: Επίκουρη Καθηγήτρια Αμαλία-Σοφία Αφένδρα

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

3 Βαςικι Γενετικι

4 Γενετικι Η επιςτιμθ τθσ κλθρονομικότθτασ Αντικείμενο: Η κατανόθςθ των ιδιοτιτων που μεταβιβάηονται από τουσ προγόνουσ ςτουσ απογόνουσ Η Γενετικι κατζχει κομβικι κζςθ ςτθ Βιολογία γιατί ςυμβάλλει ςτθν ολοκλθρωμζνθ κατανόθςθ των βιοχθμικϊν φαινομζνων

5 Θεματικό περιεχόμενο: Κλθρονομικότθτα Γενετικι Μοριακι φφςθ του γενετικοφ υλικοφ Ζλεγχοσ των λειτουργιϊν τθσ ηωισ από τα γονίδια Κατανομι & ςυμπεριφορά των γονιδίων ςτουσ πλθκυςμοφσ

6 Κλαςςικι Γενετικι Mendel φγχρονθ Γενετικι Μεταλλαγζσ Αναςυνδυαςμζνο DNA (Berg, 1972) Κλωνοποίθςθ (Boyer & Cohen, 1973) PCR (Polymerase chain reaction, Mullis, 1986) Γονιδιωματικι

7 Γενετικι: Βαςικζσ ζννοιεσ

8 DNA Γονίδια Χρωμοςϊματα

9 Γενετικό υλικό Σο DNA αποτελεί το γενετικό υλικό: Όλων των προκαρυωτικϊν οργανιςμϊν Όλων των ευκαρυωτικϊν οργανιςμϊν Πολλϊν ιϊν & βακτθριοφάγων Σο RNA αποτελεί το γενετικό υλικό μερικϊν ιϊν Friedrich Miescher, 1871: Ανακάλυψθ του DNA: νουκλεΐνθ χωρίσ να είναι γνωςτι θ χθμικι του ςφςταςθ ι οι ιδιότθτζσ του

10

11 Γενετικό υλικό Σο DNA απαρτίηεται από γονίδια Ο Mendel τα αποκαλοφςε παράγοντεσ Οργάνωςθ του DNA ςε χρωμοςϊματα μζςα ςτα κφτταρα

12

13 Μεταβίβαςθ τθσ γενετικισ πλθροφορίασ

14 Παξάδεηγκα ευδηάθξηηωλ ελαιιαθηηθώλ χαξαθηεξηζηηθώλ: κπηδέιηα κε κνβ άλζε (αξηζηεξά) θαη κπηδέιηα κε ιευθά άλζε (δεμηά).

15 Νόμοι τθσ κλθρονομικότθτασ (G. Mendel, 1870) Κλθρονομικι μεταβίβαςθ Χρωμοςωμικι κεωρία κλθρονομικότθτασ (W. Sutton, T. Boveri, 1902) Μεντελικοί παράγοντεσ Γονίδια (W. Johannsen, 1909) Γενετικι χαρτογράφθςθ (Thomas Morgan, 1911) Γενετικοί χάρτεσ (Alfred Sturtevant, 1913)

16 Εκφραςθ τθσ γενετικισ πλθροφορίασ

17 Γενετικό υλικό Beadle & Tatum, 1941 Διατφπωςαν τθν υπόκεςθ: ζνα γονίδιο ζνα ζνηυμο Η υπόκεςθ αυτι τροποποιικθκε αργότερα ωσ: Ζνα γονίδιο ζνα πολυπεπτίδιο Ποια γονίδια ενεργοποιοφνται ςε κάκε φάςθ του κφκλου ηωισ; Ρφκμιςθ γονιδίων Αντικείμενο τθσ Μοριακισ Γενετικισ

18

19 Γενετικό υλικό Arthur Kornberg, 1958: Ανακάλυψθ τθσ DNA πολυμεράςθσ Ι Severo Ochoa, 1959: Ανακάλυψθ τθσ RNA πολυμεράςθσ Nirenberg & Khorana, 1960: Ανακάλυψθ του Γενετικοφ Κϊδικα Jacob & Monod, 1961: Γονιδιακι ζκφραςθ

20 Γενετικι ποικιλομορφία Μεταλλαγι Αναςυνδυαςμόσ Επιλογι

21 Μεταβιβαςτικι Γενετικι (Κλαςςικι Γενετικι) Νόμοι τθσ κλθρονομικότθτασ Μοριακι Γενετικι Δομι, λειτουργία και ζκφραςθ των γονιδίων ςτο μοριακό επίπεδο γεγονότα κατανοθτά μζςα από τθ βαςικι ζρευνα

22 Γενετικι Μεταβιβαςτικι Γενετικι (Κλαςςικι Γενετικι) Νόμοι τθσ κλθρονομικότθτασ Μοριακι Γενετικι Δομι, λειτουργία και ζκφραςθ των γονιδίων ςτο μοριακό επίπεδο Πλθκυςμιακι Γενετικι Κλθρονομικότθτα ςε ομάδεσ ατόμων για χαρακτθριςτικά που προςδιορίηονται από ζνα ι μερικά γονίδια Ποςοτικι Γενετικι Κλθρονομικότθτα χαρακτθριςτικϊν ςε ομάδεσ ατόμων όπου αυτά προςδιορίηονται από πολλά γονίδια ταυτόχρονα

23 Βαςικι & Εφαρμοςμζνθ Ζρευνα Βαςικι Ζρευνα: Κατανόθςθ των κεμελιωδϊν αρχϊν των φυςικϊν φαινομζνων Εφαρμοςμζνθ Ζρευνα: Επίλυςθ ςυγκεκριμζνων (κοινωνικϊν) προβλθμάτων Εξαγωγι άμεςα εκμεταλλεφςιμων αποτελεςμάτων

24 Εφαρμοςμζνθ Γενετικι Ζρευνα Γεωργία, ιατρικι κοπόσ: (και) οφζλθ για τον άνκρωπο Ερωτιματα για τισ γενετικζσ επεμβάςεισ Δεν υπάρχει ςαφισ διαχωριςμόσ μεταξφ βαςικισ & εφαρμοςμζνθσ ζρευνασ

25 Σεχνολογία αναςυνδυαςμζνου DNA Paul Berg, 1972: Καταςκευι πρϊτου μορίου αναςυνδυαςμζνου DNA Boyer & Cohen, 1973: Κλωνοποίθςθ αναςυνδυαςμζνου μορίου DNA

26 Σεχνολογία αναςυνδυαςμζνου DNA Προςζγγιςθ των εφαρμογϊν: Ειςαγωγι γενετικϊν παραγόντων αντίςταςθσ ι βελτίωςθσ ςε ανϊτερουσ οργανιςμοφσ Αποτφπωςθ DNA (DNA typing)

27 Οργανιςμοί που χρθςιμοποιοφνται ςτθ βαςικι & εφαρμοςμζνθ ζρευνα τθσ Γενετικισ Κριτιρια για τθν καταλλθλότθτα ενόσ οργανιςμοφ: Γνωςτό γενετικό ιςτορικό Μικρόσ κφκλοσ ηωισ Διαςταυρϊςεισ: μεγάλοσ αρικμόσ απογόνων Εφκολοσ & οικονομικόσ χειριςμόσ Επικυμθτι θ εκτεταμζνθ γενετικι ποικιλομορφία Pisum sativum (garden pea): μπιηζλι Ο πρϊτοσ οργανιςμόσ που χρθςιμοποιικθκε ςτθ Γενετικι από τον Mendel

28 Ευθαξυωηηθνί νξγαληζκνί πνυ έχνυλ ζυκβάιεη ζεκαληηθά ζηελ απόθηεζε γλώζεωλ πάλω ζηε γελεηηθή. (α) Saccharomyces cerevisiae (δπκνκύθεηαο). (β) Drosophila melanogaster (κύγα ηνπ μηδηνύ). (γ) Caenorhabditis elegans (λεκαηώδεο ζθώιεθαο). (δ) Arabidopsis thaliana (θπηό πνπ αλήθεη ζηελ ίδηα νηθνγέλεηα κε ην ζηλάπη). (ε) Mus musculus (πνληίθη). (ζη) Homo sapiens (άλζξσπνο). α) β) γ) δ) ε) ζη) Αθαδεκατθέο Εθδόζεηο 2009 igenetics 26

29 Ευθαξυωηηθνί νξγαληζκνί πνυ έχνυλ ζυκβάιεη ζεκαληηθά ζηελ απόθηεζε γλώζεωλ πάλω ζηε γελεηηθή. (δ) Neurospora crassa (πνξηνθαιί κνύρια ηνπ ςσκηνύ). (ε) Tetrahymena (πξσηό- δσν). (ζ) Paramecium (πξσηόδσν). (η) Chlamydomonas reinhardtii (πξάζηλν θύθνο). (ηα) Pisum sativum (κπηδέιη). (ηβ) Zea mays (θαιακπόθη). (ηγ) Gallus (θνηόπνπιν). δ) ε) ζ) η) ηα) ηβ) Αθαδεκατθέο Εθδόζεηο ηγ) 2009 igenetics 27

30 Χρθςιμοποίθςθ προκαρυωτικϊν και ευκαρυωτικϊν κυττάρων Προκαρυωτικά: Escherichia coli (μεταξφ των άλλων και ιδανικό γενετικό εργαλείο)

31 Χρθςιμοποίθςθ προκαρυωτικϊν και ευκαρυωτικϊν κυττάρων Προκαρυωτικά: Streptomyces Παραγωγι αντιβιοτικϊν

32 Αρχαία: αναπτφςςονται ςε μθ ςυμβατικό περιβάλλον, ςυχνά ακραίο

33 Ακραιόφιλοι προκαρυωτικοί οργανιςμοί 2um 1.8um 1um Thermotoga Aquifex Halobacterium 0.6um 0.9um 0.9um Methanosarcina Thermoplasma Thermococcus 1.3um 0.6um 0.7um Thermoproteus Pyrodictium Ignicoccus

34 Γενετικοί χάρτεσ

35 Γενετικόσ χάρτθσ του χρωμοςϊματοσ του E.coli Οι αποςτάςεισ μεταξφ των γονιδίων εκφράηονται ςε λεπτά.

36 Γενετικόσ χάρτθσ ςφνδεςθσ των χρωμοςωμάτων του Drosophila

37

38 From Griffiths et al. Introduction to Genetic Analysis W. H. Freeman 2000

39 Τέλος Ενότητας

40 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

41 Σημειώματα

42 Σημείωμα Ιστορικού Εκδόσεων Έργου Το παρόν έργο αποτελεί την έκδοση 1.0. Έχουν προηγηθεί οι κάτωθι εκδόσεις: Έκδοση 1.0 διαθέσιμη εδώ.

43 Σημείωμα Αναφοράς Copyright Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, Διδάσκουσα: Επίκουρη Καθηγήτρια Αμαλία-Σοφία Αφένδρα. «Βασική Γενετική. Εισαγωγή στη Γενετική». Έκδοση: 1.0. Ιωάννινα Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση:

44 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή, Διεθνής Έκδοση 4.0 [1] ή μεταγενέστερη. [1]