Katedra rostlinné výroby a agroekologie - Biotechnologické centrum 

Cílem předmětu je zvládnutí otázek využití metod transformace genetické informace v oblasti genetického výzkumu a šlechtění rostlin.

Základy genového inženýrství. Struktura genů a genomu, charakteristika genomu modelových rostlin z pohledu genového inženýrství. Transpozomy, repetitivní sekvence, využití pro klonování genů. Mitochondrie, chloroplasty a viry z pohledu genového inženýrství. Virové geny, viry jako vektory genů. Transgenóze rostlin prostřednictvím bakterií Agrobacterium. Plasmidy Ti Agrobacterium tumefaciens a Ri A. rhizogenes. Integrace T-DNA do rostlinného genomu a její důsledky. Geny T-DNA, mechanismus integrace T-DNA. Geny pro anti-sence RNA. Transgeny významné pro šlechtění. Přímé vnášení genů do rostlinného genomu. Transformace protoplastů, tkáňových a orgánových kultur, elektroporace, mikroinjekce, mikroprojektily. Genové inženýrství symbiotických a patogenních mikroorganismů. Genové inženýrství dalších skupin: řasy, kvasinky, houby, živočichové a člověk. Ekologická hlediska genového inženýrství.

Cílem předmětu je zvládnutí otázek využití metod transformace genetické informace v oblasti genetického výzkumu a šlechtění rostlin.

Základy genového inženýrství. Struktura genů a genomu, charakteristika genomu modelových rostlin z pohledu genového inženýrství. Transpozomy, repetitivní sekvence, využití pro klonování genů. Mitochondrie, chloroplasty a viry z pohledu genového inženýrství. Virové geny, viry jako vektory genů. Transgenóze rostlin prostřednictvím bakterií Agrobacterium. Plasmidy Ti Agrobacterium tumefaciens a Ri A. rhizogenes. Integrace T-DNA do rostlinného genomu a její důsledky. Geny T-DNA, mechanismus integrace T-DNA. Geny pro anti-sence RNA. Transgeny významné pro šlechtění. Přímé vnášení genů do rostlinného genomu. Transformace protoplastů, tkáňových a orgánových kultur, elektroporace, mikroinjekce, mikroprojektily. Genové inženýrství symbiotických a patogenních mikroorganismů. Genové inženýrství dalších skupin: řasy, kvasinky, houby, živočichové a člověk. Ekologická hlediska genového inženýrství.

Témata přednášek a cvičení:

1. Úvod. Základy genového inženýrství. Rekombinantní DNA.

2. Restrikční endonukleázy a další enzymy v genovém inženýrství.

3. Restrikčně modifikační systémy baktérií, systémy hsd, mcr, mar, dcm, dam, REII.

4. Plasmidy, bakteriofágy a bakterie v genovém inženýrství.

5. Bakteriální transformace, transdukce a transfekce. Bakteriofágy jako vektory genových knihoven. Vlastnosti kmenů používaných v genovém inženýrství.

6. Plasmidy - replikace a systém. Replikační mechanismy, inkompatibilita, copy number, partition. OriV a oriI.

7. Klonování DNA. Metody, praktický význam, screening. Antibiotika, mechanismus působení. Resistence. Nejdůležitější reporter-geny.

8. Genové knihovny. Reversní transkripce. Knihovny DNA. Vyhledávání specifických genů v genové knihovně. Mikrosekvenování proteinů, syntetické proby, translace in vitro, Western blotting.

9. Základní metody in vitro manipulace s DNA a RNA. Metody isolace nukleových kyselin. Modifikační enzymy, značení DNA prob, způsoby detekce značené DNA, hybridizace, Southern blotting.

10. Sekvenování DNA. Sangerova a Maxam-Gilbertova metoda. Syntetické oligonukleotidy a jejich použití, cílená mutageneze.

11. Technika RFLP. Amplifikace DNA - polymerase chain reaction a její využití.

12. Struktura eukaryontního genomu. Velikost, unikátní a repetitivní sekvence. Metody analýzy eukaryontního genomu.

13. Struktura jaderných genů pro rRNA, tRNA a U-RNA. Struktura genů pro histony, aktiny a tubuliny. Struktura jaderných genů kódujících proteiny. Regulace genů.

14. Imunologické metody. Imunitní odpověď, protilátky, purifikace, monoklonální protilátky, imunologická stanovení.

Ondřej, M.: Genové inženýrství kulturních rostlin. Praha, Academia 1992, 232 s.

Ondřej, M., Drobník, J. : Transgenoze rostlin, Academia Praha, 2002, 316 s.