|
|
Současné genomické a cytogenomické metody v analýze chromozómových přestaveb
Buryšová, Sára ; Sember, Alexandr (vedoucí práce) ; Mandáková, Terezie (oponent)
Chromozómové přestavby jsou jedním z hlavních mechanizmů evoluce eukaryotických genomů a mohou významně přispět k reprodukční izolaci a diverzifikaci, včetně evoluce komplexních znaků přispívajících např. k lokální adaptaci. Jsou to strukturní změny vedoucí ke změně morfologie a/nebo počtu chromozómů, které mohou mít přímý vliv na evoluci a expresní profily genů, četnost a distribuci rekombinace v genomu a funkční dynamiku procesů v interfázním jádře. Mohou být ovšem také podstatou (nebo doprovodným jevem) vrozených vad a nádorového bujení. Studium chromozómových přestaveb a mechanizmů jejich vzniku souvisí s identifikací a charakterizací oblastí, kde došlo ke dvouvláknovému zlomu a opětovnému spojení částí chromozómů. Jednou z možností je analyzovat chromozómy a mezidruhové změny v uspořádání vazebných skupin/syntenních bloků pomocí cytogenetických a cytogenomických metod (např. mezidruhovým mapováním celochromozómových hybridizačních sond). Detailnější vhled přináší srovnávací genomika, v dnešní době zastoupená především tzv. metodami třetí generace (platformy firem PacBio a Oxford Nanopore Sequencing), často v kombinaci s dalšími pokročilými metodami jako jsou Hi-C nebo optické mapování. Cílem této bakalářké práce je shrnout současné přístupy v analýze chromozómových přestaveb (včetně...
|
|
|
Evoluce pohlavních chromozómů u vybraných taxonů kostnatých ryb (Teleostei)
Pavlica, Tomáš ; Sember, Alexandr (vedoucí práce) ; Kratochvíl, Lukáš (oponent)
Kostnaté ryby tvoří nadpoloviční většinu obratlovců na zemi. Disponují širokou škálou mechanizmů pohlavní determinace a diferenciace, včetně devíti dosud známých systémů pohlavních chromozómů. Rybí pohlavní chromozómy jsou obecně považovány za evolučně mladé a jsou proto vhodné pro studium časných fází vývoje těchto unikátních oblastí genomu. Úkolem mé diplomové práce bylo analyzovat výskyt a úroveň diferenciace pohlavních chromozómů u dvou druhů halančíků rodu Nothobranchius a u jednoho zástupce širokohlavců rodu Bunocephalus metodami standardní a molekulární cytogenetiky. Analyzované populace halančíků N. kadleci a N. furzeri sdílely systém pohlavních chromozómů XY. I přes obvykle výraznou heteromorfii pohlavních chromozómů, komparativní genomová hybridizace (CGH) neodhalila oblast diferenciace. Analýza synaptonemálních komplexů v kombinaci s mapováním 18S rDNA a telomerických sekvencí metodou fluorescenční hybridizace in situ (FISH) ukázala téměř výhradně standardní párování pohlavních chromozómů s přispěním synaptického přizpůsobení. U samic jedné populace N. furzeri jsem v pachytene pozoroval malý nadpočetný chromozóm, který se nevyskytoval v mitóze analyzovaných somatických tkání. Distribuce oblastí rekombinace se mírně lišila v rámci omezeného studovaného vzorku mezi samci a samicemi: u...
|
|
|
Analýza karyotypu u sklípkanů čeledí Hexathelidae a Dipluridae
Hrubá, Barbora ; Král, Jiří (vedoucí práce) ; Sember, Alexandr (oponent)
Pavouci skupiny Mygalomorphae jsou z cytogenetického hlediska velmi málo probádanou skupinou. Diplomová práce je zaměřena na karyotypovou evoluci pavouků bazálních čeledí skupiny Avicularioidea, Hexathelidae a Dipluridae. U zástupců těchto čeledí je v práci sledována jak evoluce diploidních počtů chromozomů a morfologie chromozomů, tak evoluce pohlavních chromozomů. Karyotypy sklípkanů jsou velmi zajímavé svou diverzitou. Mnoho zástupců čeledí Hexathelidae a Dipluridae disponuje extrémními systémy chromozomového určení pohlaví s mnoha gonozomy X. V této práci byly analyzovány karyotypy vybraných zástupců a průběh meiotického dělení samců. Některé druhy vykazují modifikace tohoto dělení jako je achiazmatická meióza. Pomocí techniky fluorescenční hybridizace in situ byly u pavouků těchto čeledí detekovány vybrané markery. Klíčová slova: evoluce, fluorescenční hybridizace in situ, karyotyp, nukleolární organizátor jadérka, pavouk, pohlavní chromozomy
|
|
|
Analýza karyotypu u vybraných bičovců řádů Amblypygi a Uropygi
Sember, Alexandr ; Král, Jiří (vedoucí práce) ; Ráb, Petr (oponent)
Karyotype analysis of selected species from arachnid orders Amblypygi and Uropygi Whip spiders (Amblypygi) and whip scorpions (Uropygi) represent relict arachnid orders which has been found already at Upper Carboniferous strata. Although cytogenetic data from amblypygids and uropygids might be important to reconstruct karyotype evolution of arachnids, cytogenetics of these orders is almost unknown. Presented study is aimed in analysis of karyotype and meiosis in 16 species of Amblypygi and 4 species of Uropygi. Both groups are characterized by considerable range of diploid chromosome numbers (2n = 24 - 86 in Amblypygi and 36 - 66 in Uropygi). Analysed species does not exhibit morfologically differentiated sex chromosomes. Differentiation of sex chromosomes on molecular level was revealed in amblypygid Paraphrynus mexicanus by comparative genome hybridization. Obtained data indicate XY/XX sex chromosome system in this species. Comparison of karyotype data indicates reduction of chromosome numbers during evolution of both orders. In Amblypygi, this reduction was accompanied by increase of number of biarmed chromosomes. This trend is not apparent in Uropygi. Karyotypes of most analysed amblypygids and uropygids are also characterized by low amount of heterochromatin. Most studied species exhibit two pairs...
|
|
|
Karyotype analysis of selected groups of tetrapulmonate arachnids
Reyes Lerma, Azucena Claudia ; Sember, Alexandr (vedoucí práce) ; Johnson Pokorná, Martina (oponent) ; de Bello Cioffi, Marcelo (oponent)
Pavoukovci jsou značně diverzifikovanou skupinou členovců - zahrnují 12 řádů a okolo 130 000 druhů. Patří sem i řada hospodářsky a lékařsky významných druhů. Pavoukovci nabízejí také nejrůznější příležitosti ke studiu vlivu variability na genomové a karyotypové úrovni na morfologickou a ekologickou diverzifikaci, evoluci a adaptaci. Znalosti karyotypů a genomů pavoukovců jsou ovšem stále omezené. Dostupné údaje ukazují vysoký rozsah diploidních počtů chromozómů (2n) monocentrického nebo holocentrického typu, variabilitu v systémech pohlavních chromozómů (zejména u pavouků) a modifikace meiózy. Hlavním cílem této dizertační práce bylo studovat konvenčními a molekulárně cytogenetickými metodami mechanizmy karyotypové evoluce u halogynních pavouků (s monocentrickými i holocentrickými chromozómy) a u dvou čeledí (Charinidae a Phrynidae) z blízce příbuzného řádu Amblypygi. Vybrané skupiny nabízejí unikátní vhled do základních karyotypových charakteristik tetrapulmonátní evoluční větve pavoukovců a umožňují také analyzovat roli polyploidie v evoluci karyotypu pavoukovců a evoluční mechanizmy zodpovědné za vznik holocentrických chromozómů. Naše data naznačují, že holocentrické chromozómy jsou autoapomorfním znakem pro haplogynní nadčeleď Dysderoidea. Sesterská linie Caponiidae se vyznačuje vysokými počty...
|
|
|
Analýza diferenciace karyotypů a pohlavních chromozómů u afrických anuálních halančíků rodu Nothobranchius (Teleostei: Nothobranchiidae)
Lukšíková, Karolína ; Sember, Alexandr (vedoucí práce) ; Zrzavá, Magda (oponent)
Kostnaté ryby (Teleosteii) zahrnují nadpoloviční většinu biodiverzity obratlovců na Zemi. Jejich genomy jsou charakteristické značnou flexibilitou a plasticitou, jdoucí ruku v ruce s polyploidizačními událostmi a dynamikou repetitivní DNA. Kostnaté ryby rovněž vykazují značnou diverzitu mechanizmů diferenciace a determinace pohlaví. Úkolem této diplomové práce bylo studovat mechanizmy diferenciace karyotypů a pohlavních chromozómů prostřednictvím cytogenetického mapování repetitivní DNA (metodou fluorescenční hybridizace in situ, FISH) u vybraných zástupců afrických anuálních halančíků rodu Nothobranchius (Cyprinodontiformes). Jedná se o unikátní taxon adaptovaný na život v dočasných sladkovodních tůních, limitovaných svou existencí na období dešťů v afrických savanách. Evolučně mladá diverzifikace druhů, alopatrická speciace v nepřekrývajících se generacích s malou populační velikostí a rovněž dosud známá cytogenetická data naznačují rychlou dynamiku chromozómových změn u halančíků. Práce těžila i) z možnosti analyzovat více populací v rámci několika blízce příbuzných druhů a ii) z paralelní analýzy genomů vybraných halančíků programem RepeatExplorer, která identifikovala nejvíce zastoupené repetitivní sekvence. Moje práce ukázala značnou dynamiku a rychlý obrat repetitivní DNA v genomech...
|
|
|
Karyotype evolution of the family Araneidae
Pajpach, Filip ; Král, Jiří (vedoucí práce) ; Sember, Alexandr (oponent)
Križiakovití (Araneidae) sú početnou čeľaďou pavúkov zahŕňajúcou viac ako 3100 druhov v 170 rodoch. Spolu s 13 ďalšími čeľaďami tvoria nadčeľaď Araneoi- dea. Predložená práca je zameraná na karyotypovú evolúciu čeľade Araneidae, vrá- tane jej porovnania s príbuznou čeľaďou čeľustnatkovití (Tetragnathidae). Vý- sledky získané z 19 druhov križiakov a štyroch druhov čeľustnatiek potvrdzujú pub- likovanú hypotézu, že pôvodný karyotyp nadčeľade Araneoidea (vrátane čeľade Araneidae) pozostáva z 24 akrocentrických chromozómov u samcov, vrátane dvoch akrocentrických chromozómov X systému X1X20. U rady križiakov však dochádza k výraznému zníženiu 2n prostredníctvom centrických fúzií. Centrické fúzie zasiahli väčšinu autozómov (a niekedy aj gonozómy); počet párov klesol z 11 na šesť. V pred- loženej práci boli zistené tri takéto redukčné udalosti. Súčasťou práce bol aj výskum nukleolárnych organizátorov (NOR) s použitím fluorescenčnej hybridizácie in situ, nakoľko dostupné údaje o evolúcii tohto znaku u pavúkov sú obmedzené. Počet NOR bol veľmi variabilný, s rozpätím jeden až 13 lokusov. Mnohonásobné centrické fúzie boli vždy sprevádzané významným zvýšením počtu NOR. Frekvencia chiazmat na chromozóm bola u križiakov a čeľustnatiek s ancestrálnym karyotypom nízka. Na druhej strane u druhov vykazujúcich...
|
|
|
Robertsonovy translokace a jejich úloha v evoluci karyotypu
Mlnáříková, Barbora ; Forman, Martin (vedoucí práce) ; Sember, Alexandr (oponent)
Chromozomové aberace jsou důležité pro lidskou patologii i evoluci organismů. Robertsonovy translokace neboli centrické fúze patří mezi nejčastější chromozomové aberace u savců. Nejprostudovanějším modelem pro jejich studium je myš domácí Mus musculus. Standardní karyotyp myši je složen ze 40 akrocentrických chromozomů, ale ve volné přírodě se vyskytuje více než stovka populací, které jsou charakteristické různou kombinací metacentrických chromozomů vzniklých centrickou fúzí. Pro formování metacentrických chromozomů bylo navrženo několik schémat zohledňujících sekvenční stavbu centromery a krátkého raménka akrocentrických chromozomů u myši. Segregační odchylky, upřednostňující metacentrické chromozomy při samičí i samčí meióze jako například meiotický tah, mohou pozitivně ovlivňovat míru fixace metacentrických chromozomů v populaci. Centrické fúze se uplatňují i v evoluci jiných organismů. Cytogenetická data u pavouků poukazují na možnost působení podobných fenoménů jako v případě myši i u nejdiverzifikovanější skupiny pavouků Entelegynae. Pavouci vynikají neobvyklými systémy pohlavních chromozomů a centrické fúze zde hrají úlohu i při evoluci pohlavních chromozomů a formování neopohlavních chromozomů. Absence dat o repetitivní DNA a eventuálních specificích molekulární biologie meiotického dělení...
|
|
|
Evoluce pohlavních chromozómů u paprskoploutvých ryb (Actinopterygii)
Pavlica, Tomáš ; Sember, Alexandr (vedoucí práce) ; Knytl, Martin (oponent)
Paprskoploutvé ryby se vyznačují značnou diverzitou z hlediska strategií pohlavní diferenciace (zahrnující gonochorizmus, unisexualitu i různé formy hermafroditizmu) a mechanizmů determinace pohlaví (environmentální i genetické). včetně různých přechodů mezi jednotlivými výše zmíněnými strategiemi a mechanizmy. Přestože dosud jen u 5 % cytogeneticky studovaných druhů ryb byly odhaleny pohlavní chromozómy, toto malé procento zahrnuje 9 různých systémů (se samčí nebo samičí heterogametií) v různých fázích diferenciace, které se mohou lišit i u blízce příbuzných druhů a dokonce i v rámci různých populací téhož druhu. Vzhledem k relativnímu evolučnímu mládí pohlavních chromozómů jsou především kostnaté ryby (Teleostei) vhodnou modelovou skupinou pro studium časných fází diferenciace těchto specializovaných oblastí genomu. Navíc se v poslední době ukazuje (u ryb i jiných organizmů), že přítomnost raných fází vývoje pohlavních chromozómů a rovněž samotný mechanizmus přechodu mezi různými systémy mohou mít kauzální souvislost s ekologickou adaptací, speciací nebo genomovým konfliktem. Vedle cytogenetického výzkumu, který zásadní měrou přispěl k současným poznatkům o evoluci a variabilitě rybích pohlavních chromozómů, se začínají v posledních letech čím dál častěji uplatňovat nové genomické a...
|
|
|
Karyotype evolution of the family Araneidae
Pajpach, Filip ; Král, Jiří (vedoucí práce) ; Sember, Alexandr (oponent)
Križiakovití (Araneidae) sú početnou čeľaďou pavúkov zahŕňajúcou viac ako 3100 druhov v 170 rodoch. Spolu s 13 ďalšími čeľaďami tvoria nadčeľaď Araneoi- dea. Predložená práca je zameraná na karyotypovú evolúciu čeľade Araneidae, vrá- tane jej porovnania s príbuznou čeľaďou čeľustnatkovití (Tetragnathidae). Vý- sledky získané z 19 druhov križiakov a štyroch druhov čeľustnatiek potvrdzujú pub- likovanú hypotézu, že pôvodný karyotyp nadčeľade Araneoidea (vrátane čeľade Araneidae) pozostáva z 24 akrocentrických chromozómov u samcov, vrátane dvoch akrocentrických chromozómov X systému X1X20. U rady križiakov však dochádza k výraznému zníženiu 2n prostredníctvom centrických fúzií. Centrické fúzie zasiahli väčšinu autozómov (a niekedy aj gonozómy); počet párov klesol z 11 na šesť. V pred- loženej práci boli zistené tri takéto redukčné udalosti. Súčasťou práce bol aj výskum nukleolárnych organizátorov (NOR) s použitím fluorescenčnej hybridizácie in situ, nakoľko dostupné údaje o evolúcii tohto znaku u pavúkov sú obmedzené. Počet NOR bol veľmi variabilný, s rozpätím jeden až 13 lokusov. Mnohonásobné centrické fúzie boli vždy sprevádzané významným zvýšením počtu NOR. Frekvencia chiazmat na chromozóm bola u križiakov a čeľustnatiek s ancestrálnym karyotypom nízka. Na druhej strane u druhov vykazujúcich...
|
host ::
RSS.