|
|
Polyploidie se zvláštním zřetelem k paleopolyploidii a způsobům její detekce
Kotz, Matěj ; Král, Jiří (vedoucí práce) ; Rothová, Olga (oponent)
Polyploidie je významným fenoménem v evoluci eukaryotických organismů. Je předmětem zájmu biologů již několik desetiletí a byla studována z větší části u rostlin, u kterých se nejčastěji vyskytuje. Tato práce řeší její výskyt u organismů, zvláštní důraz je zde kladen na evolučně staré polyploidie a výskyt polyploidie u živočišných taxonů. Jsou probírány typy polyploidie a překážky, které musí polyploidní organismus překonat, aby byl stabilizován jeho genom. To zahrnuje i zajištění správné segregace chromozomů v meiotickém dělení. Zvláštním případem polyploidie je paleopolyploidie, tedy evolučně stará událost polyploidizace, po které dochází k procesu diploidizace. Tento proces se vyznačuje mimo jiné velkým počtem strukturních změn na chromozomech a ztrátou množství sekvencí DNA a postupným přechodem genomu do cytologicky diploidního stavu. Kvůli těmto změnám je obtížné paleopolyploidii detekovat. Hlavní část práce je věnována právě této problematice, jsou probírány jednotlivé přístupy, které mohou vést k detekci paleopolyploidní události. Klíčová slova: polyploidie, živočich, rostlina, meióza, paleopolyploidie, detekce
|
|
|
Úloha kohezinových genů během samčí meiózy myši domácí
Šebestová, Lenka ; Trachtulec, Zdeněk (vedoucí práce) ; Král, Jiří (oponent)
Kohezinové geny hrají důležitou roli v buněčném dělení. Zajišťují správnou segregaci chromozomů během mitózy i meiózy. Tato práce se zaměřuje na roli kohezinových genů při meióze u modelového organismu myši domácí (Mus musculus). V práci jsou nejprve uvedeny klíčové procesy savčí meiózy. Dále je popsána struktura kohezinového komplexu. Ten se skládá z heterodimeru SMC proteinů - SMC3 a SMC1α nebo SMC1β, který je uzavřen do kruhu štěpitelnou podjednotkou RAD21, RAD21L nebo REC8. S ní pak dále asociuje čtvrtá podjednotka - STAG protein (STAG1, STAG2 nebo STAG3). Dále jsou podrobně rozebrány funkce čtyř proteinů specifických pro meiózu (SMC1β, RAD21L, REC8 a STAG3) odvozené od projevů deficiencí jejich genů u myších samců. Všechny čtyři geny jsou nezbytné pro mnoho procesů v rámci meiózy - např. udržení koheze sesterských chromatid, synapsi nebo rekombinaci. STAG3, SMC1β, a REC8 jsou nutné k udržení centromerické koheze sesterských chromatid. STAG3 a RAD21L jsou důležité pro asociaci ostatních kohezinových podjednotek. Nejdůležitějším projevem deficience těchto čtyř genů je meiotická zástava v profázi I. Proto je výzkum kohezinů důležitou součástí studia příčin sterility u savců. klíčová slova: kohezin, meióza, spermatogeneze, myš, Smc1b, Rec8, Rad21l, Stag3
|
|
|
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...
|
|
|
Meiotic sex chromosome inactivation within mouse spermatogenesis
Homolka, David ; Jansa, Petr (vedoucí práce) ; Kubelka, Michal (oponent) ; Pěknicová, Jana (oponent)
Meiotická inaktivace pohlavních chromozomů (Meiotic sex chromosome inactivation - MSCI) je zásadní epigenetický proces, jehož prostřednictvím dochází v průběhu spermatogeneze k transkripčnímu umlčení X a Y chromozomu. Doprovází ho výrazná remodelace chromatinu, vedoucí k tvorbě tzv. pohlavního nebo-li XY tělíska, které je charakteristickým znakem pachytenních spermatocytů. Přestože MSCI je nezbytné pro samčí plodnost, jeho biologická role i molekulární podstata stále zůstává do značné míry nejasná. Nicméně, objevený vztah mezi chromozomální asynapsí a transkripčním umlčením poukazuje na úzký vztah MSCI a asynapse z velké časti nehomologních pohlavních chromozomů, a na skutečnost, že MSCI je specifickým případem obecnějšího mechanismu nazývaného meiotické umlčení asynapsovaného chromatinu (meiotic silencing of unsynapsed chromatin - MSUC ). Zásadní role MSCI vyplývá ze studia myších modelů, např. nesoucích X-autozomální translokace, kde abnormální synapse pohlavních chromozomů vede k poruše MSCI a sterilitě samců. Specifická zástava ve spermatogenezi je překvapivě charakteristickým znakem nejen X-autozomálních translokací ale i řady autozomálních přestaveb, včetně translokací, inverzí či jiných strukturních mutací. Na ...
|
|
|
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...
|
|
|
Male infertility and DNA germ cell breaks affected by the epigenetic factor PRDM9
Kusari, Fitore ; Trachtulec, Zdeněk (vedoucí práce) ; Děd, Lukáš (oponent) ; Liška, František (oponent)
(Czech) Histon-3-lysin-4,36-trimethyltransferasa PRDM9 s DNA-vazebnými doménami určuje místa meiotické rekombinace u myši, potkana a člověka. Interalelická variace genu Prdm9 hraje roli v hybridní sterilitě. Sterilní myší F1 samci z křížení PWD × C57BL/6J (B6) vykazují kompletní zástavu meiózy připomínající zástavu v Prdm9-deficientních B6 samcích. Reciprocí F1 C57BL/6J × PWD a Prdm9-deficientní samci kmene myši PWD a potkana SHR ale dokončují meiotickou rekombinaci a produkují spermie. To naznačuje, že by PRDM9 mohl ovlivňovat i vývoj spermií po meiotickém dělení. V této práci prokazuji, že je PRDM9 důležitý pro postmeiotický vývoj samčích pohlavních buněk a jejich uvolnění z varlat. Na rozdíl od rodičů nesou BPF1 méně spermií s vyššími procenty nepohyblivých a deformovaných. Fenotyp (B6 × PWD)F1 se tak podobá syndromu oligoasthenoteratozoospermia (OAT) semisterilních mužů. Histopathologické a (ultra)strukturální analýzy odhalily v (B6 × PWD)F1 abnormální spermiogenezi charakterizovanou odchlípením akrosomu a aberantní nukleární elongací. Následkem toho měly F1 spermatozoa malformované akrosomy a DNA zlomy s oxidovanými bázemi. Zatímco delece jedné kopie Prdm9 vylepšilo fenotypy (B6 × PWD)F1 spermií, zvýšení počtu kopií sousedních genů mělo opačný efekt. Hybridní sterilita je proto citlivá na...
|
|
|
Gametogeneze a oplodnění u člověka
Crhová, Michaela ; Pavlasová, Lenka (vedoucí práce) ; Ehler, Edvard (oponent)
Cílem bakalářské práce je seznámení se s tématem gametogeneze a oplodnění u člověka. Byla provedena rešerše dostupné literatury. Práce stručně vysvětluje buněčný cyklus a typy buněčného dělení. Zaměřuje se především na meiózu neboli redukční dělení, které je nezbytnou součástí pohlavního rozmnožování a zajišťuje přežití druhu. Detailně popisuje průběh tohoto dělení a vysvětluje mechanismus vzniku geneticky odlišných buněk. Buňky vznikající meiózou se nazývají gamety, jinak označované jako zárodečné buňky. Jejich produkce je základní podstatou pohlavního rozmnožování. Předkládaná práce přibližuje téma v kontextu evoluční biologie a vysvětluje jeho význam pro život na Zemi a pro přežití druhu. Hlavním tématem práce je vznik a dozrávání zárodečných buněk u člověka. Pro tento proces se běžně používá termín gametogeneze. Poskytuje ucelený popis pohlavního systému obou pohlaví a postupného dozrávání zárodečných buněk v gonádách až po vznik zralých pohlavních buněk u muže a ženy. Věnuje se stavbě obou gamet - spermie i vajíčka a významu jejich jednotlivých částí pro správný průběh oplodnění. Rozebírá jednotlivé cykly umožňující dozrávání ženských pohlavních buněk a jejich vzájemnou provázanost. V kontrastu k této periodicitě je dále vysvětleno plynulé dozrávání pohlavních buněk u muže. Práce poskytuje...
|
|
|
Dříve evoluční zatracenci, nyní tvůrci reprodukční strategie: původ a reprodukce samčí linie vodních skokanů Pelophylax esculentus
Kaštánková, Marie
Asexuální způsoby reprodukce jsou obvykle založeny na principu kopírování (klonování) samičí DNA do potomstva. U většiny asexuálně se množících obratlovců se potomstvo vyvíjí z neredukovaného a často neoplozeného vajíčka. Umožňuje to mechanismus partenogenetické a gynogenetické reprodukce. Zatímco v prvním případě se klonální pohlavní buňka vyvíjí spontánně a samostatně, v druhém případě je zapotřebí pohlavní partner, který aktivuje rýhování vajíčka. Ani v jednom případě však nedochází k oplodnění (splynutí spermie s vajíčkem). Klonální potomstvo proto tvoří výhradně dcery a dosavadní výzkum probíhal jen na asexuálních liniích samičího pohlaví. Vzácně mohou vznikat při pravém oplodnění klonálního vajíčka asexuální samci, ti však bývají často neplodní. Na světě jsou známí diploidní zástupci pouze tří rodů obratlovců hybridního původu, kteří disponují plodnými asexuálními samci. Jedním z nich jsou evropští zelení vodní skokani rodu Pelophylax, žijící také na území České republiky. V oblastech kolem horního toku řeky Odry byly nedávno objeveny populace hybridních samců, kteří po vzoru asexuálních samic vytváří stabilní vše-samčí linie. Výsledky této studie ukázaly, že samci tvoří klonální spermie procesem hybridogeneze, během níž je z pohlavních buněk vymazán genom matky. Pravou fertilizací dochází k oplodnění...
|
|
|
Regulace mTOR dráhy v meióze oocytu
Schmidtová, Barbara ; Šušor, Andrej (vedoucí práce) ; Krylov, Vladimír (oponent)
Savčí cíl rapamycinu (mTOR) je serin-threoninová kináza, která se v posledním desetiletí stala významným tématem mnohých studií, které vedou k novým poznatkům o tom, jak buňka funguje. Podílí se na proteosyntéze, metabolismu, regulaci buněčného cyklu, proliferaci a odpovědi na přítomnost živin a růstových faktorů. Jsou popsána určitá onemocnění, která jsou způsobena mutacemi v mTOR genu, což vede k abnormální funkci této kinázy. Mezi tyto onemocnění patří rakovina či porucha plodnosti. Výzkum zaměřený na mTOR je přínosný i díky tomu, že se hledají farmaka, která by mohla ovlivňovat jeho funkci a tím poskytnout léčbu pro tato onemocnění. Mezi nejznámější patří inhibitor Rapamycin a jeho deriváty. Cílem této bakalářské práce je shrnutí poznatků v podobě literární rešerše o tom, jak může být mTOR regulován a o roli jeho substrátů při fungování buňky. Dalším cílem je přiblížit roli mTOR při vývoji oocytu, translaci a v lidském zdraví. Klíčová slova: Oocyt, mTOR, translace, 4E-BP1, MPF, meióza, AKT
|
|
|
Genomická architektura a molekulární mechanismy hybridní sterility myši.
Vališková, Barbora ; Forejt, Jiří (vedoucí práce) ; Janko, Karel (oponent) ; Macholán, Miloš (oponent)
Hybridní sterilita je jedním z reprodukčně izolačních mechanismů, který zabraňuje genovému toku mezi příbuznými druhy a tím vede ke speciaci. Prdm9 je zatím jediný známý gen hybridní sterility u obratlovců, jenž určuje místa DNA dvouřetězcových zlomů (DSBs), a tak specifikuje hotspot místa meiotické rekombinace, avšak u hybridů mezi dvěma myšími poddruhy způsobuje selhání synapse meiotických chromozomů a samčí hybridní sterilitu. V této studii na sterilních hybridech jsme zjistili, že nejvíce náchylných k asynapsi bylo pět nejmenších autozomů. Abychom mohli manipulovat s mírou synapse, začlenili jsme různě dlouhé konsubspecifické homologní úseky do vybraných autozomálních párů. Konsubspecifické úseky delší než 27 Mb dokázaly obnovit synapsi u daných chromozomů. Dále jsme zjistili, že alespoň dva symetrické DNA dvouřetězcové zlomy na chromozomu jsou nezbytné pro správnou synapsi. Navíc došlo k částečné nápravě samčí neplodnosti F1 hybridů u jedinců s obnovenou synapsí tří ze čtyř segregujících chromozomů. K ověření vlivu nedostatečného počtu symetrických DSBs u meiotických chromozomů sterilních hybridů byly generovány exogenní DNA DSBs s využitím chemoterapeutického léčiva cisplatiny. Jádra, která byla ošetřena cisplatinou o koncetraci 5 mg/kg a 10 mg/kg váhy těla, vykazovala zvýšený počet DSBs...
|
host ::
RSS.