Filogenetyka molekularna

fakultatywne

Biochemia 1400-113BCH
Bioinformatyka 1400-216BINF
Biologia molekularna 1400-215BM

Praktyczna znajomość języka angielskiego i umiejętność posługiwania się komputerem na poziomie podstawowym. Podstawowe wiadomości z zakresu biologii molekularnej.

w sali

1. Intranet i Internet w środowisku Windows.

2. Wyszukiwanie w bazie GenBank sekwencji homologicznych programem Blast.

3. Metoda odległościowa, parsymonii i największej wiarygodności oraz podejście Bayesowskie w filogenetyce. Szacowania wiarygodności drzew filogenetycznych.

4. Modele ewolucji sekwencji DNA i białek. Odległości między sekwencjami.

5. Drzewo filogenetyczne sekwencji rDNA. Edycja i składanie sekwencji DNA.

6. Drzewo życia, endosymbiotyczna teoria powstania organizmów eukariotycznych i polifiletyczny charakter organizmów fotosyntetyzujących. Filogeneza naczelnych.

1. Komputery w środowisku Windows w sieciach Intranet i Internet. Instalowanie programów Clustal, MEGA i TreeView. Zjawisko zegara molekularnego na przykładzie białek globinowych.

2. Korzystanie z baz danych kwasów nukleinowych GenBank. Wyszukiwanie w bazach danych sekwencji homologicznych programem Blast.

3. Program BioEdit. Przyrównywanie sekwencji homologicznych przy użyciu programu Clustal. Metody budowy drzew filogenetycznych makrocząsteczek.

4. Program MEGA do badania genetycznych mechanizmów procesów ewolucyjnych. Filogeneza naczelnych na podstawie sekwencji genów mitochondrialnych.

5. Metoda parsymonii w filogenetyce. Drzewo filogenetyczne na podstawie sekwencji genu rRNA małej podjednostki rybosomalnej. Ocena wiarygodności drzew filogenetycznych metodą samopróbkowania.

6. Drzewo życia i nieadekwatność jego podziału na pięć królestw.

7. Modele ewolucji sekwencji DNA i białek. Obliczanie odległości między sekwencjami.

8. Izolowanie DNA z glonów. Amplifikacja genu 18S rRNA z glonów metodą PCR. Automatyczne sekwencjonowanie genu 18S rRNA cykliczną metodą fluorescencyjną (Zajęcia nadobowiązkowe).

9. Polifiletyczny charakter eukariotycznych organizmów fotosyntetyzujących. Edycja i składanie sekwencji przy użyciu programu SeqMan z pakietu Lasergene.

10. Zapoznanie się z programem do analiz filogenetycznych Paup. Metoda największej wiarygodności i wybór modelu ewolucji sekwencji DNA programem ModelTest.

11. Program PHYML do konstrukcji drzew metodą największej wiarygodności i szacowania ich wiarygodności za pomocą przybliżonego testu ilorazu wiarygodności (aLRT).

12. Program MrBayes i bayesowskie podejście do analizy filogenetycznej.

13. Ilustracja, przy pomocy uzyskanych drzew genu rRNA małej podjednostki rybosomalnej, endosymbiotycznej teorii powstania organizmów eukariotycznych.

Podstawy:

Barry G. Hall. Łatwe drzewa filogenetyczne

Bioinformatyka. Podręcznik do analizy genów i białek. pod redakcjaą Andreasa D. Baxevanisa, B. F. Francisa Ouellette'a

Dla zapaleńców:

Molecular Evolution and Phylogenetics Masatoshi Nei, Sudhir Kumar

Inferring Phylogenies Joseph Felsenstein

Molecular Systematics David M. Hillis (Editor), et al.

Po ukończeniu przedmiotu student:

WIEDZA I UMIEJĘTNOŚCI

- Ma wiedzę na temat pochodzenia ewolucyjnego głównych grup organizmów, takich jak bakterie, pierwotniaki, grzyby, rośliny i zwierzęta, w tym człowieka;

- Umie analizować publikacje naukowe pod kątem zastosowania metod filogenetycznych oraz interpretacji ich wyników;

- Potrafi dobrać odpowiednie metody i programy filogenetyczne do postawionego problemu badawczego, wykonać obliczenia i interpretować wyniki;

- Potrafi przedstawić i identyfikować problemy badawcze we współczesnej biologii, które mogą być rozwiązane za pomocą metod filogenetycznych;

- Umie wykorzystać metody filogenetyczne w rozwiązywaniu wybranych problemów badawczych w biologii ewolucyjnej, w tym w badaniach nad endosymbiozą i transferem poziomym genów, kopalnym DNA, antropogenezą;

- Umie przedstawić w formie graficznej stosunki pokrewieństwa miedzy genami i organizmami;

- Potrafi analizować drzewa filogenetyczne i odczytać zawarte w nich informacje;

- Wie jak korzystać z internetowych baz sekwencji makrocząsteczek, takich jak GenBank;

- Potrafi porównać metody szacowania filogenezy (odległościowe, bayesowskie oraz z wykorzystaniem kryteriów parsymonii i największej wiarygodności);

- Potrafi korzystać z programów służących do rekonstrukcji stosunków pokrewieństwa, w tym MEGA, MrBayes, PhyML, Paup;

- Umie wykorzystać modele substytucji nukleotydów i rozumie występujące w nich parametry;

- Potrafi korzystać z metod sprawdzania wytrzymałości gałęzi drzew filogenetycznych (samopróbkowanie, prawdopodobieństwo a posteriori, test aLRT);

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

- Docenia wagę metod filogenetycznych przy wyjaśnianiu różnorodności biologicznej;

- Potrafi odróżnić argumentacje naukową od pseudonaukowej na temat podobieństwa gatunków i organizmów;

- Rozumie potrzebę informowania społeczeństwa na temat naukowych poglądów na temat pochodzenia gatunków, w tym człowieka.

Końcowe zaliczenie pisemne i egzamin ustny

brak