Katedra genetiky zabezpečuje v rámci bakalárskeho jednoodborového a medziodborového štúdia biológie predmet Genetika. Na magisterskom stupni zabezpečuje pre študijný program Genetika a molekulárna cytológia sériu genetických subdisciplín.
GENETIKA
Cieľ predmetu: Osvojiť si základné poznatky o dedičnosti a premenlivosti živých organizmov s dôrazom na všeobecné aspekty kontinuity života.
Stručná osnova predmetu: Živá príroda ako integrované genetické laboratórium. História a súčasný stav rozvoja genetiky. J. G. Mendel – zakladateľ genetiky. Mendelove genetické princípy, epistatický účinok génov, väzba génov. Dedičnosť komplexných znakov. Heritabilita. Mapovanie genetických lokusov na chromozómoch pomocou klasických a molekulárno-genetických metód. Genetická determinácia pohlavia. Stručný fylogenetický prehľad. Extrachromozómové genetické determinanty. Plastidová a mitochondriálna dedičnosť. Genómový imprinting. Základy cytogenetiky, mutácie a mutagenéza. Genetika prokaryotických organizmov. Genetické mechanizmy na subcelulárnej úrovni. Štruktúra a funkcia DNA, mRNA, tRNA, rRNA. Genetický kód. Mechanizmus replikácie, transkripcie a translácie. Postranslačné a postranskripčné modifikácie. Regulácia génovej expresie v prokaryotických a eukaryotických organizmoch. Základy genetiky človeka. Fyziologická a patologická variabilita. Genetika populácií. Hardyho-Weibergov zákon. Faktory narúšajúce rovnováhu v populácii. Genetické manipulácie in vitro. Projekt mapovania ľudského genómu (HUGO). Sekvenované genómy a ich využitie v komparatívnej genomike. Geneticky modifikované organizmy.
BIOTECHNOLÓGIA RASTLÍN
Cieľ predmetu: Osvojiť si teoretické základy genetiky a fyziológie rastlinných buniek a pletív v podmienkach in vitro a ich praktické aplikácie v biotechnológii rastlín. Nadobudnúť experimentálnu zručnosť v technikách rastlinných explantátov.
Stručná osnova predmetu: Genetika a fyziológia rastlinných bunkových kultúr, protoplastov, pletivových kultúr, embryoidov a orgánov kultivovaných in vitro v sterilných podmienkach, ich význam a využitie vo vedeckom výskume a praxi. Kryokonzervácia rastlinných explantátov, imobilizované bunkové systémy. Genetická transformácia rastlinných buniek a expresia cudzích génov v rastlinách.
EVOLUČNÁ BIOLÓGIA
Katedra genetiky zabezpečuje časť predmetu venovanú molekulovej evolúcii.
Cieľ predmetu: Pochopenie evolučného procesu v prírode na základe súčasných vedeckých poznatkov.
Stručná osnova predmetu: Základné otázky evolúcie živých organizmov. Historický pohľad. Evolúcia života. Elementárne činitele evolúcie: mutačný proces, populačné vlny, izolácia. Prírodný výber ako hybná sila evolúcie. Molekulová evolúcia. Evolúcia génov a genómov. Evolučné mechanizmy na úrovni populácií. Evolúcia reprodukčných systémov. Vznik adaptácií a ich klasifikácia. Koncepcia druhu. Problémy makroevolúcie: evolúcia funkcií a orgánov, evolúcia ontogenézy. Fylogenéza systematických skupín živočíchov. Evolučný progres. Antropogenéza. Evolúcia rastlinnej diverzity. Reprodukčné stratégie rastlín, sexualita, asexualita a evolúcia. Makroevolúcia a mikroevolúcia. Typy speciácie. Alopatrická speciácia. Sympatrická speciácia. Fyletická speciácia. Extinkcie. Evolučné trendy zelených rastlín.
GENETIKA ČLOVEKA
Cieľ predmetu: Získať poznatky z oblasti humánnej genetiky na báze najnovších vedeckých výsledkov, o možnostiach prevencie, diganostiky a terapie geneticky podmienených patologických stavov.
Stručná osnova predmetu: Základné poznatky o individuálnej genetickej variabilite fyziologických znakov a geneticky podmienených patologických znakov; genetická variabilita na úrovni populácií; spôsoby dedičnosti a genetické javy v rodinách a rodokmeňoch; základné metódy používané v humánnej genetike – genealogická metóda, využitie génovej väzby pri mapovaní génov, cytogenetická analýza a zostavenie karyotypu, diagnostika patologických stavov na úrovni DNA; možnosti liečby geneticky podmienených patologických stavov.
MODELOVÉ ORGANIZMY V GENETIKE
Cieľ predmetu: Pochopenie evolučného procesu v prírode na základe súčasných vedeckých poznatkov.
Stručná osnova predmetu: Základné vlastnosti modelových organizmov využívaných v genetike. Modelové objekty v genetike prokaryotických organizmov (Escherichia coli, Diplococcus pneumoniae, Agrobacterium tumefaciens a A. rhizogenes), jednoduchých eukaryotických organizmov (Saccharomyces cerevisiae, Neurospora crassa), živočíchov (Drosophila melanogaster, Caenorhabditis elegans, Mus musculus) a rastlín (Arabidopsis thaliana, Nicotiana sp.) Mendelove zákony. Morganove pravidlá. Transgénne rastliny a transgénne živočíchy. Hela bunky. Kmeňové bunky. HUGO. Genetický význam štúdia dvojčiat. Genetické databázy.
CYTOGENETIKA A KARYOLÓGIA
Cieľ predmetu: Osvojiť si genetické javy na úrovni bunky s využitím najnovších poznatkov cytogenetiky a molekulovej cytológie. Detailnejšie sa oboznámiť s výsledkami a významom projektu HUGO – mapovania ľudského genómu.
Stručná osnova predmetu: Organizácia eukaryotického genómu v bunkovom jadre. Skelet jadra. Jadierko, skelet jadierka. Štruktúra chromatínu a jeho zmeny. Úrovne štruktúry organizácie DNA v jadre. Chromozómy. Polyténne chromozómy. Bunkový cyklus. Genetická regulácia bunkového cyklu. Genetická regulácia bunkovej diferenciácie a bunkového starnutia. Teloméry a telomeráza. Cytologické základy kancerogenézy. Evolúcia chromozómov.
BIOTECHNOLÓGIA RASTLÍN
Cieľ predmetu: Osvojiť si teoretické základy genetiky a fyziológie rastlinných buniek a pletív v podmienkach in vitro a ich praktické aplikácie v biotechnológii rastlín. Nadobudnúť experimentálnu zručnosť v technikách rastlinných explantátov.
Stručná osnova predmetu: Genetika a fyziológia rastlinných bunkových kultúr, protoplastov, pletivových kultúr, embryoidov a orgánov kultivovaných in vitro v sterilných podmienkach, ich význam a využitie vo vedeckom výskume a praxi. Kryokonzervácia rastlinných explantátov, imobilizované bunkové systémy. Genetická transformácia rastlinných buniek a expresia cudzích génov v rastlinách.
FUNKČNÁ GENOMIKA
Cieľ predmetu: Cieľom predmetu je poskytnúť prehľad o najnovších metódach a zdrojoch používaných pri štúdiu funkcie génov na úrovni genómu. Cieľovou skupinou sú študenti so záujmom získať prehľad o najnovších trendoch a metódach v oblasti funkčnej genomiky.
Stručná osnova predmetu: História a míľniky funkčnej genomiky. Genomika. Transkriptomika. Proteomika. Metabolomika. Interaktóm a signalóm.
GENETIKA POPULÁCIÍ
Cieľ predmetu: Získať rozšírené poznatky o genetických vzťahoch v populáciách. Definovať a popísať teoretické a historické základy populačnej genetiky; identifikovať, charakterizovať a porovnať mechanizmy a základné faktory (mutácie, genetický posun, selekcia migrácie, spôsob výberu partnera..) a ich interakcie, ktoré vedú k intrapopulačnej aj interpopulačnej variabilite a vplývajú na štruktúru populácií; využiť empirické metódy a postupy pre analýzu genetickej diverzity; aplikovať princípy populačnej genetiky vo forénznych vedách, evolučných štúdiách, molekulárnej biológii a ekológii.
Stručná osnova predmetu: Populácia a faktory, ktoré ju formujú. Miera genetickej variability v populáciách. Polymorfizmus a heterozygotnosť. Základné modely v genetike populácií. Hardyho-Weinbergov zákon pre 2, 3 a viac alel. Špeciálne prípady náhodného oplodnenia (Bruceho pomery, gény viazané na pohlavie). Vplyv mutácií na rovnováhu v populácii. Dôsledky výberového oplodnenia, výpočet a interpretácie koeficientu inbridingu. Fisher-Wrightov model genetického driftu, fixácia/eliminácia alel v malých populáciách. Jednosmerná, obojsmerná a viacsmerná migrácia. Prirodzený výber v haploidných a diploidných populáciách. Populácie rastlín, živočíchov a človeka. Darwinova evolučná teória, molekulárna evolúcia.
