1. Omów współczesną koncepcję budowy genu organizmów eukariotycznych

Gen jest podstawową jednostką dziedziczności zajmującą ściśle określone miejsce (locus) w chromosomie lub też występującą poza jądrem komórkowym, wewnątrz mitochondriów i chloroplastów (u roślin). Gen zbudowany jest z części regulatorowej i strukturalnej. Geny organizmów eukariotycznych są genami nieciągłymi. Informacja o sekwencji aminokwasów nie jest ciągła, lecz jest poprzerywana odcinkami niekodującymi – intronami. Geny w genomie jądrowym są rozproszone, czyli rozmieszczone w różnych miejscach chromosomów i są porozdzielane niekodującymi odcinkami DNA. W skład części regulatorowej genu wchodzą sekwencje promotora, wyciszacza i wzmacniacza. Część strukturalna genu składa się z: Eksonów – sekwencji kodujących, które po transkrypcji uczestniczą w translacji. Intronów – sekwencji nie kodujących, które są wycinane z pre-mRNA podczas składania RNA i nie uczestniczą w translacji.

2. Wymień techniki fizycznego mapowania genomu i opisz jedną z nich

Mapowanie fizyczne wykorzystuje techniki biologii molekularnej do badania cząsteczek DNA bezpośrednio w celu skonstruowania map pokazujących pozycje różnych typów sekwencji.

w celu ustalenia pozycji genów na chromosomach stosuje się następujące techniki:

– FISH (fluorescencyjna hybrydyzacja in situ)

– mapowanie restrykcyjne,
– mapowanie STS (sekwencje unikatowe),

Mapowanie STS STS (sequence tagged site) jest obecnie najbardziej precyzyjną techniką mapowania fizycznego. STS to krótka sekwencja DNA (100-500bp), łatwa do rozpoznania i pojawiająca się tylko raz w badanym chromosomie lub genomie. W celu zmapowania STSów potrzebna jest kolekcja zachodzących na siebie fragmentów pochodzących z tego samego chromosomu lub genomu.

3. Jakie techniki molekularne są wykorzystywane w genetycznym mapowaniu genomu, opisz jedną z nich.

stosowane markery molekularne (techniki molekularne):

– RFLP (polimorfizm długości fragmentów restrykcyjnych)

– SSLP (polimorfizm długości prostych sekwencji)

– SNP (polimorfizm pojedynczych nukleotydów)

SNP (ang. single nucleotide polimorphism) – mutacje punktowe (tranzycje i transwersje) w sekwencji nukleotydowej. Zaletą ich analizy jest ich ogromna liczba w genomie – u człowieka kilka milionów. Wykrywanie SNPs opiera się na analizie hybrydyzacji z oligonukleotydami (krótkie zsyntetyzowane chemicznie jednoniciowe cząsteczki DNA (poniżej 50 bp), które będą hybrydyzowały jedynie przy pełnej komplementarności z badaną sekwencją DNA.

4. Czym różni się polimorfizm od mutacji?

Przyjmuje się, że o mutacji mówi się wówczas, gdy dany wariant występuje w populacji z małą częstością (poniżej 1%) i dodatkowo efekt fenotypowy tego wariantu jest niekorzystny dla funkcjonowania organizmu. Polimorfizm odnosi się do sytuacji, kiedy wariant (allel) występuje z częstością powyżej 1% oraz nie wywołuje on negatywnych skutków fenotypowych.

5. Czym są markery genetyczne i jakimi technikami są identyfikowane.

Marker genetyczny to cecha jakościowa, uwarunkowana w sposób prosty — tzn. przez jedną parę alleli, przydatna do celów analizy genetycznej. Przydatność markera zależy od tego, czy jest on polimorficzny, co zachodzi wówczas, gdy w populacji występują przynajmniej dwa allele w locus tego markera. Polimorfizm markerów bada się za pomocą metod analitycznych, wśród których kiedyś dominowały metody serologiczne — z wykorzystaniem surowic testowych oraz biochemiczne — oparte na elektroforezie białek.

6. Jakie są klasy markerów genetycznych i które markery należą do poszczególnych klas.

Wprowadzono podział markerów genetycznych na dwie klasy.

 Klasa I obejmowała klasyczne markery, czyli geny. Polimorfizm tych markerów wykrywany był wcześniej poprzez analizę produktów genów (metody serologiczne i technika elektroforezy białek), ale może być również badany na drodze analizy DNA tych genów, metodami takimi jak sekwencjonowanie DNA, testy RFLP lub SSCP.

-ANTYGENY ERYTROCYTARNE (GRUPY KRWI)

-ANTYGENY BIAŁEK SUROWICY KRWI (ALLOTYPY)

-BIAŁKA POLIMORFICZNE KRWI

-BIAŁKA MLEKA

Klasa II – polimorficzne sekwencje niekodujące, wśród których za najważniejsze uznawane są tandemowo powtarzające się sekwencje mikrosatelitarne, a w mniejszym stopniu sekwencje minisatelitarne. Polimorfizm tej klasy markerów analizowany jest wyłącznie z użyciem analiz sekwencji DNA.

-STR

-SSR

7. W jakim zakresie markery genetyczne są wykorzystywane w pracy hodowlanej

Markery genetyczne są powszechnie wykorzystywane w pracy hodowlanej, między innymi w:

• kontroli pochodzenia oraz identyfikacji genów (QTL – quantitative traits loci), które mogą mieć znaczący wpływ na zmienność cechy ilościowej,

• identyfikacji genów odpowiadających za rozwój dziedzicznych chorób monogenowych,

• w ocenie wartości genetycznej zwierząt pod kątem cech użytkowych i prowadzenia selekcji pośredniej, tzw. MAS (ang. marker assisted selection),

• w ocenie zmienności genetycznej wewnątrz i między populacjami (liniami) oraz szacowaniu dystansu genetycznego,

• w ocenie odporności zwierząt