9 stycznia 2007 r. Prof. dr hab. Jolanta Małuszyńska wygłosiła wykład pt. "Zobaczyć gen, chromosom i genom - czyli badania cytogenetyki molekularnej"

Prof. Jolanta Małuszyńska jest kierownikiem Katedry Anatomii i Cytologii Roślin Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach, specjalizuje się w cytogenetyce roślin. Jest członkiem polskich i zagranicznych towarzystw biologicznych, kierowała licznymi projektami badawczymi oraz odbyła wiele staży naukowych za granicą. Autorka licznych publikacji oraz wydawnictw książkowych.

 

 

Prof. Małuszyńska w swojej pracy głównie interesuje się:
- Badaniami struktury i organizacji genomu roślinnego z wykorzystaniem metod cytogenetyki molekularnej
- Fizycznym mapowaniem genów i sekwencji nie kodujących w chromosomach roślin modelowych i uprawnych charakteryzujących się małymi chromosomami
- Poliploidalnością indukowaną i naturalną w ewolucji i ontogenezie roślin
- Badaniem przemian kariologicznych wywołanych czynnikami środowiskowymi, mutagennymi lub warunkami kultury in vitro
- Cytologiczno-anatomiczną analizą procesów morfogenezy roslin in vivo i in vitro


Zobaczyć gen, chromosom i genom - czyli badania cytogenetyki molekularnej

 

 

Cytogentyka to nauka o chromosomach, obejmująca ich charakterystykę na poziomie mikroskopu świetlnego, skaningowego i elektronowego oraz na poziomie molekularnym. Przedmiotem badań klasycznej cytogenetyki jest przede wszystkim zachowanie się chromosomów podczas podziałów komórkowych, ich udział w przekazywaniu i rekombincji genów oraz ich pochodzenie. Współczesna cytogenetyka molekularna obejmuje również badania struktury i funkcji chromosomów w jądrze niedzielącym się, czyli w czasie interfazy. Chromosomy zbudowane z liniowej cząsteczki DNA i białek wyodrębniają się z chromatyny jądra komórkowego w czasie podziału mitotycznego lub mejotycznego. Każdy gatunek charakteryzuje się określoną liczbą chromosomów różniących się wielkością i morfologią. Zespół chromosomów danego gatunku - to genom - zawierający informację genetyczną warunkującą wszystkie właściwości organizmu. Genomowe DNA składa się z sekwencji kodujących - genów oraz dużej ilości sekwencji niekodujących, których funkcja nie jest jeszcze w pełni poznana.
Badania biologii molekularnej pozwoliły na poznanie struktury, funkcji i sposobu przekazywania genów. Dynamiczny rozwój badań molekularnych umożliwił opracowanie szeregu metod inżynierii genetycznej. Jednak przełomowym momentem było poznanie w ostatnich latach całkowitej sekwencji DNA genomu człowieka oraz genomów wielu gatunków roślin i zwierząt. Badania molekularne prowadzone na materiale genetycznym izolowanym z tkanek, komórek, a nawet pojedynczej komórki lub frakcji organelli komórkowych, pozwalają na poznanie struktury i funkcji genu, ale nie dostarczają informacji o jego lokalizacji w jądrze i chromosomie.
Połączenie metod biologii molekularnej z metodami cytogenetycznymi otworzyło nowe możliwości obserwacji chromosomów, lokalizacji w nich genów i innych sekwencji DNA, ale przede wszystkim otworzyło drogę dla rozwoju cytogenetyki molekularnej. Juz pod koniec lat 60. opracowano metodę hybrydyzacji kwasów nukleinowych in situ, z wykorzystaniem radioaktywnie znakowanych sond. Jednak prawdziwy rozkwit cytogenetyki molekularnej rozpoczął się w latach 80. wraz z wprowadzeniem metody znanej jako FISH, od angielskiej nazwy Fluorescence In Situ Hybrydisation. Metoda ta polega na łączeniu (hybrydyzacji) sondy molekularnej z komplementarnym DNA w chromosomach lub jądrach interfazowych na preparatach mikroskopowych. Dzięki znakowaniu sondy, najczęściej z wykorzystaniem fluorochromów, miejsca hybrydyzacji mogą być identyfikowane pod mikroskopem i lokalizowane w chromosomach. Ogromny postęp w mikroskopii fluorecsencyjnej, komputerowej analizie obrazu i immunocytochemii, równocześnie z postępem w biologii molekularnej, pozwolił na opracowanie wielu modyfikacji metody FISH, pozwalających na wykrywanie coraz krótszych fragmentów DNA i stosowania kilku sond równocześnie. Metody te umożliwiają lokalizację genów w chromosomach i tworzenie map fizycznych, wykrywanie całych chromosomów lub ich fragmentów jak również rozróżnianie genomów rodzicielskich w komórkach mieszańców. Właśnie dzięki tym metodom możliwe jest wykrywanie zmian strukturalnych i rearanżacji chromosomowych, które powstały w komórce spontanicznie lub w wyniku działania czynników środowiskowych, zabiegów hodowlanych albo biotechnologicznych. Dlatego też cytogenetyka molekularna znalazła szerokie zastosowanie w szeregu dziedzinach takich jak diagnostyka medyczna czy hodowla roślin i zwierząt. Szczególnie istotny wkład w poznanie struktury i funkcji genomu mają badania chromosomów organizmów modelowych takich jak drożdże, muszka owocowa, mysz i Arabidopsis. To właśnie analizy porównawcze genomów różnych organizmów, a szczególnie modelowych, pozwoliły lepiej zrozumieć wiele procesów związanych z ewolucją gatunków.

 

 

Styczeń 2007 r.