Ciklus GENI I POPULACIJE
Povodom 50 godina Društva genetičara Srbije
EFEKAT OSNIVAČA: NASLEDNE BOLESTI KOD ROMA
Doc. dr Milica Keckarević Marković,
Biološki fakultet, Univerzitet u Beogradu
Četvrtak, 1. 11. 2018. u 18 sati
KUDA IDE DIVLjAČ BALKANA:
GENSKE INFORMACIJE KROZ PROSTOR I VREME
Prof. dr Mihajla Đan,
Prirodno-matematički fakultet, Univerzitet u Novom Sadu
Četvrtak, 8. 11. 2018. u 18 sati
ISTORIJA I SADAŠNjOST U GENIMA
Prof. dr Vesna Milankov,
Prirodno-matematički fakultet, Univerzitet u Novom Sadu
Četvrtak, 15. 11. 2018. u 18 sati
GENI ODGOVORNI ZA SASTAV PROTEINA PŠENICE
Prof. dr Desimir Knežević,
Poljoprivredni fakultet u Lešku, Univerzitet u Prištini
sa privremenim sedištem u Kosovskoj Mitrovici
Četvrtak, 22. 11. 2018. u 18 sati
ANTROPOGENI UTICAJ NA ŽIVOTNU SREDINU:
PRIČA VOĆNE MUŠICE
Dr Marija Tanasković,
Institut za biološka istraživanja Siniša Stanković
Četvrtak, 29. 11. 2018. u 18 sati
Mala sala Kolarčeve zadužbine – Ulaz slobodan
EFEKAT OSNIVAČA: nasledne bolesti kod Roma
Doc. dr Milica Keckarević Marković
Romi predstavljaju najveću i najrasprostranjeniju etničku manjinu u Evropi, sa stanovništvom od 10 miliona ljudi širom kontinenta, pre svega u centralnoj i jugoistočnoj Evropi. Antropološki i genetski podaci ukazuju da je osnivačka romska populacija živela na teritoriji Severozapadne Indije pre oko 1500 godina, kao i da se naseljavanje Evrope dešavalo pre 850–900 godina. Danas, romsku populaciju čini grupacija međusobno genetički izolovanih potpopulacija, međutim, recesivne mutacije nastale u osnivačkoj romskoj populaciji su i danas prisutne u romskim potpopulacijama. Učestalost ovih mutacija u pojedinim romskim populacijama i razlike među populacijama postoje i uglavnom su posledica slučajnosti (genetičkog drifta), odnosno zastupljenosti odgovarajuće mutacije u pojedinim grupama prilikom odvajanja u potpopulacije. Iako postoji izvestan stepen mešanih brakova, značajan deo brakova i osnivanja porodice ostvaruje se unutar same romske populacije, te rezultira čestom pojavom naslednih bolesti karakterističnih za Rome, uzrokovanih recesivnim osnivačkim mutacijama.
Cilj ovog predavanja bio bi da se skrene pažnja javnosti na nasledne bolesti uzrokovane osnivačkim recesivnim mutacijama u populaciji Roma, i sadržalo bi pregled i kratak opis bolesti, dostupne podatke o uzročnim mutacijama i njihovom nastanku, kao i populaciono – genetičke i epidemiološke podatke o rasprostranjenosti mutacija i odgovarajućih bolesti. Predavanje bi uključilo i rezultate pilot – projekta u okviru koga je analizirano prisustvo jednog dela recesivnih osnivačkih mutacija kod osoba romske nacionalnosti, sa teritorije Srbije.
KUDA IDE DIVLjAČ BALKANA: GENSKE INFORMACIJE KROZ PROSTOR I VREME
Prof. dr Mihajla Đan
Promene u životnoj sredini, kako u prošlosti tako i u skorašnjem periodu pod uticajem čoveka, oblikovale su diverzitet i distribuciju prirodnih populacija biljaka i životinja. Populacije divljači na prostoru Balkana postaju predmet intenzivnih istraživanja usled registrovanih fenomena pada brojnosti, kao kod npr. evropskog zeca, pada fekunditeta registrovanog u populacijama srndaća, ili pak značajnog povećanja brojnosti zabeleženog u populacijama divlje svinje što dovodi do konflikta u urbanim zonama. Sve ove pojave intenzivirale su istraživanja genetičke varijabilnosti i populacione strukture populacija divljači, kao vrsta od značajne biološke i ekonomske vrednosti. U poslednjih petnaest godina, naš istraživački tim je sprovodio genetički monitoring najpopularnijih vrsta divljači u regionu Balkana: evropskog zeca, srndaća, divlje svinje i vuka. Analizirana je varijabilnost mikrosatelita (najpolimorfniji genetički markeri nuklearnog genoma) i sekvenci kontrolnog regiona (CR) mtDNK. Kao rezultat ovih istraživanja, dobijene su informacije o prostornoj distribuciji genetičkog diverziteta i određene su jedinice ekološkog menadžmenta, kako bi se sprečili negativni efekti fragmentacije populacije (primer srndaća) ili sprečili negativni efekti rasta populacije divlje svinje na šumske i poljoprivredne ekosisteme, kao i urbane zone. Pokazan je visok genetički diverzitet populacija evropskog zeca, te nije pokazana potreba za translokacijama jedinki što je bila negativna praksa u prošlosti. Visok genetički diverzitet je uočen i u populacijama vuka, koje su po prvi put genetički okarakterisane kako bi se efikasno pratio proces rekolonizacije iz našeg regiona ka zapadnoj Evropi. Genske informacije poslužile su za razvoj novih prekograničnih koncepata za održivo gazdovanje ovim populacijama divljači. Genetički podaci su primenjeni i u rekonstrukciji kretanja populacije kroz vreme. Rezultati filogeografskih analiza korišćenjem CR mtDNK za sve vrste podržavaju “hipotezu ekspanzivnog fronta” kolonizacije evropskog kontinenta sa Balkana nakon poslednje glacijacije (LGM). Registrovan genetički signal disperzije iz južnih refugijuma ka severnim delovima poluostrva, i dalje ka Evropi pokazuje efekat uskog grla, što je dovelo do smanjenja genetičke varijabilnosti u severnim subpopulacijama, kao i različito vreme i intenzitet pojave uskih grla u prošlosti. Visok genetički diverzitet u populacijama Balkanskog poluostrva predstavlja značajan prirodni resurs koji je potrebno očuvati merama ekološkog menadžmenta.
ISTORIJA I SADAŠNjOST U GENIMA
Prof. dr Vesna Milankov
Evoluciona biologija je integrativna naučna disciplina kojom se svakodnevno stiču nove činjenice i saznanja o čudesnom bogatstvu živog sveta i biološkoj evoluciji koja traje više od 3,5 milijarde godina. Primarna pitanja koja proučava savremeni čovek u kontekstu dramatičnih globalnih klimatskih promena su razumevanje nastanka i održavanja biološke raznovrsnosti, i prilagođenosti organizama svom okruženju. Tokom evolucije određene linije organizama mogu se modifikovati i menjati kompozicija DNK molekula, morfološke, anatomske i fiziološke osobine, kao i karakteri ponašanja u potomačkim generacijama u odnosu na pretke. Zbog toga, varijabilnost gena recentnih populacija oslikava uticaj savremenih mikroevolucionih procesa, ali i predstavlja jedinstveni evolucioni otisak procesa kojima je data populacija bila izložena u prošlosti. Detekcija i razlikovanje savremenih od istorijskih evolucionih procesa koji utiču na prostornu i vremensku organizaciju genetičkog diverziteta je od izuzetnog značaja sa fundamentalnog i aplikativnog aspekta. Na prvom mestu se ističe značaj razumevanja savremenih procesa koji su usko povezani ili su produkt predeonih promena nastalih pod uticajem čoveka. Antropogene karakteristike područja (urbana područja, agroekosistemi, hidroelektrane, vetrobrani, autoputevi…) imaju snažan efekat na fragmentaciju staništa, diskontinuitet u povezanosti populacija, što menja smer i efekat pojedinih evolucionih mehanizama. Takođe, za stvaranje efikasnih strategija zaštite ugroženih vrsta ključno je razumevanje potencijala populacije da odgovare na klimatske promene u budućnosti. Sa druge strane, razvila se i posebna naučna disciplina, Filogeografija, koja istražuje evolucioni otisak istorijskih procesa prisutan u populacijama savremenih organizama. Poznato je da se geni i/ili fragmenti DNK međusobno razlikuju u brzini evolucionih promena. Sporoevoluirajući geni, kao i osobine koje dati geni determinišu, će reflektovati varijabilnost koja je nastala u prošlosti, te se njihovim proučavanjem dobijaju informacije o mikroevolucionim procesima koji su u prošlosti oblikovali prostornu distribuciju genske genealogije. Nasuprot tome, brzoevoluirajući geni, tj. geni sa bržom stopom evolucionih promena, pružaju informacije o savremenim procesima odgovornim za geografsku distribuciju genetičkog diverziteta.
U cilju razumevanja uticaja savremenih i evolucionih procesa iz daleke prošlosti koji su ostavili zapis u genima recentnih populacija, koristićemo integrativni metod koji uključuje predeonu ekologiju, populacionu genetiku, evolucionu biologiju, biogeografiju, prostornu statistiku i sistematiku. Uporednom analizom varijabilnosti gena jedarnog i mitohondrijalnog genoma vrsta od ekološkog i konzervacionog značaja (polinatorske vrste osolikih muva i endemske vrste riba kraškog područja Dinarida) i epidemiološkog (komarci- vektori uzrokovača brojnih oboljenja kod čoveka i životinja) ukazaćemo na povezanost fundamentalnih naučnih saznanja i aplikativnih disciplina (konzervaciona biologija, ekologija, veterinarska epidemiologija, istorijska biogeografija).
GENI ODGOVORNI ZA SASTAV PROTEINA PŠENICE
Prof. dr Desimir Knežević
Pšenica (Triticum aestivum L.) je aloheksaploid (2n=6x=42) koja sadrži tri homeologa podgenoma (A, B, D) sa po sedam hromozoma čija veličina je oko 17 gigabaza (Gb). Nastala iz dva široka ukrštanja, prvo izmedju predačke vrste nosioca genoma A (Triticum Urartu AA) i genoma B poreklom od nepoznate biljne vrste, verovatno srodne vrsti Aegilops speltoides BB (nastala je divlja tetraploidna pšenica Triticum turgidum ssp. dicoccoides, AABB). Druga hibridizacija je izmedju gajene tetraploidne pšenice i diploidne (Aegilops tauschii, DD) pri čemu je nastala aloheksaploidna pšenica koja se dogodila približno pre 9000 godina. Na osnovu veličine genoma, pšenica ima izmedju 94000-96000 gena. Porodice gena kod obične pšenice su reducirane u odnosu na diploide pretke, što ukazuje da je genom pšenice ima znatno dinamičnjiu evoluciju.
Heksaploidna pšenica je selekcionisana više nego predačka sa diploidnim genomom, jer se gaji na 95% setvenih površina pod pšenicom. Koriste za ishranu preko 30% ljudske populacije u svetu i predstavlja glavni izvor hranljivih materija u preko 80% nerazvijenih i preko 50% ekonomski razvijenih zemalja u svetu. Seme hlebne pšenice sadrži oko 10-16% proteina. Kvalitativni sastav proteina je pod genetičkom kontrolom, a kvantitativni sadržaj pored genetičke kontrole varira u zavisnosti od uslova spoljašnje sredine.
U endospermu pšenice su smešteni rezervni proteini koji su prema rastvorljivosti klasifikovani u četiri grupe: albumini, globulini, glijadini i glutenini. Glijadini i glutenini predstavljaju oko 80% od ukupnog sadržaja proteina endosperma semena. Kompozicija glijadina se nalazi pod kontrolom Gli- alela sa lokusa na kratkim kracima hromozoma 1A, 1B, 1D, 6 A, 6B i 6D, a kompozicija glutenina se nalazi pod kontrolom Glu- alela sa lokusa na dugim kracima 1A, 1B, 1D hromozoma.
U obuhvaćenim istraživanjima za pregled identifikovanih genskih alela koji su odgovorni za kontrolu glijadina kod sorti u različitim zemljama u svetu je prestavljena determinacija alela, ukupno 31 alel na Gli-A1 lokusu, 35 na Gli-B1, 17 na Gli-D1, 32 na Gli-A2, 25 na Gli-B2, i 32 na Gli-D2 lokusu. Kod analiziranih sorti poreklom iz različitih zemalja u svetu je determinisan različit broja glijadinskih alela, na svih šest Gli-lokusa, čija je učestalost različita. Primera radi navodimo da je na Gli-A1 lokusu kod italijanskih sorti determinisano 3 alela (a, b, o) kod franscuskih 4 alela (f, k, o, c), britanskih 3 (b, f, o), ruskih 11 (b, f, k, m, o, c, q, t, i, j, l), rumunskih 6 (a, b, f, m, o, p), meksičkih 3 (a, f, o), madjarskih 4 (b, f, m, v) jugoslovenskih 6 alela (a, b, f, h, k, m) od ukupno 31 identifikovanih alela kod sorti u svetskoj kolekciji. Glijadinski aleli: Gli-A1b, Gli-A1f, Gli-A1o, su bili prisutni kod sorti pšenice u skoro svim navedenim zemljama porekla, dok su aleli Gli-A1q, Gli-A1t, Gli-A1i, Gli-A1j, Gli-A1l, bili prisutni kod ruskih sorti, alel Gli-A1p samo kod rumunskih, Gli-A1v samo kod madjarski i Gli-A1h samo kod jugoslovenskih sorti pšenice. Identifikovani aleli su imali različitu učestalost u rasponu od 1% (Gli-A1h, kod jugoslovenskih sorti) do 60% (Gli-A1a kod italijanskih sorti) itd. Izražena varijabilnost kompozicije glijadinskih alela i njihove učestalosti postoji i na preostalih pet Gli-lokusa.
Do sada ustanovljena varijabilnost kompozicije Gli-alela i njihova učestalost na svih šest lokusa je rezultat koncepta oplemenjivanja, usmerenosti selekcije, adaptivnosti gena kao i rasprostranjenosti alela u prirodnim resursima, što ukazuje na geografsku specifičnost i izolovanost, kao i na razmenu semena za korišćenje u hibridizaciji pšenice.
Cilj ovog rada je da se predstavi varijabilnost kompozicije alela koji kontrolišu sintezu glijadina kod sorti pšenice iz različitih zemalja i mogućnost njihovog korišćenja u identifikaciji genotipova određivanje čistoće i autentičnosti sorti pšenice, dinamiku alela različitosti u vremenu i prostoru.
ANTROPOGENI UTICAJ NA ŽIVOTNU SREDINU: PRIČA VOĆNE MUŠICE
Dr Marija Tanasković
Od prvih društvenih zajednica i pronalaska vatre čovek aktivno menja sredinu u kojoj živi prilagođavajući je svojim rastućim potrebama za novim resursima. Od industrijske revolucije čovekov uticaj na biosferu eksponencijalno raste i menja njene abiotičke i biotičke komponente. Često se u novinama i na televiziji mogu naći naslovi koji pominju globalno otopljavanje, rastuće zagađenje zemljišta, emisiju gasova koji povećavaju efekat staklene bašte, acidifikaciju okeana. Već dugi niz godina smo zabrinuti zbog pandi a ove godine smo bili svedoci izumiranja jedne sisarske vrste. I sve se to može velikim delom pripisati čoveku.
Da li su klimatske promene stvarne ili je to samo propaganda naučnika kako tvrde neki političari? Kako to možemo proceniti i utvrditi? Koliki i kakav je uticaj teških metala na sastav i strukturu zajednica i na koji način oni oblikuju genetičku strukturu prirodnih populacija? Kako smanjenje staništa i otvaranje novih migratornih koridora utiče na prirodne populacije? Šta se dešava kada se vrste nenamerno introdukuju na nova staništa? I da li je čovekov uticaj uvek negativan? Odovore na ova i mnoga druga pitanja mogu dati decenijska istraživanja na prirodnim i laboratorijskim populacijama različitih vrsta voćne mušice.