Podstawy biologii człowieka Komórka, tkanki, rozwój, dziedziczenie

Niniejszy tom jest zbiorem streszczeń artykułów przygotowanych przez Uczestników 50. Międzynarodowego Seminarium Kół Naukowych w Olsztynie „Seminarium Obrazowania Studenckiej Myśli Naukowej”, które odbyło się na Uniwersytecie Warmińsko-Mazurskim w Olsztynie w dniach 15-16 września 2021 roku. Twórcami artykułów są Studenci i Doktoranci uczestniczący w 50. MSKN. W ramach seminarium mieli oni możliwość wymiany argumentów i opinii nie tylko z naukowcami z UMW, ale także z młodymi badaczami z innych ośrodków akademickich.

Kompendium wiedzy z zakresu hodowli i użytkowania bydła, najliczniejszego i najważniejszego gatunku zwierząt gospodarskich użytkowanych przez człowieka.
Zaproponowany przez autora podręcznika układ i dobór tematyki odpowiada występującym w praktyce problemom związanym z produkcją mleka. W podręczniku przedstawiono najnowsze informacje dotyczących osiągnięć naukowych z zakresu omawianej problematyki. Tekst uatrakcyjniają tabele, fotografie, wykresy, które w sposób istotny podnoszą atrakcyjność i przystępność omawianych kwestii.

Pigmentacyjny fenotyp człowieka powstaje na podstawie złożonego genetycznego „planu”, który w trakcie rozwoju jest modyfikowany przez wiele czynników działających na różnych etapach ontogenezy. Genetyczne determinanty warunkują zasadnicze procesy rozwoju cech pigmentacyjnych, na które składają się: migracja i różnicowanie melanoblastów, dystrybucja melanocytów, melanogeneza oraz transport melanosomów do keratynocytów. Każdy z tych procesów zachodzi w określonym mikrośrodowisku, które podlega ciągłym zmianom wynikającym z adaptacyjnej reakcji organizmu/komórek na działanie bodźców zewnętrznych (egzogennych), jak również wewnętrznych (endogennych). Zakłócenia mikrośrodowiska mogą wywołać zmianę fenotypu pigmentacyjnego możliwą do zaobserwowania makroskopowo lub w przypadku mniej „drastycznych” modyfikacji ‒ wykrywalną tylko za pomocą precyzyjnych i obiektywnych metod spektrofotometrycznych. Zarówno identyfikacja czynników wywołujących zmiany procesów pigmentacyjnych, jak i ocena fenotypowego efektu ich działania są przedmiotem niniejszej pracy.

„…Ziemi nie dziedziczymy po naszych rodzicach, pożyczamy ją od naszych dzieci…”
Antoine Marie Roger de Saint-Exupéry
Rośliny stanowią nawet 99,9% masy wszystkich organizmów żywych na Ziemi, więc powinny być dominującą częścią otaczającego nas środowiska, a wydaje się, że tak wcale nie jest. Pomimo szerokiej edukacji ekologicznej nie przypisujemy „wegetującej” roślinności zbyt doniosłej roli, przez większość jest ona uważana postrzegana jako nieożywiony element przyrody, bez statusu jaki mają zwierzęta. Tymczasem rola „rachitycznych paprotek” czy „mimoz” w środowisku jest bezcenna. Parafrazując starą dewizę: „… rośliny żywią i bronią…”
Fitoremediacja to słowo utworzone z greckiego przedrostka fito, oznaczającego roślinę i łacińskiego remedium – „oczyszczenie” lub „przywrócenie”. Termin ten odnosi się do różnorodnego zestawu technologii, które wykorzystują rośliny – występujące w naturze lub modyfikowane genetycznie – do degradacji, ekstrakcji, magazynowania lub unieruchamiania
zanieczyszczeń z gleby i wody, w tym metali, pestycydów, węglowodorów i chlorowanych rozpuszczalników.
W książce opisano możliwość wykorzystania roślin do usuwania różnych zanieczyszczeń nieorganicznych (jak jony metali i metaloidów) oraz organicznych (np. związki ropopochodne). Czytelnik znajdzie w niej m.in.: źródła, charakterystykę i sposoby migracji zanieczyszczeń obecnych w środowisku gruntowym; charakterystykę poszczególnych procesów pobierania, transportu i metabolizmu zanieczyszczeń na poziomie komórek i tkanek roślinnych, opis poszczególnych technik fitoremediacji; szczegółowy opis roślin zdolnych do akumulacji/rozkładu zanieczyszczeń; opis stosowanych technologii, możliwości wykorzystania roślin transgenicznych, możliwości wykorzystania mikroorganizmów (metagenomów) zdolnych do intensyfikacji procesów; problem wzbogacania gleb zdegradowanych i zanieczyszczonych na których procesy fitoremediacji są prowadzone, modelowanie procesu, projektowanie (wykorzystanie GIS); fitosekwestracja dwutlenku węgla, bilans ekonomiczny i aspekty społeczne, problem zagospodarowania biomasy roślinnej (rośliny energetyczne).
Książka przeznaczona jest m.in. dla studentów kierunków biologia, biotechnologia, ochrona środowiska, inżynieria środowiska, energetyka, rolnictwo i pokrewnych; pracowników dydaktycznych i naukowych zajmujących się problemem zanieczyszczeń i ochrony środowiska glebowego; pracowników samorządów, właścicieli terenów zanieczyszczonych; firm zajmujących się remediacją/rekultywacją/rewitalizacja terenów zniszczonych; ekologów, leśników.
Z recenzji:
„Zaletą publikacji jest szeroki zakres tematyczny, który nie tylko porządkuje dotychczasową wiedzę, ale również uogólnia ją i popularyzuje. Autorom udało się przedstawić fitoremediację w różnych aspektach jako interdyscyplinarną i złożoną metodę oczyszczania środowiska.”
Dr hab. inż. Zygmunt Mariusz Gusiatin, prof. UWM
Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

W książce zaprezentowano szeroką wiedzę z zakresu genetyki, genomiki, epigenomiki oraz inżynierii komórkowej i molekularnej (w tym edytowanie genomu), która znalazła zastosowanie w medycynie weterynaryjnej oraz hodowli zwierząt. Diagnostyka cytogenetyczna i molekularna chorób lub wad genetycznych, ocena wartości hodowlanej przy pomocy markerów SNP (tzw. selekcja genomowa), udane próby terapii genowej oraz modyfikacje genomu świni na potrzeby ksenotransplantacji, to tylko niektóre przykłady praktycznego wykorzystania najnowszych osiągnięć wiedzy z tego zakresu. Zagadnienia powyższe omówiono przede wszystkim w odniesieniu do zwierząt gospodarskich (bydło, świnia i koń) i towarzyszących (pies i kot).

W książce przedstawiono wachlarz zagadnień dotyczących genetyki zwierząt, m.in.:

• historii badań genetycznych i genetyki klasycznej,
• metod stosowanych w badaniach cytogenetycznych i molekularnych,
• gametogenezy i kontroli genetycznej rozwoju zarodkowego i płodowego,
• genomiki i epigenomiki,
• mutacji chromosomowych i genowych odpowiedzialnych za wrodzone wady rozwojowe lub choroby dziedziczne,
• onkogenetyki,
• kontroli reakcji odpornościowej,
• zmienności umaszczeń,
• zmienności cech produkcyjnych zwierząt gospodarskich,
• organizacji genomu wirusów i bakterii,
• wykorzystania zwierząt w badaniach biomedycznych z zakresu terapii komórkowych i genowych.

Książka jest bogato ilustrowana oryginalnymi schematami, rycinami i mikrofotografiami. Najważniejsze informacje zawarto w ramkach, a na końcu każdego rozdziału dodano wykaz wybranych publikacji, jako literatury uzupełniającej. Ostatnim rozdziałem książki jest słownik wybranych terminów genetycznych, który w przystępny sposób pomaga czytelnikowi zrozumienie omawianych zagadnień.

Genetyka ogólna i weterynaryjna adresowana jest do odbiorców zainteresowanych genetyką zwierząt domowych, wśród których są przede wszystkim studenci i doktoranci weterynarii, zootechniki, biotechnologii i biologii. Została ona napisana również z myślą o specjalistach z pokrewnych dziedzin i dyscyplin nauki oraz praktykujących lekarzach weterynarii i hodowcach zwierząt.

Nowoczesny podręcznik na temat genomów i sposobach ich badania!

Tłumaczenie czwartego wydania znanego w świecie podręcznika genetyki molekularnej. Książka jest podzielona na cztery części: sekwencjonowanie genów wraz z przypisaniem im określonych białek, anatomia genomu, funkcjonowanie genomu oraz replikacja i ewolucja genomów. Uwzględnia genomy wszystkich rodzajów organizmów: wirusów, bakterii, grzybów, roślin i zwierząt oraz ludzi.

Część I - Badanie genomów - podstawowe pojęcia genetyki molekularnej, najważniejsze metody badawcze: technikę rekombinowania i klonowania DNA, PCR, sekwencjonowanie DNA, mikromacierze DNA, a także metody sporządzania map genetycznych wywodzące się jeszcze z czasów genetyki klasycznej. Dużo miejsca poświęcono genomowi człowieka, znakomicie nadającemu się do przedstawienia strategii sekwencjonowania dużych genomów.

Część II - Anatomia genomów - strukturę genomów pro- i eukariotycznych, ze szczególnym uwzględnieniem genomu ludzkiego.

Część III - Funkcjonowanie genomów - mechanizmy transkrypcji i translacji oraz regulację ekspresji genów na różnych poziomach. Dzięki starannie dobranym przykładom regulacji ekspresji genów u różnych organizmów, znakomicie pokazano różnorodność mechanizmów zjawiska regulacji genetycznej. Przedstawiono problem różnicowania i rozwoju organizmów, począwszy od bakteriofagów i bakterii przez nicienie i muszkę owocową, a także procesy powstawania przeciwciał i receptorów limfocytów, które to procesy są omówione w kontekście zmian w genomie i rearanżacji zachodzących na poziomie DNA.

Część IV - Replikacja i ewolucja genomów - zagadnienia replikacji kwasów nukleinowych, mutacji i rekombinacji. Jest także rozdział o ewolucji genomów i filogenetyce molekularnej.
Każdy rozdział zawiera zestaw krótkich pytań i pogłębionych zagadnień, jak również dołączoną listę dalszych lektur. Na końcu książki znajduje się obszerny słownik terminów.

Krótkie pytania. Pytania pokrywają zawartość każdego rozdziału i są sformułowane w prosty sposób. Odpowiedzi na nie można znaleźć, sprawdzając odpowiednią partię tekstu. Student może wykorzystać te pytania w celu systematycznego zapoznania się z treścią rozdziału lub wybrać niektóre z nich w celu sprawdzenia możliwości udzielenia odpowiedzi na określone zagadnienia. Krótkie pytania mogą być też wykorzystywane do przygotowania testów sprawdzających.
Problemy pogłębione wymagają bardziej szczegółowych odpowiedzi. Różnią się charakterem i stopniem trudności.

Dalsze lektury. Ich lista jest zamieszczona na końcu każdego rozdziału i zawiera te artykuły naukowe, artykuły przeglądowe i książki, które uznałem za najlepsze źródło dodatkowych materiałów.

Słowniczek określa znaczenie każdego terminu, który w tekście jest zaznaczony pogrubionym drukiem, a także wielu terminów, które czytelnik może spotkać w książkach i artykułach wymienionych w liście lektur.

W tym wydaniu na pierwszy plan wysuwa się rozwój transkryptomiki i genomiki, który osiągnął taki poziom, że można było opisać procesy transkrypcji i translacji zachodzące w całych genomach, a nie na podstawie procesów ekspresji pojedynczych genów.

Podręcznik jest przeznaczony przede wszystkim dla studentów: biologii, biotechnologii, bioinformatyki, medycyny, farmacji, rolnictwa i innych pokrewnych kierunków oraz dla początkujących pracowników nauki w tych dziedzinach. Jest również skierowany do wszystkich, którzy chcieliby się dowiedzieć, czym jest współczesna genetyka.