Diagnostyka molekularna i cytogenetyczna w biotechnologii zwierząt

Przedmiot wykłada m. in. rolę genu i genomu jako źródła informacji dla celów diagnostycznych oraz zjawisko polimorfizmu DNA. Student ocenia jakość i ilość izolowanego z materiałów biologicznych gDNA. Zaznajamia się z metodami detekcji mutacji na poziomie DNA. Zapoznaje się z możliwościami wykorzystania metody PCR w hodowli zwierząt. Praktycznie przeprowadza amplifikację fragmentów wybranych genów i przy zastosowaniu metody RFLP rozpoznaje genotypy zwierząt i interpretuje wyniki analiz laboratoryjnych. Przeprowadza analizę polimorfizmu loci mikrosatelitarnych w kontekście ustalania pokrewieństwa i badań filogenetycznych. Poznaje metody przesiewowego badania mutacji (SNP) w populacjach zwierzęcych m.in. PCR-SSCP, TGGE, DGGE.W trakcie zajęć omawiane jest zastosowanie molekularnych metod w badaniach cytogenetycznych, fizyczne i genetyczne mapy chromosomów a także metoda hybrydyzacji „in situ”. technika primer in situ synthesis (PRINS), in situ nick translacja (ISNT).

Wykłady:

- Genom źródłem informacji dla celów diagnostycznych. Przyczyny i rodzaje mutacji. Detekcja mutacji na poziomie DNA, rodzaje mutacji i skutki mutacji genowych

- Markery molekularne wykorzystywane w ocenie użytkowości mięsnej, mlecznej i rozpłodowej zwierząt gospodarskich

- Mutacje wywołujące choroby genetyczne u bydła, owiec, świń koni i ptaków

- Zastosowanie diagnostyki molekularnej w weterynarii

- Zastosowanie analizy loci mikrosatelitarnych i minisatelitarnych oraz metody RAPD w określaniu pokrewieństwa zwierząt (kontroli pochodzenia, badaniach filogenetycznych)

- Zastosowanie metod molekularnych w badaniach cytogenetycznych. Fizyczne i genetyczne mapy chromosomów

- Technika primer In situ synthesis (PRINS), in situ nick translacja (ISNT)

- Sposoby otrzymywania sond molekularych i ich wykorzystanie w praktyce hodowlanej

Ćwiczenia:

- Metody pobierania, przechowywania materiału biologicznego, izolacja DNA, zasady oceny, przechowywania i przesyłania wyizolowanego DNA

- Identyfikacja zmienności metodą PCR-RFLP, zastosowanie jej w identyfikacji genów o duzym efekcie. Optymalizacja reakcji PCR z wykorzystaniem gradientu temperatury anilingu, ocena specyficzności produktu, czynniki warunkujące efektywność reakcji PCR Zastosowanie metody PCR-RFLP w identyfikacji genów o dużym efekcie.

- Real-time PCR, genotypowanie zwierząt metodą różnicowania alleli AD

- Izolacja DNA genomowego z produktów zwierzęcych przetworzonych. Metody oczyszczania DNA, przygotowanie produktu PCR do sekwencjonowania

- Polimorfizm konformacyjny ssDNA –SSCP, MSSCP – możliwości zastosowania w badaniu SNP w populacjach zwierzęcych. Optymalizacja metody, wizualizacja wyników metodą srebrzenia.

- Wykonanie reakcji multipleks PCR dla loci mikrosatelitarnych. Przeprowadzenie elektroforezy produktów PCR w przygotowanym żelu poliakrylamidowym w warunkach denaturujących. Barwienie rozwiniętego żelu metodą srebrzenia. Odczyt i interpretacja wyników.

- Zakładanie hodowli in vitro limfocytów krwi obwodowej. rozwiązywanie hodowli, utrwalanie chromosomów mitotycznych, sporządzanie preparatów mikroskopowych. technika prostego barwienia giemzą i analiza liczby i struktury chromosomów metafazowych

- Technika primer in situ synthesis (PRINS), in situ nick translacja (ISNT) Znakowanie sond molekularnych technikami DOP PCR oraz NIK translacją. Oczyszczanie sond oraz przygotowanie do hybrydyzacji

- Technika fluorescencyjnej hybrydyzacji in situ – FISH, analiza preparatów w mikroskopie fluorescencyjnym

Podstawowa:

Avise J.C. Markery molekularne, historia naturalna i ewolucja, Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego;. 2008

Biotechnologia Zwierząt pod red. Zwierzchowskiego PWN; 1997

Genetyka zwierząt. K. Charon i M. Świtoński, PWN, 2004

Uzupełniająca:

Genomy. Brown, PWN, 2009

WIEDZA - absolwent zna i rozumie:

- metodologię pracy doświadczalnej pozwalającą na projektowanie, prowadzenie i analizę wyników eksperymentów in vivo z zakresu biotechnologii zwierząt

- zaawansowane metody, techniki, materiały oraz analizy instrumentalne wykorzystywane w biotechnologii zwierząt

- w pogłębionym stopniu zagadnienia z zakresu genomiki, proteomiki i regulacji ekspresji genów, wykorzystania technik biotechnologicznych w selekcji i doskonaleniu zwierząt

UMIEJĘTNOŚCI - absolwent potrafi:

- samodzielnie przeprowadzać eksperymenty, interpretować ich wyniki, wyizolować kwasy nukleinowe ze zwierzęcego materiału biologicznego, ocenić jego jakość i przydatność do analiz molekularnych.

- dobierać techniki diagnostyki genetycznej w poszukiwaniu zmienności u zwierząt, ustala parametry stosowanych reakcji.

- stosować techniki cytogenetyczne. Zakłada hodowle in vitro limfocytów i utrwala chromosomy mitotyczne i sporządza preparaty mikroskopowe. Weryfikuje uzyskane wyniki.

KOMPETENCJE SPOŁECZNE - absolwent jest gotów do:

- współpracy w ramach małego zespołu

Wykłady - egzamin pisemny, udział oceny z wykładów w ocenie końcowej wynosi 60%

Ćwiczenia - test jednokrotnego/wielokrotnego wyboru, udział oceny z zaliczenia ćwiczeń w końcowej ocenie modułu wynosi: 40%