Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Biologia molekularna z elementami inżynierii genetycznej

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: H.KFZ.BMZIG.SL.HZOBX Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Biologia molekularna z elementami inżynierii genetycznej
Jednostka: Katedra Fizjologii i Endokrynologii Zwierząt
Grupy:
Punkty ECTS i inne: 5.00
Język prowadzenia: polski
Skrócony opis:

Celem nauczania jest zaznajomienie studentów z najważniejszymi pojęciami biologii molekularnej dotyczącymi budowy i funkcji kwasów nukleinowych, procesów replikacji, transkrypcji i translacji oraz nowoczesnymi metodami inżynierii genetycznej: techniką klonowania genów do wektorów, metodami Southern blot, Northern blot i PCR. Ponadto słuchacze zapoznają się z możliwościami stosowania omawianych metod i technik w biologii, medycynie i rolnictwie. Przedstawione zostaną zagadnienia związane z budową genomu, kontrolą ekspresji genów na poziomach: transkrypcyjnym, potranskrypcyjnym i translacyjnym. Omówione zostaną i zaprezentowane metody izolacji DNA i RNA oraz metody służące do oceny jakości kwasów nukleinowych.

Pełny opis:

Szczegółowy konspekt wykładów (30 godz.):

1. Co to jest biologia molekularna. Historia odkryć ważnych dla rozwoju biologii molekularnej i inżynierii genetycznej.

2. Budowa i właściwości kwasów nukleinowych; struktura DNA i RNA; metody stosowane do izolacji i rozdziału kwasów nukleinowych. Organizacja genomów organizmów prokariotycznych i eukariotycznych.

3. Enzymy modyfikujące DNA i RNA (polimerazy, enzymy modyfikujące końce fragmentów kwasów nukleinowych, ligaza DNA).

4. Nukleazy; enzymy restrykcyjne, nazewnictwo, podział oraz zastosowanie w pracach laboratoryjnych.

5. Wektory plazmidowe, fagowe, kosmidowe i chromosomowe oraz ich zastosowanie w klonowaniu molekularnym.

6. Hybrydyzacja kwasów nukleinowych; metody Southern blot, northern blot i slot-blot oraz ich zastosowanie w pracach laboratoryjnych.

7. Metoda PCR - odmiany oraz zastosowanie w biologii molekularnej i inżynierii genetycznej.

8. Metody wykorzystywane do badania ekspresji genów na poziomie mRNA.

9. Genetyczne i fizyczne mapy genomów. Markery genetyczne i metody wykorzystanie w mapowaniu.

10. Sekwencjonowanie genomów. Metody sekwencjonowania DNA (terminacji łańcucha, chemicznej degradacji). Wykorzystanie strategii „shotgun” w sekwencjonowaniu genomów. Składanie poszczególnych fragmentów sekwencji DNA.

11. Proces replikacji DNA bakteryjnego i eukariotycznego. Mutacje i naprawa DNA. Mechanizmy rekombinacji DNA.

12. Lokalizowanie genów w sekwencjach DNA. Ustalenie funkcji genu (komputerowa analiza funkcji genu, analiza eksperymentalna, badania aktywności białka kodowanego przez nieznany gen).

13. Transkrypcja u Procaryota i Eucaryota. Budowa kompleksu inicjującego transkrypcję; etapy procesu transkrypcji. Synteza i dojrzewanie RNA bakteryjnego i eukariotycznego.

14.Translacja i jej regulacja (kod genetyczny). Zastosowanie biologii molekularnej w biologii i medycynie.

15. Egzamin z wykładów.

Szczegółowy program ćwiczeń laboratoryjnych (30 h):

1. Wprowadzenie. Zapoznanie z pracą w laboratorium. Izolacja i oczyszczanie plazmidowego DNA (metoda lizy alkalicznej). Elektroforeza izolatów w żelu agarozowym.

2. Analiza restrykcyjna plazmidowego DNA. Restrykcja DNA z wykorzystaniem różnych enzymów restrykcyjnych. Elektroforeza agarozowa uzyskanych fragmentów i analiza tzw. wzoru restrykcyjnego w odniesieniu do wzorca wielkości DNA.

3. Optymalizacja reakcji PCR. Określenie wpływu poszczególnych składników mieszaniny reakcyjnej, tj.: składu buforu reakcyjnego, stężenia jonów magnezu, dNTPs oraz ilości matrycy DNA na wydajność amplifikacji.

4. Oznaczanie płci człowieka przy użyciu PCR (wykorzystanie genu amylogeniny).

5. Budowa i funkcja RNA. Metody izolacji całkowitego RNA z tkanek zwierzęcych.

6. Metody badania ekspresji genów. Reakcja odwrotnej transkrypcji i RT-PCR.

7. Zaliczenie ćwiczeń (kolokwium).

Literatura:

1. P.C. Turner i inni, „Biologia molekularna – krótkie wykłady”, PWN, 2011.

2. M. Bugno, H. Rokita, „Podstawowe techniki biologii molekularnej i biotechnologii”, , IBM UJ, Kraków 1999.

3. T.A. Brown, „Genomy” Red. Piotr Węgleński, PWN 2001.

4. D. P. Clark, “Molecular biology”, Elsevier, 2005.

5. B. Lewin, Genes V”, Oxford University Press, Oxford New York Tokyo, 1994.

6. J. Kur, „Podstawy inżynierii genetycznej”, Politechnika Gdańska, 1984 (skrypt).

7. J. Sambrook, E.F. Fritch i T. Maniatis, “Molecular cloning: a laboratory manual (Sec. Ed.), Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, 1989.

8. A. Sechman, Molekularne mechanizmy determinacji płci u ptaków. Med. Wet., 61, 19-23, 2005.

9. . Z. Nowak, J. Gruszczyńska, „Wybrane techniki i metody analizy DNA”, Wydawnictwo SGGW, 2007.

Efekty uczenia się:

Wiedza:

Student charakteryzuje podstawowe zagadnienia dotyczące budowy chemicznej kwasów nukleinowych oraz ich funkcji; opisuje strukturę genomów roślinnych i zwierzęcych; wyjaśnia znaczenie inżynierii genetycznej; charakteryzuje właściwości fizyczne i chemiczne kwasów nukleinowych oraz opisuje metody stosowane do ich rozdziału; wyjaśnia znaczenie genetycznych i fizycznych map genomów; opisuje metody stosowane w mapowaniu i sekwencjonowaniu genomów; wymienia i charakteryzuje najważniejsze grupy enzymów mających zastosowanie w inżynierii genetycznej; charakteryzuje podstawowe procesy zachodzące w komórce związane z funkcją kwasów nukleinowych zna metody stosowane do lokalizacji genów w sekwencjach DNA oraz molekularne metody analizy genów; opisuje podstawowe techniki inżynierii genetycznej stosowane do analizy DNA i RNA; definiuje podstawowe pojęcia proteomiki; opisuje metody stosowane w badaniach ekspresji genów na poziomie mRNA i białka; rozróżnia i opisuje poszczególne rodzaje wektorów wykorzystywanych w klonowaniu DNA; opisuje i objaśnia przebieg reakcji PCR i real-time PCR; opisuje metodę RT-PCR i qPCR.

Umiejętności:

Student wykonuje izolację DNA z komórek roślinnych lub zwierzęcych; przeprowadza analizę elektroforetyczną DNA; przeprowadza analizę restrykcyjną plazmidowego DNA; na podstawie uzyskanych wyników opracowuje wzór restrykcyjny wektora plazmidowego; przeprowadza reakcję PCR; bada wpływ różnych czynników na przebieg tej reakcji; wykorzystuje technikę PCR do analizy DNA; potrafi oznaczać płeć człowieka stosując analizę PCR; przeprowadza izolację całkowitego RNA z tkanek zwierzęcych; ocenia jakość wyizolowanego RNA i wyznacza stężenie RNA w próbce; stosuje technikę odwrotnej transkrypcji w celu uzyskania cDNA; bada ekspresję mRNA genu posługując się techniką RT-PCR.

Metody i kryteria oceniania:

Egzamin zostanie przeprowadzony w formie testu jednokrotnego wyboru. Aby uzyskać ocenę 3,0 (dst) student musi udzielić 55% poprawnych odpowiedzi.

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2017/2018" (zakończony)

Okres: 2017-10-01 - 2018-02-25
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia laboratoryjne, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Andrzej Sechman
Prowadzący grup: Dorota Katarzyńska-Banasik, Andrzej Sechman
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia laboratoryjne - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2018/2019" (zakończony)

Okres: 2018-10-01 - 2019-02-24
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia laboratoryjne, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Andrzej Sechman
Prowadzący grup: Dorota Katarzyńska-Banasik, Mirosław Kucharski, Ewa Ocłoń, Andrzej Sechman
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Ćwiczenia laboratoryjne - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie.