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

Molekularne podstawy plonowania

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: R.MPP.6A.SI.RROBX Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Molekularne podstawy plonowania
Jednostka: Katedra Fizjologii Roślin
Grupy:
Punkty ECTS i inne: (brak)
zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Skrócony opis:

W erze postgenomowej coraz większego znaczenia nabiera identyfikowanie funkcji genów, systemów regulacji ich ekspresji oraz wpływu ekspresji genów na przebieg procesów życiowych ze szczególnym uwzględnieniem sterowania procesów rozwojowych oraz reakcji na czynniki środowiskowe w aspekcie kształtowania plonu. Wykłady z przedmiotu zapoznają studentów z aktualnym stanem wiedzy na temat molekularnych regulacji procesów życiowych roślin odbywających się głównie na poziomie transkrypcji. Przedstawione zostaną też wybrane przykłady regulacji na innych poziomach.

Celem kursu w części ćwiczeniowej jest zapoznanie studentów z wybranymi metodami badawczymi stosowanymi w badaniach molekularnych mechanizmów regulacji procesów biologicznych oraz sposobami interpretacji wyników analiz.

Pełny opis:

Wykłady:

1. Modele regulacji ekspresji genów (1 godzina)

2. Specyfika regulacji ekspresji genów w komórkach roślinnych: znaczenie poszczególnych poziomów kontroli ekspresji u roślin, roślinne czynniki transkrypcyjne, roślinne mikro RNA, rola białek chromatynowych i metylacji DNA w transkrypcyjnej regulacji ekspresji genów u roślin posttranskrypcyjna regulacja ekspresji u roślin w tym rola białek 14-3-3, regulacja czasu życia białka. (4 godziny)

3. Szlaki transdukcji sygnału u roślin: receptory działające jako czynniki transkrypcyjne, białka G (szlak cyklazy adenylowej, aktywacja fosfolipaz rola jonów Ca2+ w transdukcji sygnałów u roślin), receptory katalityczne, synergizm szlaków sygnałowych, sygnały redoksowe u roślin, ich rola w kształtowaniu pokroju i odporności roślin, rola H2O2 i NOx jako wtórnych przekaźników informacji (4 godziny)

4. Molekularny mechanizm działania fitochromu i kontroli rytmów okołodobowych (1 godzina)

5. Molekularne podstawy działania hormonów roślinnych zasady koordynacji procesów życiowych przy pomocy hormonów (receptory i elementy szlaków sygnałowych, ekspresja genów wczesnych i późnych) (3 godziny)

6. Regulacja ekspresji genów w procesach wzrostu i rozwoju (embriogeneza, kontrola i inicjacja kwitnienia, rola komunikacji międzykomórkowej w procesach rozwojowych) (2 godziny)

7. Molekularne podstawy regulacji czasu zakwitania roślin (fotoperiodyzm, wernalizacja) (2 godziny)

8. Molekularne podstawy regulacji procesów fotosyntetycznych

8.1. Genom chloroplastowy, budowa i regulacja ekspresji kompleksów białkowych i białek biorących udział w procesie fotosyntezy (1 godzina)

8.2. Molekularne mechanizmy regulujące aktywność fotosyntetyczną (1 godzina)

9. Molekularne podstawy regulacji produktywności fotosyntetycznej (powiązania z dostępnością azotu i aktywnością jego pobierania, dystrybucją asymilatów, i.t.p.) (1 godzina)

ĆWICZENIA:

Ćwiczenia obejmują zapoznanie się z dwoma technikami badawczymi: hybrydyzacją Western Blott, która będzie wykorzystywana do określania zmian w akumulacji wybranych białek aparatu fotosyntetycznego podczas deetiolacji, bądź w cyklu dobowym oraz Real Time PCR, używanym do badania akumulacji transkryptu wybranych genów w układzie: czynnik transkrypcyjny gen regulowany danym czynnikiem. Ze względów technicznych wybrane ćwiczenia muszą być realizowane w blokach.

1. Wybrane metody badania ekspresji genów na poziomie akumulacji produktów białkowych ze szczególnym uwzględnieniem Western blottingu

1.1. Wprowadzenie (1 godzina)

1.2. Przygotowanie materiałów, elektroforeza dla celów transferu (2 godziny)

1.3. Transfer białek na membrany, blokowanie (4 godziny)

1.4. Inkubacja membran z przeciwciałami, detekcja, analiza obrazów (5 godzin)

2. Technika Real Time PCR

2.1. Wprowadzenie (2 godziny)

2.2. Izolacja mRNA z tkanek roślinnych - specyfika pracy z RNA, stabilizacja profilu ekspresji genów po pobraniu prób (3 godziny)

2.3. Synteza komplementarnego cDNA na matrycy RNA oraz eliminacja z roztworu mRNA zanieczyszczeń genomowym DNA (2 godziny)

2.4. Projektowanie starterów i sond do reakcji Real-Time PCR - źródła informacji sekwencyjnej, bazy danych sekwencji nukleotydowych, walidacja sekwencji, wykorzystanie oprogramowania do projektowania starterów i sond (Primer Express, File Builder) (4 godziny)

2.5. Reakcja PCR w czasie rzeczywistym - oznaczenie względne ekspresji (Relative Quantification), wykorzystanie oprogramowania 7500 System SDS Software (2 godziny)

2.6. Analiza i interpretacja wyników - odczyty z krzywych standardowych oraz normalizacja ekspresji względem kontroli endogennej, interpretacja biologiczna obserwowanych zjawisk (5 godzin)

Literatura:

LITERATURA PODSTAWOWA:

Ze względu na bardzo szybki postęp w tej dziedzinie wiedzy polskojęzyczne książki dostępne na rynku nie zawierają wystarczającej ilości aktualnych informacji. Studenci otrzymują materiały przygotowane przez wykładowcę, w pełni wystarczające do zaliczenia przedmiotu. Dla lepszego zrozumienia zagadnień podstawowych można polecić:

1)Kopcewicz Jan, Lewak Stanisław (red.) - Fizjologia roślin Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.

2)Wojtaszek Przemysław, Woźny Adam, Ratajczak Lech (red.)- Biologia komórki roślinnej t.2 Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2007.

3)Lack A.J. Evans D.E. Krótkie wykłady Biologia roślin krotkie wyklady biologia roslin Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2005.

LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA (anglojęzyczna):

Taiz L., Zeiger E, "Plant Physiology", wyd. 4, Sinauer Associates, Inc., Sunderland, Massachusetts, 2006.

Bassett C.L. "Regulation of Gene Expression in Plants - the role of transcript structure and processing" Springer, 2007.

Przedmiot nie jest oferowany w żadnym z aktualnych cykli dydaktycznych.
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie.