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

Podstawy proteomiki

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: B.6s.PPR.SI.BBTSX Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Podstawy proteomiki
Jednostka: Katedra Biologii Roślin i Biotechnologii
Grupy: Biotechnologia, 6 sem. stacjonarne, obowiązkowe
Punkty ECTS i inne: 3.00 LUB 2.00 (zmienne w czasie)
zobacz reguły punktacji
Język prowadzenia: polski
Skrócony opis:

Wprowadzenie do proteomiki - nowoczesnej, interdyscyplinarnej dziedziny wiedzy, łączącej badania podstawowe i aplikacyjne. Wykłady definiują proteomikę jako systemowe podejście do analizy białek, łączące ich mapowanie z charakterystyką funkcjonalną; podają zakres merytoryczny i strategie badawcze, charakter poznawczy i utylitarny, pojęcie genomu i proteomu, porównanie z genomiką, wkład w osiągnięcia innych dziedzin badawczych. Omówione są podstawowe elementy analizy proteomów, schematy postępowania, nowe trendy i kierunki rozwoju proteomiki, jak również metody i techniki badawcze: elektroforeza dwukierunkowa (2DE), spektrometria masowa (MS), wybrane metody frakcjonowania, izolacji, badań struktury i własności białek wraz z podaniem konkretnych przykładów analizy proteomów. Ćwiczenia laboratoryjne obejmują elementy proteomiki funkcjonalnej: izolację i badania aktywności enzymów rzadkich szlaków metabolicznych wraz z charakterystykę wybranych enzymów niekonwencjonalnych drożdży.

Pełny opis:

Wykłady:

Pojęcie genomu i proteomu, definicja proteomiki - charakter podstawowy i aplikacyjny, zakres merytoryczny oraz strategie badawcze, wkład w osiągnięcia współczesnych nauk przyrodniczych.

Biosynteza i regulacja ekspresji białek, cykl życiowy białka – od jego syntezy aż do końcowej degradacji; określanie proteomu na podstawie znajomości i analizy genomu, porównanie proteomu różnych organizmów.

Proteomika funkcjonalna vs. proteomika ekspresji białek. Podstawowe elementy analizy proteomicznej – schematy postępowania.

Metody elektroforetyczne w proteomice – omówienie wybranych technik, w tym zwłaszcza elektroforezy dwukierunkowej (2DE) – zasady prowadzenia rozdziału oraz akwizycja i wizualizacja danych, opracowanie wyników, tworzenie map 2D, konstrukcja baz danych.

Metoda spektrometrii masowej (MS) w proteomice - podstawy teoretyczne i wykorzystanie w praktyce analizy proteomów.

Efektywność i sprawność analiz proteomicznych: automatyzacja i robotyzacja, stosowanie narzędzi bioinformatycznych - informatyzacja systemów, tworzenie elektronicznych, internetowych baz danych.

Metody frakcjonowania, izolacji i badań białek w proteomice - homogenizacja tkanek, zagęszczanie roztworów białek, ultrawirowanie, ultrafiltracja, wysalanie, techniki strąceniowe; chromatografia cieczowa (LC), średniociśnieniowa (FPLC), wysokosprawna (wysokociśnieniowa) chromatografia cieczowa (HPLC). Wybrane metody badań struktury i własności białek - dyfrakcja promieniowania X, modelowanie struktury białek, metody spektrometryczne i spektroskopowe.

Nowe kierunki w proteomice - rozwój bioinformatyki, nowoczesne metody identyfikacji białek: recognition chips, protein arrays, lab-on-a-chip; opracowywanie ultraczułych technik detekcji – mikrokapilary, nanometody.

Przykłady konkretnych badań z zakresu analizy proteomów roślinnych, zwierzęcych i drobnoustrojów.

Ćwiczenia:

Elementy proteomiki funkcjonalnej - badania enzymów indukowanych w warunkach stresu środowiskowego: indukcja enzymów szlaku metylotroficznego drożdży hodowanych w obecności metanolu; przygotowanie inoculum i hodowla biomasy w biofermentorze do prac nad izolacją białek enzymatycznych.

Optymalizacja warunków procesowych biofermentora, oznaczanie biomasy metodą turbidymetryczną, pozyskanie białkowego ekstraktu komórkowego: wirowanie biomasy, dezintegracja zawiesiny komórkowej (ultrasonikacja).

Izolacja i oczyszczanie enzymów szlaku metylotroficznego: rozdział białek ekstraktu komórkowego na frakcje wzbogacone w poszczególne enzymy metodą chromatografii FPLC, oznaczanie stężenia białka; analiza kinetyczna wybranych aktywności enzymatycznych w poszczególnych frakcjach

Literatura:

Podstawowa

Kraj, A., Silberring J., red. Proteomika. Praca zbiorowa, Wyd.Wydział Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego, 2004

Kraj, A., Drabik A., Silberring J. (red. nauk.) Proteomika i metabolomika. Praca zbiorowa, Wyd. Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa 2010

Liebler, D. C. Introduction to Proteomics: Tools for the New Biology. Humana Press, 2002.

Uzupełniająca

Pennington S. Proteomics: From Protein Sequence to Function. Dunn M. J. (Ed.) Springer-Verlag New York, Inc., 2000.

Marshak, D.R., Kadonaga J.T., Burgess R.R., Knuth M.W., Breenan Jr. W.A., Lin S.-H. Strategies for protein purification and characterization. A laboratory course manual. Cold Spring Harbor Lab. Press, 1996.

Westermeier R. Naven T. Proteomics in Practice: A Laboratory Manual of Proteome Analysis. John Wiley & Sons, 2002.

Podręczniki akademickie z zakresu chemii organicznej, biochemii, biofizyki, biologii komórki

Efekty uczenia się:

WIEDZA - absolwent zna i rozumie:

pojęcie proteomu oraz proteomikę jako systemową analizę białek obejmującą ich mapowanie wraz z charakterystyką funkcjonalną

interdyscyplinarny charakter proteomiki, jako dziedziny łączącej badania poznawcze i aplikacyjne

zakres i strategie badawcze proteomiki oraz porównuje je z kierunkami badawczymi współczesnej genomiki, transkryptomiki i chemii białek

komplementarność analizy proteomicznej wobec badań genomicznych

podstawowe elementy analizy proteomicznej i standardowe schematy postępowania

główne metody i techniki badawcze (tools of proteomics) proteomiki ekspresji białek oraz proteomiki funkcjonalnej

podejścia badawcze charakterystyczne dla proteomiki, wskazując na podstawowe wyróżniki analizy proteomicznej

metodologię badań typową dla proteomiki od genomiki, transkryptomiki i chemii białek

ogólnie podstawy teoretyczne oraz zastosowanie w proteomice technik elektroforetycznych (w szczególności 2DE), spektrometrii masowej, metod frakcjonowania, izolacji oraz badań struktury i funkcji białek

kierunki rozwoju proteomiki: zastosowanie narzędzi bioinformatycznych, wykorzystanie nanometod i mikromacierzy białkowych

możliwości badawcze proteomiki wspierając je konkretnymi przykładami analizy proteomu

UMIEJĘTNOŚCI - absolwent potrafi:

stosować wybrane metody pozyskania ekstraktów białkowych z materiału biologicznego oraz techniki frakcjonowania białek

obsługiwać specjalistyczne biofermentory do hodowli biomasy

pracować, w zakresie podstawowym, z nowoczesną aparaturą i sprzętem laboratoryjnym wykorzystywanym w analizie funkcjonalnej białek komórkowych

wykorzystywać specjalistyczne oprogramowanie do kontroli aparatury badawczej oraz do analizy wyników

zaplanować eksperyment naukowy oraz dobrać optymalną strategię badawczą w badaniach proteomu

poddać krytycznej analizie wyniki badań, opracować je systematycznie oraz eliminować artefakty w analizie proteomicznej

KOMPETENCJE SPOŁECZNE - absolwent jest gotów do:

zorganizowanej pracy zespołowej

wykorzystania najnowszych osiągnięć badań naukowych w praktyce analizy proteomu

oceny ryzyka oraz efektów pracy laboratoryjnej

wartościowania znaczenia wyników analizy proteomicznej wobec potrzeby kosztownych i pracochłonnych badań

zdyscyplinowanej, odpowiedzialnej, rzetelnej i systematycznej pracy w badaniach eksperymentalnych

wykazania inwencji i kreatywności przy rozwiązywaniu konkretnych problemów praktycznych podczas realizacji zaplanowanego schematu badawczego

Metody i kryteria oceniania:

Egzamin pisemny ograniczony czasowo, obejmujący test jednokrotnego/wielokrotnego wyboru oraz rozwiązanie zadania problemowego - analiza zadanego przypadku (70%)

zaliczenie raportu/sprawozdania z prac laboratoryjnych (grupowe) (30%)

Kryteria: student,

Na ocenę 3

Wyjaśnia pojęcie proteomu, definiuje proteomikę i zakres analizy proteomu, wymienia podstawowe techniki badawcze i schematy postępowania w proteomice, rozumie podstawowe różnice pomiędzy analizą proteomu i genomu, wymienia kierunki rozwoju proteomiki, podaje wybrane przykłady analizy proteomu

Wymienia metody otrzymywania materiału biologicznego do analizy proteomicznej, rozpoznaje sposoby wykorzystania biofermentorów oraz aparatury badawczej typowej dla proteomiki, rozumie podstawy metod izolacji i oznaczania białek enzymatycznych w analizie funkcjonalnej proteomu

Pracuje w zespole w sposób zdyscyplinowany, odpowiedzialny, rzetelny i systematyczny, realizując określone zadania pod opieką prowadzącego

Na ocenę 4

Rozwija zagadnienie interdyscyplinarności badań w proteomice; opisuje zakres analizy proteomu; charakteryzuje podstawowe techniki badawcze i schematy postępowania w proteomice; uzasadnia problem komplementarności analizy proteomu i genomu; omawia kierunki rozwoju proteomiki; omawia wybrane przykłady analizy proteomów

Charakteryzuje metody otrzymywania materiału biologicznego do analizy proteomicznej; posiada umiejętność wykorzystania w stopniu podstawowym biofermentorów, aparatury badawczej oraz oprogramowania typowego dla badań proteomicznych; wyjaśnia metody izolacji i oznaczania białek enzymatycznych w analizie funkcjonalnej proteomu; samodzielnie analizuje uzyskane wyniki pracy laboratoryjnej

Pracuje w zespole w sposób zdyscyplinowany, odpowiedzialny, rzetelny i systematyczny, realizując indywidualnie określone zadania

Na ocenę 5

Dyskutuje problematykę badań podstawowych i aplikacyjnych w analizie proteomu; analizuje i rozwija problem komplementarności analizy proteomu i genomu; dyskutuje kierunki rozwoju proteomiki; krytycznie dyskutuje wybrane przykłady analizy proteomu

Potrafi zaplanować eksperyment oraz ocenić krytycznie ryzyko i efekty pracy doświadczalnej; stosuje wybrane metody otrzymywania materiału biologicznego do analizy proteomicznej; obsługuje biofermentor oraz znaczną część aparatury badawczej stosowanej na ćwiczeniach; aktywnie wykorzystuje oprogramowanie typowe dla badań proteomicznych; samodzielnie opracowuje i poddaje ocenie statystycznej oraz krytycznej analizie wyniki pracy laboratoryjnej

Wykazuje inwencję i jest kreatywny podczas rozwiązywania konkretnych problemów praktycznych, ma zdolność organizacji pracy zespołu; krytycznie dyskutuje wartość i korzyści badań nad proteomem w kontekście wysokich nakładów finansowych i pracochłonności analiz

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

Okres: 2018-02-26 - 2018-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia laboratoryjne, 15 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Paweł Kaszycki
Prowadzący grup: Paweł Kaszycki, Przemysław Petryszak, Paulina Supel
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Zaliczenie na ocenę
Ćwiczenia laboratoryjne - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Zaliczenie na ocenę

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

Okres: 2019-02-25 - 2019-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia laboratoryjne, 15 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Paweł Kaszycki
Prowadzący grup: Paweł Kaszycki, Przemysław Petryszak, Paulina Supel
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2019/2020" (zakończony)

Okres: 2020-02-24 - 2020-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia laboratoryjne, 15 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Paweł Kaszycki
Prowadzący grup: Paweł Kaszycki, Przemysław Petryszak, Kinga Regdos
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2020/2021" (w trakcie)

Okres: 2021-02-25 - 2021-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia laboratoryjne, 15 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Paweł Kaszycki
Prowadzący grup: Paweł Kaszycki, Przemysław Petryszak, Paulina Supel
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Zaliczenie na ocenę
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Rolniczy im. Hugona Kołłątaja w Krakowie.