Inżynieria genetyczna

Cel nauczania: zaznajomienie słuchaczy studiów magisterskich kierunku Zootechnika z podstawowymi pojęciami inżynierii genetycznej oraz nowoczesnymi metodami i technikami laboratoryjnymi: techniką klonowania genów do wektorów, Southern blot, Northern blot, PCR, RT-PCR, Real-time PCR oraz technikami stosowanymi w transgenezie zwierząt.

Efekt kształcenia: rozumienie i poznanie podstawowych pojęć inżynierii genetycznej oraz technik stosownych w warunkach laboratoryjnych do rekombinacji materiału genetycznego, wprowadzania fragmentów DNA do komórek innego organizmu, klonowania genów i całych organizmów. Poznanie nowoczesnych metod badania ekspresji genów.

Wykłady:

Przypomnienie podstawowych pojęć inżynierii genetycznej. Fizyczne i chemiczne właściwości kwasów nukleinowych.

Enzymy modyfikujące DNA i RNA: polimerazy DNA i RNA, nukleazy, enzymy modyfikujące końce fragmentów DNA, ligazy.

Enzymy restrykcyjne, nazewnictwo, podział oraz zastosowanie w inżynierii genetycznej.

Wektory - zastosowanie w klonowaniu molekularnym oraz transgenezie.

Metody analizy kwasów nukleinowych: Southern blot, Northern blot i slot-blot

Metoda PCR - odmiany oraz zastosowanie w pracach laboratoryjnych.

Metoda RT-PCR i Real-time PCR - zastosowanie w badaniu ekspresji genów.

Podstawowa:

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

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

3. T.A. Brown, „Genomy” Red. Piotr Węgleński, PWN 2009.

Uzupełniająca:

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

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

3. a) A. Sechman, Molekularne mechanizmy determinacji płci u ptaków. Med. Wet., 61, 19-23, 2005; b) Sechman A. 2003. Jajnik – tkanka docelowa dla hormonów tarczycy u kury (Gallus domesticus). Zeszyty Naukowe AR Kraków, Rozprawy, Zeszyt 292, 1-101.

Wiedza:

Student zna:

- najważniejsze odkrycia naukowe, które przyczyniły się do rozwoju inżynierii genetycznej; opisuje budowę i funkcję kwasów nukleinowych oraz objaśnia przebieg procesów komórkowych dotyczących DNA i RNA;

- funkcje i własności najważniejszych grup enzymów mających zastosowanie w inżynierii genetycznej

- metody klonowania DNA w różnych typach wektorów; wyjaśnia sposoby zastosowania techniki klonowania DNA w inżynierii genetycznej

- charakteryzuje poszczególne metody wykorzystywane w analizie DNA i RNA; tłumaczy sposoby wykorzystania poznanych metod analitycznych w badaniach molekularnych.

Umiejętności:

Student potrafi:

- posłużyć się wiedzą dotyczącą budowy i funkcji kwasów nukleinowych

- wyjaśnić znaczenie enzymów restrykcyjnych w klonowaniu DNA;

- potrafi przygotować eksperyment, którego celem jest wprowadzenie genu do wektora, a następnie jego amplifikacja w bakteriach E. coli

- zastosować i dobrać odpowiednią technikę inżynierii genetycznej do analizy kwasów nukleinowych;

- zaplanować eksperyment z zastosowaniem technik PCR, RT-PCR,

qPCR; interpretuje wyniki analizy ekspresji genów

Kompetencje społeczna; student

- rozumie potrzebę uczenia się i ciągłego dokształcania przez całe życie

- posiada świadomość odpowiedzialności, oraz ryzyka i skutków wynikających z manipulacji genetycznych

- ma świadomość znaczenia zasad etycznych w badaniach z zakresu inżynierii genetycznej

Egzamin w formie testu obejmującego zagadnienia omawiane na wykładach; na ocenę pozytywną należy udzielić co najmniej 55% prawidłowych odpowiedzi na zadane pytania.