Diagnostyka genetyczna

Przedmiot ma na celu zapoznanie studentów z zagadnieniami dotyczącymi diagnostyki genetycznej. Omawiane są markery genetyczne wraz z ich podziałem i zastosowaniem w pracy hodowlanej zwierząt gospodarskich; mutacje genomowe, chromosomowe i mitochondrialne, ich identyfikacja oraz wpływ na cechy produkcyjne zwierząt. Analizowane są rodzaje polimorfizmów w tym białek mleka i mięsa u bydła i owiec. Omawiane jest genetyczne podłoże umaszczenia zwierząt gospodarskich oraz metody kontroli pochodzenia zwierząt gospodarskich. Studenci zapoznają się z metodami sekwencjonowania DNA, mikromacierzami DNA i ich zastosowaniem w ocenie genomowej wartości hodowlanej zwierząt na przykładzie bydła. Studenci poznają techniki klonowania. Prezentowane są metody izolacji DNA oraz identyfikacji polimorficznych wariantów białek - elektroforeza białek na żelu skrobiowym i poliakryloamidowym, detekcja i identyfikacja białek.

Tematyka wykładów:

- Podstawowe pojęcia z zakresu diagnostyki genetycznej (rys historyczny, stan obecny i perspektywy rozwoju badań diagnostycznych, organizacja genomu komórki somatycznej, zależności i interakcje wewnątrz genomu).

- Omówienie mutacji genomowych, chromosomowych i mitochondrialnych. Wpływ mutacji na cechy produkcyjne zwierząt oraz występowanie chorób genetycznych, diagnostyka chorób genetycznych.

- Markery genetyczne (definicje, podział na klasy, markerowa mapa genomu, polimorfizm markerów).

- Zastosowanie markerów genetycznych w pracy hodowlanej (ocena użytkowości mięsnej, mlecznej i rozpłodowej zwierząt gospodarskich).

- Kontrola pochodzenia zwierząt gospodarskich (polimorfizm antygenów erytrocytarnych, białka surowicy krwi i leukocytów). Metody sekwencjonowania DNA, DNA fingerprinting.

- Mikromacierze DNA i ich zastosowanie w ocenie genomowej wartości hodowlanej zwierząt gospodarskich.

- Genetyczne podłoże umaszczenia zwierząt gospodarskich (regulacja procesu melanocytogenezy i melanogenezy; omówienie głównych loci determinujących umaszczenie; plejotropowy efekt umaszczenia genów).

Tematyka ćwiczeń:

- Izolacja DNA genomowego z materiałów biologicznych (mleko, odchody).

- Rozdział polimorficznych wariantów białek przy zastosowaniu elektroforezy horyzontalnej na żelu skrobiowym.

- Transformacja komórek kompetentnych E. coli plazmidowym DNA. Zastosowanie plazmidów i bakterii w technikach klonowania. Budowa wektorów plazmidowych oraz metody poszukiwania rekombinantów.

- Identyfikacja białek metodą Western blot (techniki izolacji białek, pomiar ich stężenia oraz elektroforetyczny rozdział białek metodą SDS-PAGE w układzie denaturującym; elektrotransfer białek na membranę metodą mokrą; projektowanie własnego doświadczenia w oparciu o różne rodzaje antygenów i przeciwciał).

- Kontrola rodowodów zwierząt godpodarskich na podstawie analizy markerów mikrosatelitarnych DNA.

Podstawowa:

„Genetyka i genomika zwierząt”, Krystyna M. Charon, Marek Świtoński, PWN, Warszawa, 2012

„Genomy”, red. Brown T.A., PWN, Warszawa, 2009

„Analiza DNA. Teoria i praktyka”, red. Słomski R., Wyd. Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, Poznań, 2008

Uzupełniająca:

Kucharski M., Kaczor U., Kaczor A. Identification of FecX mutation in the BMP15 gene in prolific Olkuska sheep. Acta Scientarum Polonorum Zootechnica 2015, (4).

Kirsz K., Szczesna M., Molik E., Zieba D.A., 2017, Effects of ghrelin on nocturnal melatonin secretion in sheep: An in vitro and in vivo approach. J. Anim. Sci. 95(9):4101-4112.

WIEDZA − absolwent zna i rozumie:

- podstawowe zagadnienia i teorie dotyczące genetyki ogólnej oraz rozumie ich związek z diagnostyką genetyczną zwierząt gospodarskich

- metody diagnostyki genetycznej oraz cel i sposoby ich stosowania w chowie i hodowli zwierząt; posiada wiedzę z zakresu technik i metod diagnostycznych, która pozwalają na interpretację wyników prowadzanych badań

UMIEJĘTNOŚCI − absolwent potrafi:

- zinterpretować wyniki otrzymane po wykonanej analizie diagnostycznej, wykorzystując narzędzia informatyczne i zasoby literatury

- posługiwać się technikami genetyki molekularnej przy wykonywaniu zadań badawczych, a także stosować techniki inżynierii genetycznej w identyfikacji nosicielstwa genów warunkujących choroby genetyczne i cechy użytkowe zwierząt

- dokonać wyboru strategii doskonalenia zwierząt, wykorzystując informacje genetyczne w ocenie wartości hodowlanej i selekcji; ocenić efektywność pracy hodowlanej na podstawie analizy zmienności genetycznej stada

- pobrać, zabezpieczać, przechowywać i analizować materiał biologiczny i genetyczny

- posługiwać się metodami analitycznymi i nowoczesną aparaturą naukowo-badawczą stosowaną w diagnostyce genetycznej

KOMPETENCJE SPOŁECZNE – jest gotów do:

- ukierunkowanego dokształcania i samodoskonalenia pod kątem nowych technik stosowanych w diagnostyce genetycznej w ramach wykonywanego zawodu

- dbałości o dobrostan zwierząt oraz kształtowanie i stan środowiska naturalnego

- postępowania zgodnie z zasadami etyki w pracy zawodowej i społecznej

- Zaliczenie z wykładów i z ćwiczeń w formie pisemnych odpowiedzi na pytania:

na ocenę 5.0 - >90% punktów

na ocenę 4,5 - 81-90% punktów

na ocenę 4,0 - 71-80% punktów

na ocenę 3,5 - 61-70% punktów

na ocenę 3,0 - 55-60% punktów

na ocenę 2,0 - <55% punktów

- Udział oceny zaliczenia z wykładów w ocenie końcowej wynosi 60%, zaś zaliczenia z ćwiczeń – 40%. Uzyskanie zaliczenia z wykładów wymaga przyswojenia zagadnień omawianych na wykładach. Zaliczenie ćwiczeń wymaga aktywnego uczestniczenia studenta w ćwiczeniach oraz pisemnego udzielenia odpowiedzi na pytania dotyczące poznanych metod i technik stosowanych w diagnostyce genetycznej.