Diagnostyka molekularna w hodowli zwierząt

Przedmiot wykłada m. in. rolę genu i genomu jako źródła informacji dla celów diagnostycznych oraz zjawisko polimorfizmu DNA. Student ocenia jakość i ilość izolowanego z materiałów biologicznych gDNA. Zaznajamia się ze zjawiskiem mutacji oraz metodami detekcji mutacji na poziomie DNA. Zapoznaje się z możliwościami zastosowania metody PCR i jej odmian w hodowli zwierząt. Praktycznie przeprowadza amplifikację fragmentów wybranych genów i przy zastosowaniu metody RFLP rozpoznaje genotypy zwierząt i interpretuje wyniki analiz laboratoryjnych, identyfikując obecność genów o dużym efekcie. Przeprowadza analizę polimorfizmu loci mikrosatelitarnych w kontekście ustalania pokrewieństwa. Przedstawione są metody przesiewowego badania mutacji (SNP) w populacjach zwierzęcych m.in. PCR-SSCP, MSSCP. W ramach przedmiotu studenci zapoznają się z wybranymi programami bioinformatycznymi do projektowania starterów reakcji PCR czy analizy zróżnicowania genetycznego populacji.

Genom źródłem informacji dla celów diagnostycznych Przypomnienie pojęć biologii: przyczyny i rodzaje mutacji. Detekcja mutacji na poziomie DNA, rodzaje mutacji i skutki mutacji genowych.

Markery molekularne wykorzystywane w ocenie użytkowości mięsnej, mlecznej i rozpłodowej zwierząt gospodarskich

Mutacje wywołujące choroby genetyczne u bydła, owiec, świń, koni i ptaków

Mutacje chromosomowe i mitochondrialnego DNA oraz ich skutki na organizmy ssaków

Metody sekwencjonowania DNA, strategie wykorzystywane do sekwencjonowania całych genomów, biblioteki cDNA

Mikromacierze i ich praktyczne wykorzystanie w hodowli zwierząt

Zastosowanie diagnostyki molekularnej w weterynarii

Zastosowanie analizy loci mikrosatelitarnych i minisatelitarnych oraz metody RAPD w określaniu pokrewieństwa zwierząt (kontroli pochodzenia, badaniach filogenetycznych)

Zasady pracy w laboratorium diagnostycznym DNA, przepisy bhp. Metody pobierania, przechowywania materiału biologicznego, Izolacja DNA genomowego z różnych tkanek: krwi zwierzęcej, komórek somatycznych mleka oraz tkanki, zasady przechowywania i przesyłania wyizolowanego DNA. Ocena wyizolowanego DNA - pomiar spektrofotometryczny i elektroforeza w żelu agarozowym wyizolowanego DNA.

Metoda PCR, optymalizacja reakcji z wykorzystaniem gradientu temperatury annilingu, ocena specyficzności produktu, czynniki warunkujące efektywność reakcji PCR. Zastosowanie metody nested-PCR do amplifikacji trudnych odcinków DNA

Omówienie zasady metody RFLP i praktyczne przeprowadzenie reakcji RFLP dla produktów PCR. Enzymy restrykcyjne i ich wykorzystanie w praktyce. Elektroforeza fragmentów restrykcyjnych DNA w żelu agarozowym. Zastosowanie metody PCR-RFLP w identyfikacji genów o dużym efekcie. Analiza bioinformatyczna fragmentu genu amplifikowanego w trakcie ćwiczeń, porównanie do sekwencji nukleotydowej w banku genów.

Zastosowanie programów bioinformatycznych do analizy genów (platforma NCBI), projektowanie starterów przy wykorzystaniu programu primer3plus, analiza poprawności zaprojektowanych oligonukleotydów przy użyciu programu BLAST.

Polimorfizm konformacyjny ssDNA –SSCP, MSSCP – możliwości zastosowania w badaniu SNP w populacjach zwierzęcych. Przygotowanie żelu natywnego poliakrylamidowego. Optymalizacja metody.

Wykonanie reakcji multipleks PCR dla loci mikrosatelitarnych. Przeprowadzenie elektroforezy produktów PCR w przygotowanym żelu poliakrylamidowym w warunkach denaturujących. Barwienie rozwiniętego żelu metodą srebrzenia. Odczyt i interpretacja wyników.

Analiza wyników genotypowania loci mikrosatelitarnych przy użyciu programów CERVUS oraz GENEPOP w celu określenia wskaźników zróżnicowania genetycznego populacji.

Avise J.C. Markery molekularne, historia naturalna i ewolucja, Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego, 2008.

Biotechnologia Zwierząt pod red. Zwierzchowskiego Wyd. Naukowe PWN;

Genomy. Brown, PWN.

Genetyka zwierząt. K. Charon i M. Świtoński