Biologia molekularna

Ogólnym celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z molekularnymi podstawami procesów biologicznych – w szczególności zjawisk genetycznych.

Tematyka wykładów obejmuje zagadnienia związane z zapleczem strukturalnym, powielaniem i ekspresją informacji genetycznej w komórkach pro- i eukariotycznych. Szczególny nacisk położono na aspekt regulacyjny omawianych procesów. Poszczególne zagadnienia są także rozpatrywane w kontekście ewolucyjnym, który spaja przekazywane treści. Omawiane jest także znaczenie organizmów modelowych we współczesnej biologii. Oddzielny blok wykładów poświęcony jest warsztatowi biologii molekularnej, co stanowi uzupełnienie wiedzy zdobywanej w czasie ćwiczeń.

Ćwiczenia mają charakter laboratoryjny, a ich celem jest praktyczne zapoznanie studentów z podstawowymi technikami analizy kwasów nukleinowych. Tematyka ćwiczeń obejmuje preparatykę, techniki elektroforetyczne i hybrydyzacyjne oraz amplifikację DNA i analizę danych sekwencyjnych.

Wykłady - tematyka zajęć:

Budowa i własności makrocząsteczek biologicznych

Organizacja genomów

Replikacja DNA

Transkrypcja u organizmów prokariotycznych

Transkrypcja u organizmów eukariotycznych

Translacja

Mutageneza i reparacja DNA

Rekombinacja i ruchome elementy genetyczne

Dziedziczenie pozajądrowe

Podstawy genetyczne procesów rozwojowych

Molekularne aspekty wybranych procesów i zjawisk

Molekularne podstawy ewolucji

Praktyczne wykorzystanie osiągnięć biologii molekularnej

Metodyka biologii molekularnej

Ćwiczenia - tematyka zajęć:

Infekcja bakterii Escherichia coli fagiem M13

Izolacja jednoniciowego DNA bakteriofaga M13

Elektroforeza DNA w żelu agarozowym i poliakrylamidowym

Komputerowa analiza sekwencji nukleotydowych i aminokwasowych

Izolacja całkowitego genomowego DNA z materiału roślinnego

Amplifikacja sekwencji mikrosatelitarnych metodą PCR

Analiza elektroforetyczna produktów PCR. Trawienie restrykcyjne preparatów DNA

Hybrydyzacja Southern – transfer kapilarny i detekcja sygnałów

Podstawowa:

Turner PC i in. (2019) Biologia molekularna – krótkie wykłady, wyd. 3, PWN, Warszawa

Brown T (2012) Introduction to genetics – a molecular approach. Wyd. 1. Garland Science

Krebs JE, Goldstein ES, Kilpatrick ST (2011) Lewin’s genes X. Wyd. 10. Jones and Bartlett Publishers

Uzupełniająca:

Brown TA (2016) Genomy. Wyd. 2, PWN

Russell PJ (2013) iGenetics: Pearson new international edition. wyd. 3, Pearson Education Limited

Trends in Genetics, Elsevier (czasopismo)

Wiedza - zna i rozumie:

podstawowe cechy makrocząsteczek biologicznych i genomów

procesy obejmujące przepływ informacji genetycznej w komórce

procesy prowadzące do powstania zmienności genetycznej

podstawy dziedziczenia pozajądrowego

podłoże molekularne wybranych procesów – w tym procesów rozwojowych

główne etapy ewolucji molekularnej

przykłady praktycznego wykorzystania osiągnięć biologii molekularnej

najpowszechniej wykorzystywane metody biologii molekularnej

Umiejętności - potrafi:

przygotować preparaty DNA genomowego i fagowego

przeprowadzić elektroforezę DNA w żelu agarozowym i poliakrylamidowym

wykonać proste modyfikacje genetyczne komórek bakteryjnych i oszacować ich efektywność

wykorzystać amplifikację i hybrydyzację DNA oraz zinterpretować wyniki tych eksperymentów

posługiwać się wybranymi programami komputerowymi do analizy sekwencji nukleotydowych i aminokwasowych

Kompetencje społeczne - jest gotów do:

pracy w zespole

przestrzegania zasad dobrej praktyki laboratoryjnej

Zaliczenie wykładów na podstawie pytań testowych; na ocenę pozytywną należy udzielić co najmniej 51% prawidłowych odpowiedzi na zadane pytania. Udział w ocenie końcowej z przedmiotu – 65%.

Zaliczenie ćwiczeń na podstawie:

- indywidualnych sprawozdań z prac laboratoryjnych – udział w ocenie końcowej modułu 15%,

- z 2 kolokwiów z zakresu ćwiczeń (ocena pozytywna za min. 51% punktów) – udział w ocenie końcowej modułu 20%.