Podstawowe techniki biologii molekularnej

Basic Techniques in Molecular Biology

2020L

Kod przedmiotu1207S1-iPTBMOL
Punkty ECTS 4,5
Typ zajęć Ćwiczenia
Wykład
Przedmioty wprowadzającegenetyka ogólna, biochemia, mikrobiologia, fizjologia
Wymagania wstępnepodstawy z zakresu budowy i funkcji makromolekuł
Opis ćwiczeńZasady pracy w laboratorium biologii molekularnej. Izolacja DNA genomowego: budowa i struktura kwasów nukleinowych; metody izolacji kwasów nukleinowych; izolacja DNA genomowego z krwi. Ocena jakościowa i ilościowa preparatów DNA: pomiar spektrofotometryczny wyizolowanego DNA; elektroforeza DNA w żelu agarozowym. Klonowanie genów in vitro, (Seminarium- film, prezentacje studentów): wektory plazmidowe (budowa, izolacja plazmidów); restrykcja, ligacja i transformacja DNA; techniki przeszukiwania klonów w bibliotece DNA. Zasada metody łańcuchowej reakcji polimerazowej PCR ( Polymerase Chain Reaction). Zasady projektowania testów diagnostycznych DNA: analiza zasobów bazy NCBI (Nucleotide); projektowanie starterów do wybranych sekwencji DNA (programy Primer3, Primer-BLAST); zadanie domowe: projekt starterów do genu DRD2. Przeprowadzenie amplifikacji fragmentu DNA techniką PCR. Projektowanie wykrywania mutacji punktowych za pomocą enzymów restrykcyjnych (NEB-cutter). Ocena wydajności i specyficzności produktów PCR. Genotypowanie: elektroforeza pPCR; trawienie (enzym Taq1) i elektroforeza fragmentów restrykcyjnych; określenie genotypu, porównanie technik Southern blotting i PCR-RFLP. Samodzielne wykonanie testu wykrywającego mutację Δ32 w genie CCR5 człowieka. Inne podstawowe techniki analizy ekspresji DNA/RNA, Metody biologii molekularnej w badaniach Katedry Genetyki Zwierząt (demonstracje).
Opis wykładówHistoryczne eksperymenty w biologii molekularnej. Budowa genu eukariotycznego. Współczesna definicja genu. Ukształtowanie się centralnego dogmatu biologii molekularnej. Typy mutacji i ich hierarchia ze względu na znaczenie dla komórki. Metody wykrywania mutacji. Główne enzymy procesu replikacji, transkrypcji translacji – znaczenie w komórce i biotechnologii. Model replikacji DNA u E. coli – porównanie z reakcją łąńcuchową polimerazy (PCR). Budowa promotorów. Składniki kompleksu transkrypcyjnego. Oddziaływanie DNA-białka transkrypcyjne. Potranskrypcyjne losy RNA. Mechanizmy wycinania intronów. Alternatywny splicing, redagowanie RNA. Poziomy regulacji genów. Choroby monogenowe i poligeniczne. . Możliwości terapii genowej. Badania DNA w medycynie sądowej i kryminalistyce. Koncepcja farmakogenomiki i nutrigenomiki. Typy klonowania drogą transplantacji jąder komórkowych: zarodkowe i somatyczne. Schemat klonowanie na przykładzie owcy Dolly. Transgeneza i GMO. Mikromacierze DNA. Przegląd historyczny technik biologii molekularnej
Cel kształceniaPrzekazanie wiedzy o podstawowych narzędziach i metodach stosowanych w biologii molekularnej oraz przepływie informacji w komórce w powiązaniu z kluczowymi enzymami biorącymi udział w replikacji, transkrypcji i translacji. Wykazanie zastosowań badań z zakresu budowy DNA i genów do praktycznej działalności człowieka. Nabycie umiejętności samodzielnej obsługi podstawowego sprzętu laboratoryjnego oraz projektowanie testów diagnostycznych DNA i oceny ich wiarygodności. Ukazanie nowych trendów w rozwoju technik i technologii biologii molekularnej.
Literatura podstawowa1) Turner P. C. i wsp.,, "Biologia molekularna (Krótkie wykłady)", PWN, 2013 2) Brown T. M., "Genomy", PWN, 2010 3) Passarge E., "Genetyka. Ilustrowany przewodnik", Wydawnictwo Lekarskie PZWL., 2004
Literatura uzupełniająca1) WatsonJ., Berry A., wyd. CIS, DNA. Tajemnica życia, 2005r., tom 2) Lewin B, wyd. Oxford University Press, Genes, 2008r., tom
UwagiĆwiczenia odbywają się w grupach 12-16 osobowych