Metody inżynierii genetycznej 2600-DM-MIG-2-S2
Wykład (WYK) Semestr letni 2021/22

Literatura podstawowa:

1. GMO w świetle najnowszych badań; K. Niemirowicz-Szczytt. Wydawnictwo SGGW, 2012.

2. Biotechnologia roślin. (pod red) St. Malepszy, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2009

3. http://gmo.mos.gov.pl

4. Genomy; T.A. Brown, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2009

5. Podstawy Biologii Molekularnej; L.A Allison, Wydawnictwo Uniwersytetu Warszawskiego, 2009

6. Biologia Molekularna Bakterii; J. Baj, Z. Markiewicz, Wydawnictwo Naukowe PWN, 2015

7. Aktualna wiedza podawana przez wykładowców

W1: Student zna budowę komórek pro- i eukariotycznych, wskazuje różnice w budowie i ekspresji genów pro- i eukariotycznych oraz wykorzystuje wiedzę z zakresu różnych dziedzin nauki w celu analizy procesów zachodzących na poziomie komórkowym i subkomórkowym (K_W01, K_W03)

W2: Student posługuje się terminologią stosowaną w inżynierii genetycznej i definiuje poprawnie: organizmy transgeniczne, elementy konstruktu genetycznego, etapy procesu klonowania i rekombinacji DNA, proces edycji genomu (K_W01, K_W03, K_W08)

W3: Student charakteryzuje kolejne etapy tworzenia organizmów transgenicznych (GMM, GMO), typy sekwencji regulatorowych i markerowych, metody transformacji i selekcji, rodzaje rekombinaz i nukleaz miejscowo-swoistych, typy rekombinacji (K_W04, K_W08)

W4: Student opisuje funkcje elementów regulatorowych i strukturalnych transgenu, metody i efekty transgenizacji zwierząt i roślin, budowę/działanie nukleaz i rekombinaz, mechanizmy naprawy i rekombinacji DNA, działanie systemu restrykcja-modyfikacja i nabytej odporności mikroorganizmów CRISPR-CAS (K_W01, K_W04, K_W08)

W5: Student wskazuje na zależność pomiędzy budową konstruktu genetycznego wprowadzanego do organizmu a jego funkcją (K_W05)

W6: Student zna najważniejsze osiągnięcia w rozwoju biotechnologii organizmów pro- i eukariotycznych oraz metody identyfikacji transgenu/edytowanej w genomie zmiany na poziomie molekularnym i fenotypowym (K_W06, K_W11, K_W14)

W7: Student ma wiedzę w zakresie ukierunkowanej modyfikacji i selekcji modelowych organizmów pro- i eukariotycznych w celu uzyskania nowych cech przydatnych dla człowieka i środowiska oraz szacuje korzyści i ryzyko wykorzystania otrzymanych GMM i GMO (K_W06, K_W09)

W8: Student krytycznie ocenia aktualnie dyskutowane w literaturze specjalistycznej zagrożenia dla zdrowia i życia człowieka dotyczące GMM i GMO (K_W09)

U1: Student potrafi samodzielnie zaprojektować i przeprowadzić proces rekombinacji DNA oraz genomu wybranego organizmu pro- i eukariotycznego (K_U01, K_U05)

U2: Student właściwie dobiera szczepy mikroorganizmów oraz nukleaz/rekombinaz miejscowo-swoistych do procesu mutagenezy ukierunkowanej jak i rekombinacji homologicznej in vivo oraz metody identyfikacji transgenu na poziomie DNA, mRNA i białka (K_U03, K_U05, K_U12)

U3: Student wykorzystuje wiedzę dotyczącą budowy i sposobu działania nukleaz/rekombinaz miejscowo-swoistych oraz właściwości otrzymanych w procesie rekombinacji produktów podczas pracy eksperymentalnej (K_U04, K_U15)

U4: Student posługuje się specjalistyczną terminologią dotyczącą mechanizmów naprawy DNA, rekombinacji DNA, edycji genomu oraz transgenizacji bakterii, roślin i zwierząt (K_U13)

U5: Student analizuje i właściwie interpretuje wyniki uzyskane podczas pracy eksperymentalnej (K_U11)

U6: Student jest zdolny do pracy indywidualnej i zespołowej (K_U02)

K1: Student postępuje zgodnie z zasadami bioetyki (K_K03)

K2: Student racjonalnie i krytycznie podchodzi do informacji uzyskanej z literatury naukowej, Internetu i innych źródeł masowego przekazu dotyczących GMM i GMO (K_K07, K_K10)

K3: Student potrafi pracować indywidualnie i w zespole (K_K09)

Metoda oceniania:

 zaliczenie na ocenę (wykład)

Kryteria oceniania:

- zaliczenie pisemne (wykład) na podstawie 2 pozytywnie zaliczonych testów (test zamknięty jednokrotnego wyboru); ocenę końcową stanowi średnia z dwóch pozytywnych ocen z każdej części wykładów.

Wymagany próg na ocenę dostateczną: 51-60%

61-70% - dostateczny plus

71-80% - dobry

81-90% - dobry plus

91-100% - bardzo dobry

Wykłady (pierwsza część, 5 godz.): dr hab. Justyna Wiśniewska

1. Budowa konstruktów genetycznych wprowadzanych do komórek roślinnych i etapy uzyskiwania roślin transgenicznych.

2. Pośrednie i bezpośrednie metody transformacji roślin. Molekularny mechanizm transformacji roślin za pomocą Agrobacterium (adhezja komórek bakteryjnych do komórek roślinnych, aktywacja genów wirulencji, wycięcie T-DNA, przenikanie T-DNA, integracja T-DNA z genomem roślinnym).

3. Selekcja i analiza na poziomie molekularnym poziomu ekspresji i lokalizacji trans genu u wybranych roślin transgenicznych

4. Geny reporterowe: GUS i GFP - jako narzędzia do wizualnej lokalizacji ekspresji wprowadzonych genów do komórek roślinnych.

5. Znaczenie roślin transgenicznych w badaniach naukowych i gospodarce. Test jednokrotnego wyboru (materiał wykłady 1-5).

Wykłady (druga część, 5 godz.): dr hab. Robert Lenartowski

6. Wstęp - Organizacja genomu organizmów eukariotycznych i prokariotycznych (charakterystyka genomu eukariota i prokariota na wybranych przykładach). Charakterystyka wybranych elementów procesów naprawy i rekombinacji DNA prokariota.

7. Omówienie systemu restrykcja-modyfikacja. Rekombinacja homologiczna in vivo. Charakterystyka rekombinaz serynowych i tyrozynowych oraz molekularnych mechanizmów ich działania.

8. Mutageneza ukierunkowana. Omówienie budowy i mechanizmu działania meganukleaz, nukleaz miejscowo specyficznych z domeną palca cynkowego – ZNF oraz TALE.

9. Charakterystyka systemu nabytej odporności mikroorganizmów. Klasyfikacja i mechanizm działania systemu CRISPR-CAS. Modyfikacje systemu CRISPR-CAS.

10. Przykłady edycja genomu z wykorzystaniem sytemu CRISPR-CAS. Praktyczne zastosowanie organizmów modyfikowanych genetycznie. Test jednokrotnego wyboru (materiał wykłady 6-10)

Metody dydaktyczne podające i kształceniu online.