Moduł 7 - Biologia molekularna - Biologia molekularna komórki

zaliczenie kursów podstawowych z biologii komórki, biochemii i genetyki

przedmiot obowiązkowy

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli (45 godz.):

- udział w ćwiczeniach laboratoryjnych - 30

- udział w wykładach - 15

Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta (55 godz.):

- przygotowanie do ćwiczeń – 15

- praca nad przygotowaniem do zaliczenia ćwiczeń - 10

- praca własna nad opracowaniem projektu, pracy zaliczeniowej, sprawozdania, referatu lub prezentacji - 10

- konsultacje i praca z nauczycielem akademickim - 5

- praca nad przygotowaniem do egzaminu - 15

Łącznie 100 godz. (2 + 2 ECTS)

W1: poznaje najnowsze koncepcje na temat regulacji ekspresji genetycznej na poziomie komórkowym - K _W01, K_W04, K _W05, K_W11, K _W15

W2: analizuje przestrzenno-molekularną złożoność ekspresji genów - K _W01, K_W02, K_W04, K _W05, K_W11, K _W15

W3: rozumie różne poziomy organizacji w komórce K _W01, K_W02, K_W04, K _W05, K_W11, K _W15

W4: poznaje idee i znaczenie samoorganizujących się struktur na poziomie komórkowym K _W01, K_W02, K _W04

W5:zdobywa najnowszą wiedzę o sposobach obserwacji procesów życiowych w komórkach – K _W03, K_W09, K_W10

W6: Zna podstawowe mechanizmy etapów przygotowanie materiału do badań immunocytochemicznych, FISH, badań iv vivo – K _W03, K_W10, K _W11

W7: Dobiera odpowiednie techniki biologii komórki i biologii molekularnej do postawionych zadań badawczych - K_W03, K_W09, K _W10

W8: Zna zasady bioobrazowania białek i kwasów nukleinowych w komórce i w różnych typach tkanek – K _W03, K_W09, K_W10

U1: wykonuje samodzielnie detekcję różnych makromolekuł w komórce - K_U02, K_U03

U2: analizuje i interpretuje wyniki wykonanego w ramach ćwiczeń doświadczenia - K_U03, K_U04, K_U08

U3: rozumie znaczenie stosowanych technik w badaniach biologii molekularnej komórki - K_U02, K_U04

U4: potrafi wybrać odpowiednią technikę badawczą w celach poznawczych - K_U02

U5: obsługuje skomplikowane urządzenia mikroskopowe - K_U03, K_U08

K1: Ma świadomość postępu wiedzy w biologii komórki na poziomie molekularnym – K_K01, K_K02, K_K03, K_K07

K2: Ma świadomość odpowiedzialności za rzetelność przeprowadzonych analiz i badań– K_K03, K_K05, K_K06

K3: Wykazuje szczególną dbałość o specjalistyczną aparaturę badawczą wykorzystywaną podczas realizacji zajęć laboratoryjnych – K_K05, K_K10

Wykład: Prezentacja multimedialna

Ćwiczenia laboratoryjne: Wstęp teoretyczny - prezentacja multimedialna, dyskusja. Cześć praktyczna - wykonywanie zadań zgodnie z instrukcją ćwiczeń w 2-3 osobowych zespołach (zależnie od tematu ćwiczeń), nadzorowanych przez osobę prowadzącą zajęcia. Ze względu na bezpieczeństwo i higienę pracy (m.in. szkodliwe odczynniki chemiczne) oraz cenną aparaturę badawczą, konieczne jest prowadzenie zajęć w grupach 6-8 osobowych. Ponadto ograniczona ilość osób w grupach warunkuje możliwość pełnego korzystania przez studentów z laboratorium oraz specjalistycznego sprzętu.

- pokaz

- wykład informacyjny (konwencjonalny)
- wykład konwersatoryjny

- ćwiczeniowa
- doświadczeń
- laboratoryjna
- obserwacji

Na wykładzie student zdobywa wiedzę o (1) Nowoczesnych metodach badawczych biologii molekularnej komórki, (2) Przestrzennej organizacji ekspresji genetycznej w komórkach i tkankach.

Na ćwiczeniach student (1) poznaje i praktycznie stosuje najnowsze techniki detekcji kwasów nukleinowych, białek i innych makromolekuł w komórce (2) zapoznaje się z różnymi technikami detekcji makromolekuł w komórce żywej i utrwalonej

Celem wykładu jest przekazanie studentom wiedzy o najnowszych koncepcjach funkcjonowania żywej komórki. Zapoznania z możliwościami nowoczesnych technik badawczych biologii molekularnej komórki. Pokazania znaczenia przestrzennej organizacji genomu.

Treści merytoryczne przedmiotu:

• Nowoczesne metody badawcze stosowane w biologii komórki.

• In situ i in vivo metody pozwalające lokalizować kwasy nukleinowe.

• Współczesne metody badań żywych komórek.

• Praktyczne zastosowania biotechnologii w biologii i medycynie.

• Molekularne podstawy transkrypcji u eukariota: geny polimerazy I i III.

• Dojrzewanie rRNA – od jąderka do rybosomu.

• Molekularne podstawy transkrypcji u eukariota: geny polimerazy II.

• Dojrzewanie mRNA i snRNA.

• Transport RNA na terenie jądra i cytoplazmy.

• Idea kompartymentów jądrowych: włókna perichromatynowe, granule interchromatynowe i perichromatynowe, speckles.

• Idea kompartymentów jądrowych - ciała jądrowe.

• Terytoria chromosomowe – nowy kompartyment.

Celem ćwiczeń jest praktyczne poznanie omawianych na wykładzie najnowszych metod in situ i in vivo do badań przestrzennej organizacji ekspresji genów w komórce.

Treści merytoryczne przedmiotu:

• Techniki izolacji protoplastów komórek roślinnych.

• Detekcja białek w komórkach metodami immunofluorescencyjnymi.

• Wykrywanie kwasów nukleinowych metodą in situ hybrydyzacji.

• Metody immunozłotowe detekcji makromolekuł na poziomie ultrastrukturalnym.

• Wprowadzanie makromolekuł do żywych komórek metodami mikroiniekcji i techniką vibratomową.

• In vivo hybrydyzacja.

• Rejestracja wyników doświadczeń in vivo technikami mikroskopii świetlnej, fluorescencyjnej, konfokalnej i elektronowej.

• Analiza uzyskanych wyników.

1) Wróbel, B., Zienkiewicz, K., Smoliński, D.J., Niedojadło, J., Świdziński, M., 2005. Podstawy mikroskopii elektronowej. Skrypt dla studentow biologii. Wydawnictwo Uniwersytetu Mikolaja Kopernika, Toruń.

2) Alberts B., D. Bray, K. Hopkin, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, P. Walter. 2009. Postawy biologii komórki. Tom 1 i 2 + CD. Wyd. II. Wydawnictwo Naukowe PWN.

3) Kłyszejko-Stefanowicz L. i in. Cytobiochemia: biochemia niektórych struktur komórkowych. PWN Warszawa 2002

Egzamin - K_W01, K_W02, K_W04, K_W11, K_W15, K_K01, K_K03, K_K13

Aktywność na ćwiczeniach – K _W03, K_W09, K_W17, K_W10, K_U02, K_U03, K_U04, K_U08, K_K04, K_K06

nie dotyczy