Biologia molekularna
Informacje ogólne
Kod przedmiotu: | 2600-BMOLBIOT-2-S1 |
Kod Erasmus / ISCED: |
(brak danych)
/
(0511) Biologia
|
Nazwa przedmiotu: | Biologia molekularna |
Jednostka: | Wydział Nauk Biologicznych i Weterynaryjnych |
Grupy: | |
Punkty ECTS i inne: |
4.00
|
Język prowadzenia: | polski |
Wymagania wstępne: | Podstawowa wiedza z zakresu genetyki ogólnej, biologii komórki, biochemii oraz mikrobiologii. |
Rodzaj przedmiotu: | przedmiot obowiązkowy |
Całkowity nakład pracy studenta: | Godziny realizowane z udziałem nauczycieli (53 godz.): - udział w wykładach – 20 h - udział w ćwiczeniach - 30 h - konsultacje - 3 h Czas poświęcony na pracę indywidualna studenta (47 godz.) : - przygotowanie do ćwiczeń - 20 h - przygotowanie do kolokwiów i egzaminów - 25 h - udział w egzaminie- 2 h Łącznie: 100 godz. (4 ECTS) |
Efekty uczenia się - wiedza: | W1. Opisuje na poziomie molekularnym procesy replikacji, transkrypcji, translacji, rekombinacji, mutacji i naprawy DNA - K_W02, K_W09, K_W10 W2. Charakteryzuje budowę i mechanizm działania enzymów zaangażowanych w replikację, transkrypcję, translację, rekombinację i naprawę DNA - K_W10 W3. Omawia budowę genomów wirusów, bakterii oraz organizmów eukariotycznych oraz w - K_W09, K_W10 W4. Charakteryzuje molekularne mechanizmy regulacji aktywności genomów w tym konwersja genów, remodelowanie chromatyny, działanie promotorów, reulacja na poziomie potranskrypcyjnym - K_W09, K_W10 W5. Objaśnia mechanizm intereferencji RNA i zasady działania operonów - K_W09, K_W10 W6. Nazywa i objaśnia metody: inżynierii genetycznej, analizy ekspresji genów, mutagenezy oraz testu mutagenności Amesa - K_W13, K_W16, K_W18 |
Efekty uczenia się - umiejętności: | U1. Izoluje DNA genomowe i plazmidowe, przeprowadza analizę jakościową i ilościową uzyskanych preparatów kwasów nukleinowych - K_U01, K_U02, K_U06, K_U08 U2. Przeprowadza trawienie restrykcyjne DNA i analizuje jego wyniki wykonując elektroforezę w żelu agarozowym - K_U02, K_U08 U3. Przeprowadza ukompetentnianie E. coli i transformację komórek kompetentnych - K_U02, K_U06 U4. Wykonuje reakcję PCR na DNA genomowym oraz analizuje produkty reakcji poprzez elektroforezę w żelu agarozowym - K_U02, K_U08, K_U12 U5. Analizuje sekwencję DNA pod kątem występowania w niej genu/ów - K_U02 U6. Wykorzystuje dostępne bazy danych do wyszukiwania informacji naukowych - K_U03, K_U05 U7. Obsługuje specjalistyczne urządzenia laboratoryjne: lupa, termocykler, spektrofotometr, aparat do elektroforezy, wirówka i mikrowirówka - K_U02 |
Efekty uczenia się - kompetencje społeczne: | K1. Nabywa umiejętności do pracy w zespole - K_K03, K_K09 K2. Jest odpowiedzialny za sprzęt, wspólne wykonanie zadania, bezpieczeństwo pracy swojej i innych - K_K09 K3. Rozumie potrzebę dalszego kształcenia się i pogłębiania wiedzy i umiejętności - K_K01 |
Metody dydaktyczne: | Wykład informacyjny (konwencjonalny) z prezentacją multimedialną. Ćwiczenia - objaśnienia prowadzącego z prezentacją multimedialną, pogadanka, omówienie poszczególnych metod. Następnie studenci wykonują doświadczenia zgodnie z pisemnymi instrukcjami w zespołach 2-3-osobowych pod nadzorem prowadzącego. Po zakończeniu następuje omówienie i analiza uzyskanych wyników oraz dyskusja. |
Metody dydaktyczne podające: | - pogadanka |
Metody dydaktyczne poszukujące: | - ćwiczeniowa |
Skrócony opis: |
Biologia molekularna to przedmiot prowadzony dla kierunku biotechnologia na II roku studiów I stopnia. Celem zajęć jest zapoznanie studentów z molekularnymi mechanizmami stabilności i zmienności genetycznej organizmów, molekularnymi mechanizmami ekspresji genów i jej wielopoziomowej regulacji. Na zajęciach studenci poznają molekularne podstawy następujących procesów: mutacji i naprawy DNA, replikacji DNA, transkrypcji i dojrzewania jej produktów, stabilności i degradacji RNA, translacji, rekombinacji, aktywności rybozymów i niekodującego RNA. Studenci poznają także podstawowe techniki stosowane w biologii molekularnej: metody izolacji kwasów nukleinowych, sposoby analizy preparatów kwasów nukleinowych, reakcję PCR. |
Pełny opis: |
Wykłady z przedmiotu Biologia molekularna mają zapoznać studenta z następującymi zagadnieniami: 1. Anatoma genomów prokariotycznych i eukariotycznych. Anatomia genomów wirusów. Paradoks wartości C. Sekwencje kodujące i niekodujące, sekwencje powtórzone. Macierz jądrowa. 2. Molekularne podstawy replikacji DNA. Enzymy biorące udział w procesie replikacji. Właściwości polimerazy DNA. Mechanizm replikacji nici opóźnionej i wiodącej. Porównanie replikacji u Prokariota i Eukariota. Replikacja telomerów. 3. Mechanizmy powstawania mutacji. Mutacje spontaniczne i indukowane. Rodzaje i źródła mutagenów. Rodzaje mutacji (genowe, genomowe, chromosomowe). Skutki mutacji na poziomie genu, komórki i organizmu. Rola mutacji w ewolucji. 4. Mechanizmy naprawy DNA pośrednie i bezpośrednie. 5. Rekombinacja homologiczna. Modele rekombinacji homologicznej (Hollidaya, Meselsona-Raddinga, Szostaka i Nassifa). 6. Mechanizm rekombinacji homologicznej u bakterii. Rola białka RecA. Mechanizm rekombinacji homologicznej u Eukariota. Rola białka Rad51. 7. Rekombinacja umiejscowiona. Typy rekombinaz i mechanizm ich działania. Integracja faga λ z genomem bakterii. 8. Elementy ruchome genomu. Budowa i rodzaje retrotranspozonów oraz mechanizm retrotranspozycji. Budowa i rodzaje transpozonów DNA oraz mechanizm transpozycji. Znaczenie elementu Alu i LINE1 w genomie człowieka. Skutki transpozycji. 9. Poziomy regulacji aktywności genomu. 10. Konwersja genów. Zmiana typu płciowego u drożdży. Rekombinacja VJD w tworzeniu przeciwciał. 11. Hetero - i euchromatyna. Modyfikacje białek histonowych. Metylacja DNA. Wpływ remodelowania chromatyny na ekspresję genów. 12. Struktura genu prokariotycznego i eukariotycznego. Budowa i rola promotora w inicjacji transkrypcji. 13. Transkrypcja genów prokariotycznych. Budowa polimerazy RNA. Rola podjednostki sigma w inicjacji transkrypcji. Terminacja rho-zależna i rho-niezależna. 14. Transkrypcja genów eukariotycznych. Eukariotyczne polimerazy RNA i ich specyficzne promotory. Ogólne czynniki transkrypcyjne, białko TBP. Sekwencje wzmacniające i wyciszające, czynniki transkrypcyjne. 15. Dojrzewanie transkryptów - czapeczkowanie, mechanizm wycinania intronów, rola snRNA U i białek splicingowych. Typy intronów. Alternatywny splicing, transsplicing. Terminacja transkrypcji i poliadenylacja. Dojrzewanie transkryptów tRNA – dojrzewanie na końcach 5’ i 3’, usuwanie intronów, modyfikacje zasad. Dojrzewanie transkryptów pol I RNA – rola RNaz i snoRNA z motywami C/D oraz H/ACA. Edytowanie RNA. Stabilność RNA. Mechanizmy degradacji RNA. 16. Translacja – rola białek G. Mechanizm inicjacji translacji. Kontrola inicjacji translacji przez inhibicję zwrotną, inhibitorową fosforylację eIF-2α, stymulującą fosforylację PHAS-1, struktury szpilek do włosów, białka wiążące elementy IRE. Elongacja translacji - udział EF-Tu i EF-G oraz transferazy peptydylowej. Czynniki RF i RRF terminujące translację. 17. Niekodujące RNA. Rybozymy. Rola mi/siRNA w interferencji RNA. W trakcie ćwiczeń z przedmiotu Biologia molekularna studenci zapoznają się z podstawowymi technikami stosowanymi w inżynierii genetycznej i biologii molekularnej. Pracując w 2-3 osobowych zespołach pod nadzorem prowadzącego studenci przeprowadzają doświadczenia, samodzielnie analizują wyniki i wyciągają wnioski. W trakcie zajęć studenci wykonają następujące doświadczenia: 1. Przygotowanie bakterii chemokompetentnych, transformacja bakterii metodą szoku cieplnego i elektroporacji. 2. Chromatografia bibułowa barwników oka D. melanogaster. 3. Test Amesa. 4. Izolacja DNA plazmidowego oraz DNA genomowego z roślin. 5. Izolacja RNA z roślin. 6. Trawienie restrykcyjne DNA. 7. Elektroforeza kwasów nukleinowych w żelach agarozowych. 8. Analiza spektrofotometryczna kwasów nukleinowych. 9. Mapowanie restrykcyjne 10. Identyfikacja płci człowieka metodą PCR. |
Literatura: |
Literatura podstawowa: Brown T.A., Genomy, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2009. Turner P.C., McLennan A.G., Bates A.D., White M.R.H., Biologia molekularna. Krótkie wykłady. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2004. Sadakierska-Chudy A, Dąbrowska G, Goc A. Genetyka ogólna. Skrypt do ćwiczeń dla studentów biologii, Wyd. UMK, 2004. Literatura dodatkowa: Lewin B., Genes IX. http://biology.jbpub.com/book/genes/index.cfm. Węgleński P. (red), Genetyka molekularna. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2008. Allison L.A. Podstawy biologii molekularnej. Wyd. Uniw. Warszawskiego, Warszawa 2009 |
Metody i kryteria oceniania: |
Wykład kończy się egzaminem pisemnym na ocenę. Egzamin składa się z pytań o charakterze otwartym, opisowym i pytań testowych. K_W02, K_W09, K_W10, Stosowana jest następująca skala ocen: 100-92% bardzo dobry (5,0) 91-82% dobry plus (4,5) 81-72% dobry (4,0) 71-62% dostateczny plus (3,5) 61-55% dostateczny (3,0) 54-0% niedostateczny (2,0) Ćwiczenia kończą się pisemnym kolokwium końcowym składającym się z pytań o charakterze otwartym, opisowym. Konieczne jest uzyskanie oceny pozytywnej z końcowego kolokwium. W trakcie semestru krótkie sprawdziany, ocena aktywności studentów w czasie zajęć. K_W13, K_W16, K_W18, K_U01, K_U02, K_U06, K_U08, K_U12 Ocena aktywności K_K03, K_K09 Ocena końcowa stanowi średnią ważoną uzyskanych ocen. Ocena z kolokwium końcowego to 70% oceny końcowej, 30% stanowią pozostałe oceny: do 3,39 – dostateczny, 3,40-3,74 – dostateczny plus, 3,75-4,19 – dobry, 4,20-4,50 – dobry plus, powyżej 4,50 – bardzo dobry. |
Praktyki zawodowe: |
Program kształcenia nie przewiduje praktyk zawodowych. |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2021/22" (zakończony)
Okres: | 2021-10-01 - 2022-02-20 |
Przejdź do planu
PN LAB
WT LAB
LAB
LAB
ŚR CZ WYK
PT |
Typ zajęć: |
Laboratorium, 30 godzin
Wykład, 20 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Agnieszka Mierek-Adamska | |
Prowadzący grup: | Justyna Boniecka, Agnieszka Mierek-Adamska, Agnieszka Richert | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: | Egzamin |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2022/23" (zakończony)
Okres: | 2022-10-01 - 2023-02-19 |
Przejdź do planu
PN WT LAB
LAB
ŚR CZ WYK
PT |
Typ zajęć: |
Laboratorium, 30 godzin
Wykład, 20 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Agnieszka Mierek-Adamska | |
Prowadzący grup: | Agnieszka Mierek-Adamska, Agnieszka Richert | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: | Egzamin |
Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2023/24" (zakończony)
Okres: | 2023-10-01 - 2024-02-19 |
Przejdź do planu
PN LAB
WT LAB
LAB
LAB
ŚR CZ WYK
PT |
Typ zajęć: |
Laboratorium, 30 godzin
Wykład, 20 godzin
|
|
Koordynatorzy: | Agnieszka Mierek-Adamska | |
Prowadzący grup: | Agnieszka Mierek-Adamska, Agnieszka Richert | |
Lista studentów: | (nie masz dostępu) | |
Zaliczenie: | Egzamin |
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.