Podstawowe metody inżynierii genetycznej

Przedmiot inżynieria genetyczna zapoznaje studentów z elementami technik laboratoryjnych stosowanych w biologii molekularnej. Student zdobywa teoretyczną i praktyczną wiedzę dotyczącą klonowania materiału genetycznego i jego analizowania na poszczególnych jego etapach. Podczas zajęć wskazywane są praktyczne aspekty wykorzystania nowoczesnej biologii molekularnej w naukach biologicznych.

Wykłady dotyczą wykorzystania nowoczesnych technik biologii molekularnej w inżynierii genetycznej. Prezentowanych jest szereg metod analitycznych i eksperymentalnych kluczowych dla tej dziedziny. Omawiane są podczas wykładów tematy dotyczące: wektorów do klonowania – plazmidy, wektory lambdowe, kosmidy, PACi, BACi, YAC oraz wektory roślinne. Źródła DNA do klonowania – cDNA, DNA genomowe, DNA namnożone metodą PCR. Metody przygotowania zgodnych końców wektora i DNA do klonowania za pomocą enzymów restrykcyjnych, terminalnej transferazy, doligowania adapterów i ich restrykcji. Ligacja. Zapobieganie samoligacji wektora. Wprowadzenie zrekombinowanego DNA do komórek gospodarza. Selekcja poszukiwanego klonu – metody hybrydyzacyjne, immunodetekcyjne, funkcjonalne i w oparciu o PCR. Studenci zapoznają się z najnowszymi osiągnięciami inżynierii genetycznej, które prezentowane są na konkretnych przykładach.

Ćwiczenia laboratoryjne mają na celu umożliwienie studentom poszerzenie warsztatu z zakresu dobrej praktyki laboratoryjnej oraz inżynierii genetycznej. Studenci poznają kolejne kroki dotyczące klonowania genów oraz ich regionów kodujących. Student nabywa umiejętności przeprowadzania trawienia restrykcyjnego, transformacji, ukompetentniania mikroorganizmów i ich selekcji. Każde ćwiczenie polega na rozwiązaniu odrębnego problemu badawczego, z którym studenci mierzą się niemal samodzielnie od momentu otrzymania próbek materiału genetycznego do wyciągnięcia wniosków z wyników przeprowadzonych eksperymentów włącznie, co stanowi dobry wstęp dla rzeczywistej pracy laboratoryjnej.

1. Brown T.A. , Gene Cloning and DNA Analysis: An Introduction. Wiley-Blackwell, 2010

2. Nicholl D.S.T. An Introduction to Genetic Engineering 3rd ed. Cambridge University Press, 2008

3. Alberts B. et al., Molecular biology of the cell. 5th ed., Garland Publishing 2008.

4. Sambrook J., et al. Molecular cloning: a laboratory manual. Cold Spring Harbor Laboratory 3rd ed., 2001.

5. Słomski R. Analiza DNA. Teoria i praktyka. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, 2008.

6. Griffiths A. J. F., Gelbart W. M., Lewontin R. C., , Wessler S.R., Suzuki D. T., Miller J. H. Introduction to genetic analysis 10th edition. W. H. Freeman & Co. 2010.

7. Singleton P., Bakterie w biologii, biotechnologii i medycynie. PWN, Warszawa 2000.

8. Węgleński P., Genetyka molekularna. PWN, Warszawa 2008.

9. Drewa G., Ferenc T., Genetyka medyczna, Elsevier Urban & Partner, Wrocław 2011.

Przedmiot inżynieria genetyczna zapoznaje studentów z elementami technik laboratoryjnych stosowanych w biologii molekularnej. Student zdobywa teoretyczną i praktyczną wiedzę dotyczącą klonowania materiału genetycznego i jego analizowania na poszczególnych jego etapach. Podczas zajęć wskazywane są praktyczne aspekty wykorzystania nowoczesnej biologii molekularnej w naukach biologicznych.

Wykłady dotyczą wykorzystania nowoczesnych technik biologii molekularnej w inżynierii genetycznej. Prezentowanych jest szereg metod analitycznych i eksperymentalnych kluczowych dla tej dziedziny. Omawiane są podczas wykładów tematy dotyczące: wektorów do klonowania – plazmidy, wektory lambdowe, kosmidy, PACi, BACi, YAC oraz wektory roślinne. Źródła DNA do klonowania – cDNA, DNA genomowe, DNA namnożone metodą PCR. Metody przygotowania zgodnych końców wektora i DNA do klonowania za pomocą enzymów restrykcyjnych, terminalnej transferazy, doligowania adapterów i ich restrykcji. Ligacja. Zapobieganie samoligacji wektora. Wprowadzenie zrekombinowanego DNA do komórek gospodarza. Selekcja poszukiwanego klonu – metody hybrydyzacyjne, immunodetekcyjne, funkcjonalne i w oparciu o PCR. Studenci zapoznają się z najnowszymi osiągnięciami inżynierii genetycznej, które prezentowane są na konkretnych przykładach.

Ćwiczenia laboratoryjne mają na celu umożliwienie studentom poszerzenie warsztatu z zakresu dobrej praktyki laboratoryjnej oraz inżynierii genetycznej. Studenci poznają kolejne kroki dotyczące klonowania genów oraz ich regionów kodujących. Student nabywa umiejętności przeprowadzania trawienia restrykcyjnego, transformacji, ukompetentniania mikroorganizmów i ich selekcji. Każde ćwiczenie polega na rozwiązaniu odrębnego problemu badawczego, z którym studenci mierzą się niemal samodzielnie od momentu otrzymania próbek materiału genetycznego do wyciągnięcia wniosków z wyników przeprowadzonych eksperymentów włącznie, co stanowi dobry wstęp dla rzeczywistej pracy laboratoryjnej.

1. Brown T.A. , Gene Cloning and DNA Analysis: An Introduction. Wiley-Blackwell, 2010

2. Nicholl D.S.T. An Introduction to Genetic Engineering 3rd ed. Cambridge University Press, 2008

3. Alberts B. et al., Molecular biology of the cell. 5th ed., Garland Publishing 2008.

4. Sambrook J., et al. Molecular cloning: a laboratory manual. Cold Spring Harbor Laboratory 3rd ed., 2001.

5. Słomski R. Analiza DNA. Teoria i praktyka. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, 2008.

6. Griffiths A. J. F., Gelbart W. M., Lewontin R. C., , Wessler S.R., Suzuki D. T., Miller J. H. Introduction to genetic analysis 10th edition. W. H. Freeman & Co. 2010.

7. Singleton P., Bakterie w biologii, biotechnologii i medycynie. PWN, Warszawa 2000.

8. Węgleński P., Genetyka molekularna. PWN, Warszawa 2008.

9. Drewa G., Ferenc T., Genetyka medyczna, Elsevier Urban & Partner, Wrocław 2011.

Przedmiot inżynieria genetyczna zapoznaje studentów z podstawowymi technikami laboratoryjnymi stosowanymi w biologii molekularnej. Student zdobywa teoretyczną i praktyczną wiedzę dotyczącą izolacji kwasów nukleinowych, analizy kwasów nukleinowych, klonowania. Podczas zajęć wskazywane są praktyczne aspekty wykorzystania nowoczesnej biologii molekularnej w naukach biologicznych.

Plan zajęć:

1. Wstęp. Dobra praktyka laboratoryjna. Technika pipetowania mikropipetami automatycznymi. Sporządzanie roztworów.

2. Amplifikacja regionu kodującego metalotioneinę 3 (MT3) rzepaku (Brassica napus L.) na matrycy cDNA (wklonowanego do wektora pJET1.2) z zastosowaniem starterów generujących miejsca restrykcyjne dla enzymów NdeI i XhoI.

3. Trawienie restrykcyjne plazmidu ekspresyjnego pET21 i produktu reakcji PCR (insertu) oraz ekstrakcja produktów trawienia restrykcyjnego z żelu agarozowego metodą mrożeniową.

4. Ligacja wyizolowanych z żelu produktów trawienia restrykcyjnego, ukompetentnianie komórek E. coli oraz ich transformacja mieszaniną ligacyjną

5. Izolacja DNA plazmidu pET21 metodą lizy alkalicznej oraz jego trawienie restrykcyjne.

6. Elektroforeza produktów trawienia restrykcyjnego i analiza funkcjonalna bakterii E. coli BL21 niosących plazmid pET21 z wstawką sekwencji kodującej BnMT3 na podłożu zawierającym metale ciężkie.

7. Analiza funkcjonalna bakterii Escherichia coli eksprymujących BnMT3 (cd.) i analiza in silico sekwencji genu BnMT3.

1. Brown T.A. , Gene Cloning and DNA Analysis: An Introduction. Wiley-Blackwell, 2010

2. Nicholl D.S.T. An Introduction to Genetic Engineering 3rd ed. Cambridge University Press, 2008

3. Sambrook J., et al. Molecular cloning: a laboratory manual. Cold Spring Harbor Laboratory 3rd ed., 2001.

4. Słomski R. Analiza DNA. Teoria i praktyka. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, 2008.

5. Singleton P., Bakterie w biologii, biotechnologii i medycynie. PWN, Warszawa 2000.

6. Węgleński P., Genetyka molekularna. PWN, Warszawa 2008.