Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu - Centralny punkt logowaniaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Techniki biologii molekularnej

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 2600-TBMBIOT-3-S1 Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (0511) Biologia
Nazwa przedmiotu: Techniki biologii molekularnej
Jednostka: Wydział Nauk Biologicznych i Weterynaryjnych
Grupy:
Punkty ECTS i inne: 3.00
Język prowadzenia: polski
Wymagania wstępne:

Wiedza podstawowa z zakresu biologii molekularnej i genetyki ogólnej.

Rodzaj przedmiotu:

przedmiot obowiązkowy

Całkowity nakład pracy studenta:

Godziny realizowane z udziałem nauczyciela (48 godz):

- udział w wykładach - 15 h

- udział w ćwiczeniach - 30 h

- konsultacje - 3 h


Czas poświęcony w pracę indywidualną studenta (27 godz.):

- przygotowanie do ćwiczeń i do kolokwiów - 10 h

- przygotowanie do zaliczenia egzaminu - 15 h

- egzamin - 2h



Łącznie: 75 godz. (3 ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza:

W1. Objaśnia metody izolacji kwasów nukleinowych - K_W03, K_W09

W2. Wymienia i opisuje wektory do klonowania - K_W09, K_W16

W3. Opisuje i porównuje metody integracji heterologicznego DNA z wektorem - K_W09, K_W16

W4. Opisuje metody selekcji pozytywnych transformantów - K_W16, K_W18

W5. Omawia mechanizm hybrydyzacji molekularnej, wymienia rodzaje hybrydyzacji oraz objaśnia ich zastosowanie - K_W09, K_W16

W6. Wyjaśnia przebieg reakcji PCR, wymienia rodzaje oraz omawia zastosowanie reakcji - K_W09, K_W16

W7. Wyjaśnia mechanizm reakcji sekwencjonowania DNA oraz opisuje przebieg procesu sekwencjonowania całych genomów - K_W09, K_W16

W8. Wymienia i omawia metody analizy poziomu mRNA - K_W09, K_W16

W9. Wyjaśnia i opisuje metody badania funkcji genów w tym interferencję RNA, TALEN, CRISPR/Cas9 - K_W09, K_W16, K_W18

W10. Zna metody badania wiązania białek regulatorowych do DNA - K_W09, K_W16

Efekty uczenia się - umiejętności:

U1. Planuje (oblicza stężenia roztworów i ilości dodawanych odczynników) doświadczenia i reakcje - K_U06, K_U07

U2. Obsługuje urządzenia laboratoryjne: termocykler, aparat do elektroforezy, wirówka i mikrowirówka - K_U02

U3. Izoluje kwasy nukleinowe i potrafi dobrać odpowiednią metodę izolacji w zależności od materiału wyjściowego - K_U02, K_U07

U4. Dokonuje analizy jakości i ilości preparatów kwasów nukleinowych i ocenia przydatność uzyskanych preparatów do dalszych eksperymentów - K_U01, K_U06

U5. Tworzy konstrukty genowe z wykorzystaniem enzymów restrykcyjnych, ligaz DNA i rekombinaz DNA - K_U02

U6. Wprowadza uzyskane konstrukty genowe do komórek gospodarza i dokonuje selekcji - K_U02, K_U06, K_U08

U7. Samodzielnie planuje eksperyment pozwalający na weryfikację postawionej hipotezy badawczej - K_U06, K_U07, K_U12, K_U15

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne:

K1. Jest odpowiedzialny za sprzęt i wspólne wykonanie zadania - K_K09

K2. Jest zdolny do pracy w zespole - K_K03

K3. Rozumie konieczność ustawicznego poszerzania wiedzy - K_K01

K4. Akceptuje i rozumie konieczność stosowania metod bioinformatycznych w biologii molekularnej i biotechnologii - K_K02

Metody dydaktyczne:

Wykład informacyjny (konwencjonalny) z prezentacją multimedialną.


Ćwiczenia - objaśnienia prowadzącego z prezentacją multimedialną, pogadanka, omówienie poszczególnych metod. Wykonanie doświadczenia zgodnie z pisemnymi instrukcjami w zespołach 2-3-osobowych pod nadzorem prowadzącego. Omówienie i analiza uzyskanych wyników oraz dyskusja.

Metody dydaktyczne podające:

- pogadanka
- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Metody dydaktyczne poszukujące:

- ćwiczeniowa
- doświadczeń
- laboratoryjna
- obserwacji
- referatu

Skrócony opis:

Wykłady i ćwiczenia z przedmiotu Techniki biologii molekularnej przeznaczone są dla studentów biotechnologii III roku I stopnia. Zajęcia umożliwiają studentom zapoznanie się z metodami stosowanymi w biologii molekularnej i inżynierii genetycznej. W trakcie zajęć studenci zapoznają się z technikami izolacji kwasów nukleinowych, metodami analizy kwasów nukleinowych, sposobami tworzenia rekombinowanego DNA, rodzajami wektorów do klonowania, metodami analizy zrekombinowanego DNA, metodami sekwencjonowania DNA oraz technikami analizy ekspresji genów. Ponadto studenci zapoznają się z metodami stosowanymi w analizie funkcji poszczególnych genów w tym intereferencji RNA oraz metod edytowania genomów z wykorzystaniem techniki CRIPSR/Cas9.

Pełny opis:

Celem przedmiotu Techniki biologii molekularnej jest zapoznanie studentów z różnymi technikami stosowanymi w różnych działach biologii molekularnej i biotechnologii. Wiedza i umiejętności nabyte w czasie zajęć powinny umożliwić studentom samodzielne zaplanowanie doświadczenia i wybranie odpowiedniej techniki molekularnej umożliwiającej weryfikację postawionej hipotezy badawczej.

W trakcie wykładów z przedmiotu Techniki biologii molekularnej student szczegółowo zapozna się z następującymi zagadnieniami:

1. Metody izolacji kwasów nukleinowych. Dobór odpowiedniej metody w zależności od materiału wyjściowego. Sposoby analizy jakościowej i ilościowej kwasów nukleinowych.

2. Klonowanie DNA. Rodzaje wektorów do klonowania. Dobór wektora w zależności od celu eksperymentu.

3. Metody integracji insertu z wektorem - klasyczna ligacja, rekombinacja BP/LR, rekombinacja Cre, klonowanie Gibsona, klonowanie Golden Gate.

4. Metody wprowadzania zrekombinowanego DNA do komórek gospodarza. Selekcja pozytywnych transformantów – metody hybrydyzacyjne, immunodetekcyjne, funkcjonalne i w oparciu o PCR.

5. Molekularna hybrydyzacja – znaczniki molekularne, metody znakowania kwasów nukleinowych na całej długości, na końcu 5’ lub 3’. Rygorystyczność hybrydyzacji. Hybrydyzacja typu Southern. Hybrydyzacje dot/slot blot. ASO - hybrydyzacja allelo specyficznego oligonukleotydu. RFLP.

6. Techniki sekwencjonowania DNA. Metody składania sekwencji całych genomów. "Spacerowanie" po chromosomach.

7. Reakcja łańcuchowej polimeryzacji - zasada działania, optymalizacja reakcji, zastosowanie do analizy polimorfizmów i mutacji, rodzaje reakcji PCR.

8. Metody analizy poziomu mRNA - hybrydyzacyjne (typu northern, in situ), RT-PCR, real time PCR, mikromacierze, SAGE, sekwencjonowanie RNA.

9. Metody analizy funkcji genów - mutageneza in vitro, interferencja RNA, edycja genomów (TALEN, CRISPR/Cas9).

10. Analiza wiązania białek regulatorowych do DNA - test opóźnionej migracji w żelu, analiza śladów z życiem DNazy I, metoda southwestern.

W trakcie ćwiczeń studenci pracując w 2-3 osobowych zespołach pod nadzorem prowadzącego zajęcia przeprowadzą następujące doświadczenia:

1. Izolacja DNA plazmidowego.

2. Izolacja RNA z roślin. Reakcja odwrotnej transkrypcji.

3. Analiza jakościowa i ilościowa uzyskanych preparatów kwasów nukleinowych.

4. Przygotowanie fragmentów do klonowania do wektora - projektowanie starterów umożliwiających ligację z DNA plazmidowym trawionym restrykcyjnie oraz umożliwiających dodanie końców do rekombinacji, przeprowadzenie reakcji PCR, oczyszczanie produktu reakcji.

5. Trawienie restrykcyjne plazmidu, defosforylacja liniowej formy plazmidu ligacja z heterologicznym DNA. Rekombinacja BP.

6. Transformacja bakterii i selekcja pozytywnych transformantów.

7. Izolacja rekombinowanego plazmidu oraz potwierdzenie obecności pożądanej wstawki.

8. Na zakończenie zajęć studenci samodzielne zaplanują eksperyment umożliwiającego weryfikację zadanej hipotezy badawczej.

Literatura:

Literatura podstawowa:

Turner PC, McLennan AG, Bates AD, White MRH Biologia molekularna. Krótkie wykłady. wyd, drugie, PWN, 2004.

Lewandowska-Ronnegren A., Techniki laboratoryjne w biologii molekularnej. MedPharm Polska, 2018.

Literatura dodatkowa:

Brown T.A., Genomy, wyd. drugie, PWN, Warszawa 2009.

Węgleński P. (red), Genetyka molekularna. Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2008.

Metody i kryteria oceniania:

Zaliczenie wykładów: test w formie pytań otwartych, opisowych na ocenę.

K_W03, K_W09, K_W13, K_W16, K_W18

Kryteria 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. Konieczne jest uzyskanie oceny pozytywnej z końcowego kolokwium.

K_W03, K_W09, K_W16, K_U02, K_U06, K_U07, K_U08

W trakcie semestru ocena aktywności studentów (K_K03, K_K09) w czasie zajęć oraz ocena samodzielnie przygotowanego projektu doświadczenia umożliwiającego weryfikację zadanej hipotezy badawczej (K_K01, K_U08, K_U12, K_U15). 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 letni 2017/18" (zakończony)

Okres: 2018-02-26 - 2018-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Anna Goc
Prowadzący grup: Zuzanna Garstecka, Anna Goc, Karolina Kotowicz
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2018/19" (zakończony)

Okres: 2019-02-25 - 2019-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Anna Goc
Prowadzący grup: Zuzanna Garstecka, Anna Goc
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2019/20" (zakończony)

Okres: 2020-02-29 - 2020-09-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Agnieszka Mierek-Adamska
Prowadzący grup: Justyna Boniecka, Milena Kulasek, Agnieszka Mierek-Adamska
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2020/21" (w trakcie)

Okres: 2021-02-22 - 2021-09-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Agnieszka Mierek-Adamska
Prowadzący grup: Milena Kulasek, Agnieszka Mierek-Adamska
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Zaliczenie na ocenę

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2021/22" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2022-02-28 - 2022-09-20
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 30 godzin więcej informacji
Wykład, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Agnieszka Mierek-Adamska
Prowadzący grup: Milena Kulasek, Agnieszka Mierek-Adamska
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Zaliczenie na ocenę
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.