Metody inżynierii genetycznej

Realizacja przedmiotu zakłada przedstawienie sposobów kreowania roślin transgenicznych oraz problemów, które towarzyszą temu procesowi na poszczególnych jego etapach. Studenci nabędą praktyczne umiejętności tworzenia konstruktu genetycznego i transformowania go do komórek roślinnych. Ponadto, zostaną zapoznani z najnowszymi osiągnięciami naukowymi dotyczącymi roślin transgenicznych.

W celu pogłębienia wiedzy z zakresu inżynierii genetycznej dotyczącej molekularnych podstaw rekombinacji DNA, w tym procesu edycji genomu, omówione będą również najnowsze narzędzia molekularne wykorzystywane w trakcie rekombinacji genomu pro- i eukariotycznego, tj. rekombinazy oraz nukleazy miejscowo-swoiste, w tym system nabytej odporności mikroorganizmów (CRISPR-CAS). W części praktycznej przeprowadzona będzie rekombinacja in vivo plazmidowego DNA oraz edycja genomu ssaczej linii komórkowej.

Celem pierwszej części wykładów i ćwiczeń laboratoryjnych jest przekazanie studentom najnowszej wiedzy dotyczącej wieloetapowego procesu kreowania roślin transgenicznych oraz potencjalnych problemów towarzyszących transgenizacji roślin. Scharakteryzowana zostanie budowa konstruktów genetycznych wprowadzanych do komórek roślinnych, pośrednie i bezpośrednie metody transformacji roślin, molekularny mechanizm transformacji roślin za pomocą Agrobacterium, selekcja transformntów i analiza poziomu ekspresji i lokalizacji transgenu u wybranych roślin transgenicznych. Ponadto, będą omówione przykładowe geny reporterowe (GUS i GFP), jako narzędzia do wizualnej lokalizacji transgenu w komórkach roślinnych oraz znaczenie roślin transgenicznych w badaniach naukowych i gospodarce. W trakcie zajęć laboratoryjnych Studenci nabędą umiejętności w zakresie konstruowania transgenu i klonowania do Agrobacterium. Zapoznają się z różnorodnymi metodami umożliwiającymi wprowadzenie obcych genów do genomu roślinnego oraz opanują manualnie techniki transformacji roślin z zastosowaniem Agrobacterium tumefaciens. Ponadto, nabędą praktyczne umiejętności w zakresie analizy i selekcji regenerantów oraz transformantów, a także detekcji GMO.

Celem drugiej części wykładów i ćwiczeń laboratoryjnych jest przekazanie studentom najnowszej wiedzy z zakresu rekombinacji/edycji genomu organizmów pro- i eukariotycznych. We wstępie omówione zostaną wybrane elementy organizacji genomu u pro- i eukariota oraz mechanizmy rekombinacji i naprawy DNA u porkariota. Studenci zapoznają się z: (i) działaniem systemu restrykcja-modyfikacja oraz praktycznym wykorzystaniem jego elementów w procesie rekombinacji DNA, (ii) charakterystyką rekombinaz serynowych i tyrozynowych oraz molekularnymi mechanizmami ich działania, (iii) przebiegiem procesu rekombinacji homologicznej in vivo w komórkach E. coli. Ponadto, omówiony zostanie mechanizm mutagenezy ukierunkowanej ze szczególnym uwzględnieniem budowy oraz sposobu działania: meganukleaz, nukleaz miejscowo-specyficznych z domeną palca cynkowego – ZNF oraz TALE. Charakterystyka systemu nabytej odporności mikroorganizmów obejmie klasyfikację systemów CRISPR-CAS oraz opis jego działania. Przedstawione zostaną modyfikacje systemu CRISPR-CAS warz z praktycznym aspektem wykorzystania procesu edycji genomu bakterii i zwierząt w badaniach naukowych oraz biotechnologii.

W trakcie ćwiczeń laboratoryjnych Studenci przeprowadzą rekombinację sekwencji wektora plazmidowego fragmentem DNA niosącym gen markerowy. Ponadto wykonana zostanie edycja genomu polegającą na usunięciu mutacji w sekwencji GFP obecnej w genomie reporterowej linii komórkowej.

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

Realizacja przedmiotu zakłada przedstawienie sposobów kreowania roślin transgenicznych oraz problemów, które towarzyszą temu procesowi na poszczególnych jego etapach. Studenci nabędą praktyczne umiejętności tworzenia konstruktu genetycznego i transformowania go do komórek roślinnych. Ponadto, zostaną zapoznani z najnowszymi osiągnięciami naukowymi dotyczącymi roślin transgenicznych.

W celu pogłębienia wiedzy z zakresu inżynierii genetycznej dotyczącej molekularnych podstaw rekombinacji DNA, w tym procesu edycji genomu, omówione będą również najnowsze narzędzia molekularne wykorzystywane w trakcie rekombinacji genomu pro- i eukariotycznego, tj. rekombinazy oraz nukleazy miejscowo-swoiste, w tym system nabytej odporności mikroorganizmów (CRISPR-CAS). W części praktycznej przeprowadzona będzie rekombinacja in vivo plazmidowego DNA oraz edycja genomu ssaczej linii komórkowej.

Celem pierwszej części wykładów i ćwiczeń laboratoryjnych jest przekazanie studentom najnowszej wiedzy dotyczącej wieloetapowego procesu kreowania roślin transgenicznych oraz potencjalnych problemów towarzyszących transgenizacji roślin. Scharakteryzowana zostanie budowa konstruktów genetycznych wprowadzanych do komórek roślinnych, pośrednie i bezpośrednie metody transformacji roślin, molekularny mechanizm transformacji roślin za pomocą Agrobacterium, selekcja transformntów i analiza poziomu ekspresji i lokalizacji transgenu u wybranych roślin transgenicznych. Ponadto, będą omówione przykładowe geny reporterowe (GUS i GFP), jako narzędzia do wizualnej lokalizacji transgenu w komórkach roślinnych oraz znaczenie roślin transgenicznych w badaniach naukowych i gospodarce. W trakcie zajęć laboratoryjnych Studenci nabędą umiejętności w zakresie konstruowania transgenu i klonowania do Agrobacterium. Zapoznają się z różnorodnymi metodami umożliwiającymi wprowadzenie obcych genów do genomu roślinnego oraz opanują manualnie techniki transformacji roślin z zastosowaniem Agrobacterium tumefaciens. Ponadto, nabędą praktyczne umiejętności w zakresie analizy i selekcji regenerantów oraz transformantów, a także detekcji GMO.

Celem drugiej części wykładów i ćwiczeń laboratoryjnych jest przekazanie studentom najnowszej wiedzy z zakresu rekombinacji/edycji genomu organizmów pro- i eukariotycznych. We wstępie omówione zostaną wybrane elementy organizacji genomu u pro- i eukariota oraz mechanizmy rekombinacji i naprawy DNA u porkariota. Studenci zapoznają się z: (i) działaniem systemu restrykcja-modyfikacja oraz praktycznym wykorzystaniem jego elementów w procesie rekombinacji DNA, (ii) charakterystyką rekombinaz serynowych i tyrozynowych oraz molekularnymi mechanizmami ich działania, (iii) przebiegiem procesu rekombinacji homologicznej in vivo w komórkach E. coli. Ponadto, omówiony zostanie mechanizm mutagenezy ukierunkowanej ze szczególnym uwzględnieniem budowy oraz sposobu działania: meganukleaz, nukleaz miejscowo-specyficznych z domeną palca cynkowego – ZNF oraz TALE. Charakterystyka systemu nabytej odporności mikroorganizmów obejmie klasyfikację systemów CRISPR-CAS oraz opis jego działania. Przedstawione zostaną modyfikacje systemu CRISPR-CAS warz z praktycznym aspektem wykorzystania procesu edycji genomu bakterii i zwierząt w badaniach naukowych oraz biotechnologii.

W trakcie ćwiczeń laboratoryjnych Studenci przeprowadzą rekombinację sekwencji wektora plazmidowego fragmentem DNA niosącym gen markerowy. Ponadto wykonana zostanie edycja genomu polegającą na usunięciu mutacji w sekwencji GFP obecnej w genomie reporterowej linii komórkowej.

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

Realizacja przedmiotu zakłada przedstawienie sposobów kreowania roślin transgenicznych oraz problemów, które towarzyszą temu procesowi na poszczególnych jego etapach. Studenci nabędą praktyczne umiejętności tworzenia konstruktu genetycznego i transformowania go do komórek roślinnych. Ponadto, zostaną zapoznani z najnowszymi osiągnięciami naukowymi dotyczącymi roślin transgenicznych.

W celu pogłębienia wiedzy z zakresu inżynierii genetycznej dotyczącej molekularnych podstaw rekombinacji DNA, w tym procesu edycji genomu, omówione będą również najnowsze narzędzia molekularne wykorzystywane w trakcie rekombinacji genomu pro- i eukariotycznego, tj. rekombinazy oraz nukleazy miejscowo-swoiste, w tym system nabytej odporności mikroorganizmów (CRISPR-CAS). W części praktycznej przeprowadzona będzie rekombinacja in vivo plazmidowego DNA oraz edycja genomu ssaczej linii komórkowej.

Celem pierwszej części wykładów i ćwiczeń laboratoryjnych jest przekazanie studentom najnowszej wiedzy dotyczącej wieloetapowego procesu kreowania roślin transgenicznych oraz potencjalnych problemów towarzyszących transgenizacji roślin. Scharakteryzowana zostanie budowa konstruktów genetycznych wprowadzanych do komórek roślinnych, pośrednie i bezpośrednie metody transformacji roślin, molekularny mechanizm transformacji roślin za pomocą Agrobacterium, selekcja transformntów i analiza poziomu ekspresji i lokalizacji transgenu u wybranych roślin transgenicznych. Ponadto, będą omówione przykładowe geny reporterowe (GUS i GFP), jako narzędzia do wizualnej lokalizacji transgenu w komórkach roślinnych oraz znaczenie roślin transgenicznych w badaniach naukowych i gospodarce. W trakcie zajęć laboratoryjnych Studenci nabędą umiejętności w zakresie konstruowania transgenu i klonowania do Agrobacterium. Zapoznają się z różnorodnymi metodami umożliwiającymi wprowadzenie obcych genów do genomu roślinnego oraz opanują manualnie techniki transformacji roślin z zastosowaniem Agrobacterium tumefaciens. Ponadto, nabędą praktyczne umiejętności w zakresie analizy i selekcji regenerantów oraz transformantów, a także detekcji GMO.

Celem drugiej części wykładów i ćwiczeń laboratoryjnych jest przekazanie studentom najnowszej wiedzy z zakresu rekombinacji/edycji genomu organizmów pro- i eukariotycznych. We wstępie omówione zostaną wybrane elementy organizacji genomu u pro- i eukariota oraz mechanizmy rekombinacji i naprawy DNA u porkariota. Studenci zapoznają się z: (i) działaniem systemu restrykcja-modyfikacja oraz praktycznym wykorzystaniem jego elementów w procesie rekombinacji DNA, (ii) charakterystyką rekombinaz serynowych i tyrozynowych oraz molekularnymi mechanizmami ich działania, (iii) przebiegiem procesu rekombinacji homologicznej in vivo w komórkach E. coli. Ponadto, omówiony zostanie mechanizm mutagenezy ukierunkowanej ze szczególnym uwzględnieniem budowy oraz sposobu działania: meganukleaz, nukleaz miejscowo-specyficznych z domeną palca cynkowego – ZNF oraz TALE. Charakterystyka systemu nabytej odporności mikroorganizmów obejmie klasyfikację systemów CRISPR-CAS oraz opis jego działania. Przedstawione zostaną modyfikacje systemu CRISPR-CAS warz z praktycznym aspektem wykorzystania procesu edycji genomu bakterii i zwierząt w badaniach naukowych oraz biotechnologii.

W trakcie ćwiczeń laboratoryjnych Studenci przeprowadzą rekombinację sekwencji wektora plazmidowego fragmentem DNA niosącym gen markerowy. Ponadto wykonana zostanie edycja genomu polegającą na usunięciu mutacji w sekwencji GFP obecnej w genomie reporterowej linii komórkowej.

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