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

Metody inżynierii genetycznej

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 2600-DM-MIG-2-S2 Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (0511) Biologia
Nazwa przedmiotu: Metody inżynierii genetycznej
Jednostka: Wydział Nauk Biologicznych i Weterynaryjnych
Grupy:
Punkty ECTS i inne: 4.00
Język prowadzenia: polski
Wymagania wstępne:

Ugruntowana wiedza z biologii komórki, genetyki, biochemii i biologii molekularnej.


Rodzaj przedmiotu:

przedmiot obowiązkowy

Całkowity nakład pracy studenta:

1. Godziny realizowane z udziałem nauczycieli (35 godz.):

- udział w wykładach – 10 godz.

- udział w ćwiczeniach laboratoryjnych – 20 godz.

- konsultacje z wykładowcą – 2 godz.

- konsultacje z prowadzącym ćwiczenia – 3 godz.

2. Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta:

- przygotowanie do zajęć, uzupełnienie notatek, zapoznanie się z literaturą przedmiotu – 25 godz.

3. Czas wymagany do przygotowania się do uczestnictwa w procesie oceniania:

- przygotowanie się do zaliczenia końcowego ćwiczeń – 20 godz.

- przygotowanie się do zaliczenia z wykładów – 20 godz.

Łączna liczba godzin: 100 godz. (4 ECTS)


Efekty uczenia się - wiedza:

W1: Student zna budowę komórek pro- i eukariotycznych, wskazuje różnice w budowie i ekspresji genów pro- i eukariotycznych oraz wykorzystuje wiedzę z zakresu różnych dziedzin nauki w celu analizy procesów zachodzących na poziomie komórkowym i subkomórkowym (K_W01, K_W03)

W2: Student posługuje się terminologią stosowaną w inżynierii genetycznej i definiuje poprawnie: organizmy transgeniczne, elementy konstruktu genetycznego, etapy procesu klonowania i rekombinacji DNA, proces edycji genomu (K_W01, K_W03, K_W08)

W3: Student charakteryzuje kolejne etapy tworzenia organizmów transgenicznych (GMM, GMO), typy sekwencji regulatorowych i markerowych, metody transformacji i selekcji, rodzaje rekombinaz i nukleaz miejscowo-swoistych, typy rekombinacji (K_W04, K_W08)

W4: Student opisuje funkcje elementów regulatorowych i strukturalnych transgenu, metody i efekty transgenizacji zwierząt i roślin, budowę/działanie nukleaz i rekombinaz, mechanizmy naprawy i rekombinacji DNA, działanie systemu restrykcja-modyfikacja i nabytej odporności mikroorganizmów CRISPR-CAS (K_W01, K_W04, K_W08)

W5: Student wskazuje na zależność pomiędzy budową konstruktu genetycznego wprowadzanego do organizmu a jego funkcją (K_W05)

W6: Student zna najważniejsze osiągnięcia w rozwoju biotechnologii organizmów pro- i eukariotycznych oraz metody identyfikacji transgenu/edytowanej w genomie zmiany na poziomie molekularnym i fenotypowym (K_W06, K_W11, K_W14)

W7: Student ma wiedzę w zakresie ukierunkowanej modyfikacji i selekcji modelowych organizmów pro- i eukariotycznych w celu uzyskania nowych cech przydatnych dla człowieka i środowiska oraz szacuje korzyści i ryzyko wykorzystania otrzymanych GMM i GMO (K_W06, K_W09)

W8: Student krytycznie ocenia aktualnie dyskutowane w literaturze specjalistycznej zagrożenia dla zdrowia i życia człowieka dotyczące GMM i GMO (K_W09)



Efekty uczenia się - umiejętności:

U1: Student potrafi samodzielnie zaprojektować i przeprowadzić proces rekombinacji DNA oraz genomu wybranego organizmu pro- i eukariotycznego (K_U01, K_U05)

U2: Student właściwie dobiera szczepy mikroorganizmów oraz nukleaz/rekombinaz miejscowo-swoistych do procesu mutagenezy ukierunkowanej jak i rekombinacji homologicznej in vivo oraz metody identyfikacji transgenu na poziomie DNA, mRNA i białka (K_U03, K_U05, K_U12)

U3: Student wykorzystuje wiedzę dotyczącą budowy i sposobu działania nukleaz/rekombinaz miejscowo-swoistych oraz właściwości otrzymanych w procesie rekombinacji produktów podczas pracy eksperymentalnej (K_U04, K_U15)

U4: Student posługuje się specjalistyczną terminologią dotyczącą mechanizmów naprawy DNA, rekombinacji DNA, edycji genomu oraz transgenizacji bakterii, roślin i zwierząt (K_U13)

U5: Student analizuje i właściwie interpretuje wyniki uzyskane podczas pracy eksperymentalnej (K_U11)

U6: Student jest zdolny do pracy indywidualnej i zespołowej (K_U02)


Efekty uczenia się - kompetencje społeczne:

K1: Student postępuje zgodnie z zasadami bioetyki (K_K03)

K2: Student racjonalnie i krytycznie podchodzi do informacji uzyskanej z literatury naukowej, Internetu i innych źródeł masowego przekazu dotyczących GMM i GMO (K_K07, K_K10)

K3: Student potrafi pracować indywidualnie i w zespole (K_K09)


Metody dydaktyczne:

Metoda dydaktyczna podająca:

- wykład informacyjny z prezentacjami multimedialnymi

Metody dydaktyczne eksponujące i poszukujące:

- ćwiczenia laboratoryjne mają charakter eksperymentalno-pokazowy, studenci realizują zadania w zespołach 2-osobowych z uwzględnieniem metodyki prowadzonych doświadczeń i obserwacji. Wykonują doświadczenia zgodnie z pisemną instrukcją oraz po omówieniu podstaw teoretycznych i zaplanowaniu pracy – dostęp do sprzętu laboratoryjnego oraz zachowanie podstawowych zasad BHP dotyczących pracy laboratoryjnej z materiałem biologicznym i odczynnikami chemicznymi.


Metody dydaktyczne podające:

- opis
- pogadanka
- wykład informacyjny (konwencjonalny)
- wykład problemowy

Metody dydaktyczne poszukujące:

- ćwiczeniowa
- doświadczeń
- laboratoryjna
- obserwacji

Metody dydaktyczne w kształceniu online:

- metody służące prezentacji treści

Skrócony opis:

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.

Pełny opis:

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:

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

Metody i kryteria oceniania:

Metoda oceniania:

 zaliczenie na ocenę (ćwiczenia laboratoryjne)

 zaliczenie na ocenę (wykład)

Kryteria oceniania:

- zaliczenie pisemne (ćwiczenia) na podstawie pozytywnie zaliczonego kolokwium lub testu pisemnego (test zamknięty jednokrotnego wyboru); ocenę końcową stanowi średnia z dwóch pozytywnych ocen z każdej części zajęć laboratoryjnych.

Wymagany próg na ocenę dostateczną: 51-60%

61-70% - dostateczny plus

71-80% - dobry

81-90% - dobry plus

91-100% - bardzo dobry

- zaliczenie pisemne (wykład) na podstawie 2 pozytywnie zaliczonych testów (test zamknięty jednokrotnego wyboru); ocenę końcową stanowi średnia z dwóch pozytywnych ocen z każdej części wykładów.

Wymagany próg na ocenę dostateczną: 51-60%

61-70% - dostateczny plus

71-80% - dobry

81-90% - dobry plus

91-100% - bardzo dobry

Praktyki zawodowe:

nie dotyczy

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, 20 godzin więcej informacji
Wykład, 10 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Robert Lenartowski
Prowadzący grup: Robert Lenartowski, Justyna Wiśniewska
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Zaliczenie na ocenę
Skrócony opis:

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.

Pełny opis:

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:

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

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2020/21" (jeszcze nie rozpoczęty)

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


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 20 godzin więcej informacji
Wykład, 10 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Robert Lenartowski
Prowadzący grup: Robert Lenartowski, Justyna Wiśniewska
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Zaliczenie na ocenę
Skrócony opis:

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.

Pełny opis:

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:

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

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.