Genetyka z inżynierią genetyczną

biotechnologia

obowiązkowe

Podstawy genetyki klasycznej. Metody analizy genetycznej u bakterii i organizmów wyższych. Mutacje. DNA jako materiał genetyczny. Replikacja, mutageneza, naprawa uszkodzeń DNA. Kod genetyczny i biosynteza białek. Techniki inżynierii genetycznej. Struktura i regulacja działania genów u Pro- i Eukaryota. Genetyczne podstawy procesów różnicowania i rozwoju. Genetyczne podstawy zjawiska odporności. Geny a nowotwory. Genetyka człowieka. Zastosowania genetyki w biotechnologii, rolnictwie i medycynie. Genetyka a ewolucja. Ekologia molekularna.

Wykład ma za zadanie przedstawić podstawy genetyki i biologii molekularnej genu na tle współczesnych nauk biologicznych. W ramach wykładu poruszane są następujące zagadnienia:

· Podstawy genetyki – podstawowe pojęcia i elementy genetyki klasycznej.

· Podstawowe techniki genetyki molekularnej.

· Organizmy modelowe – zasady i przykłady.

· Zarys biologii molekularnej genu. Replikacja i stabilność genomu.

· Zmienność genomu – mutageneza, naprawa DNA i rekombinacja.

· Mutacje i mutageneza w ujęciu genetycznym.

· Interakcje genetyczne – supresja, epistaza, interakcje syntetyczne.

· Genetyka molekularna Prokaryota.

· Genetyka molekularna eukariontów - chromatyna, transkrypcja, obróbka RNA, synteza i obróbka białka.

· Genetyczna kontrola rozwoju. Proste przełączniki genetyczne. Kontrola rozwoju zwierząt.

· Genetyka człowieka – podstawy.

· Genetyka i świat współczesny – biotechnologia i GMO, antropologia molekularna, genetyka w ochronie przyrody.

· Historia i ewolucja informacji genetycznej.

W trakcie ćwiczeń omawiane są następujące zagadnienia:

Podstawy: Mutacje, mutageny, analiza mutantów Escherichia coli i Saccharomyces cerevisiae. Kod genetyczny. Struktura genu prokariotycznego. Struktura operonu bakteryjnego. Regulacja ekspresji genów u bakterii. Struktura i regulacja ekspresji genu eukariotycznego.Analiza genetyczna w modelowych organizmach eukariotycznych:

Dziedziczenie mendlowskie. Zjawiska komplementacji i rekombinacji genetycznej na podstawie krzyżówek i innych testów na Drosophila melanogaster, Aspergillus nidulans i Saccharomyces cerevisiae. Struktura i regulacja ekspresji genu eukariotycznego.

Inżynieria genetyczna: Technika PCR. Rekombinowanie DNA in vitro. Mapy restrykcyjne. Biblioteki genomowe i cDNA. Analiza sekwencji DNA. Drożdże S. cerevisiae jako gospodarz do klonowania. Badanie funkcji genów u S. cerevisiae. Podstawowe metody hybrydyzacyjne. Ekspresja heterologiczna. Geny reporterowe. Drożdżowy system dwuhybrydowy.

Genetyka człowieka: Metody genetyczne w badaniach populacji ludzkich. Analiza rodowodów. Choroby genetyczne. Analiza cytogenetyczna. Diagnostyka molekularna. Analiza DNA w badaniach archeologicznych.

Ekologia molekularna: Analiza naturalnych populacji.

Podstawy biologii molekularnej. LA Allison. Wydawnictwa UW 2009.

Genetyka molekularna. Red. Piotr Węgleński. PWN 2006.

Genomy Wyd. 3 TA Brown. PWN 2019

Concepts of Genetics. W. S. Klug, M. R Cummings, C. Spencer. 2006

http://wiki.biol.uw.edu.pl/w/Genetyka_z_inżynierią_genetyczną_D (część wprowadzona przez wykładowcę, z odnośnikami do artykułów)

WIEDZA

- zna podstawowe pojęcia informacji genetycznej, materiału genetycznego, kodu genetycznego, genotypu i fenotypu (K_W12 BI1, K_W01 BT1)

- zna mechanizmy molekularne leżące u podstaw takich zjawisk, jak dominacja i kodominacja, utrata i nabycie funkcji genu (K_W03 BI1, K_W12 BI1, K_W01 BT1)

- zna mechanizmy przekazywania informacji genetycznej (K_W12 BI1, K_W01 BT1)

- zna mechanizmy ekspresji informacji genetycznej organizmów prokariotycznych i eukariotycznych (K_W12 BI1, K_W01 BT1)

- zna podstawy projektowania i wykonywania modyfikacji genetycznych na materiale biologicznym (K_W14 BI1, K_W05 BT1)

- zna podstawowe techniki biologii molekularnej stosowane w inżynierii genetycznej (K_W14 BI1, K_W05 BT1)

- rozumie znaczenie pracy doświadczalnej i potrafi opisać znaczenie analiz molekularnych w badaniach genetycznych (K_W04 BT1)

- zna zarys ewolucji informacji genetycznej i świadectwa ewolucji zawarte w genomach organizmów żywych (K_W10 BI1, K_W02 BT1).

UMIEJĘTNOŚCI

- analizuje przepływ informacji genetycznej w komórkach organizmów żywych (K_U03 BI1, K_U06 BT1)

- poprawnie stosuje podstawowe pojęcia z zakresu genetyki, a szczególnie pojęcia informacji genetycznej, materiału genetycznego, kodu genetycznego, genotypu i fenotypu (K_U03 BI1, K_U03 BT1)

- analizuje zależności między zmianami w genotypie a powodowanymi przez nie zmianami w fenotypie (K_U03 BI1, K_U06 BT1)

- analizuje interakcje genetyczne i potrafi wskazać ich znaczenie dla biologii systemów (K_U03 BI1, K_U03 BT1, K_U06 BT1)

- porównuje mechanizmy ekspresji informacji genetycznej organizmów prokariotycznych i eukariotycznych (K_U03 BI1, K_U06 BT1)

- potrafi zaprojektować proste doświadczenie prowadzące do sklonowania wybranego fragmentu DNA (K_U05 BI1, K_U04 BT1)

- potrafi wybrać technikę właściwą do badania podstawowych procesów molekularnych (K_U01 BI1, K_U01 BT1)

- interpretuje wyniki doświadczeń genetyki klasycznej, molekularnej i medycznej (K_U03 BI1, K_U06 BT1)

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

- formułuje racjonalne i oparte na współczesnej nauce argumenty w spornych kwestiach dotyczących konsekwencji stosowania technik inżynierii genetycznej dla środowiska naturalnego i zdrowia człowieka. - wskazuje znaczenie genetyki i biologii molekularnej dla medycyny i innych gałęzi aktywności człowieka (K_K03 BI1, K_K01 BT1)

- rozumie potrzebę przekazywania społeczeństwu informacji o nowych osiągnięciach genetyki i inżynierii genetycznej i potrafi przekazać je w sposób zrozumiały (K_K06 BT1)

- wykazuje ostrożność i krytycyzm w odbiorze i interpretacji informacji z dziedziny genetyki i inżynierii genetycznej dostępnej w środkach masowego przekazu (K_K08 BI1, K_K01 BT1)

Egzamin jest przeprowadzany w formie pisemnej i składa się z części testu jednokrotnego wyboru i części otwartej. Odpowiedzi są punktowane, ocena z egzaminu zależy od pozycji danej punktacji w rozkładzie ocen, z tym że minimum wymagane do zaliczenia to 50%+1 punkt.

Zakres zagadnień egzaminu pokrywa się z treścią wykładów, treściami ze wskazanych przez wykładowcę fragmentów podanej literatury oraz treścią ćwiczeń.

W trakcie ćwiczeń przewidziane są testy weryfikujące przygotowanie teoretyczne studentów do uczestnictwa w zajęciach oraz pisemne kolokwium zaliczeniowe.

Nie