Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Genetyka bakterii i archeonów

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1400-216GENBA
Kod Erasmus / ISCED: 13.404 Kod klasyfikacyjny przedmiotu składa się z trzech do pięciu cyfr, przy czym trzy pierwsze oznaczają klasyfikację dziedziny wg. Listy kodów dziedzin obowiązującej w programie Socrates/Erasmus, czwarta (dotąd na ogół 0) – ewentualne uszczegółowienie informacji o dyscyplinie, piąta – stopień zaawansowania przedmiotu ustalony na podstawie roku studiów, dla którego przedmiot jest przeznaczony. / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Genetyka bakterii i archeonów
Jednostka: Wydział Biologii
Grupy: Przedmioty DOWOLNEGO WYBORU
Przedmioty KIERUNKOWE, BIOTECHNOLOGIA, I stopień
Przedmioty obieralne dla II-III roku bioinformatyki (dla programu studiów od roku 2021/22)
Przedmioty obieralne na studiach drugiego stopnia na kierunku bioinformatyka
Punkty ECTS i inne: 6.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: polski
Kierunek podstawowy MISMaP:

biologia
biotechnologia

Rodzaj przedmiotu:

fakultatywne

Założenia (opisowo):

Znajomość podstawowych zagadnień związanych z mikrobiologią i genetyką.

Tryb prowadzenia:

w sali

Skrócony opis:

Na zajęciach poruszane są zagadnienia dotyczące struktury genomów bakterii i archeonów. Podkreślane są cechy wspólne i unikatowe tych organizmów. Omawiane są procesy replikacji i segregacji DNA, transkrypcji, translacji oraz naprawy DNA uszkodzonego w wyniku różnego typu mutacji. Poruszane są również zagadnienia związane z regulacją ekspresji genów prokariotycznych. Zajęcia obejmują zarówno wątki metodologiczne (genomika, metagenomika, transkryptomika, metatranskryptomika, proteomika, metabolomika, modelowanie metaboliczne), jak i aplikacyjne (identyfikacja i typowanie molekularne mikroorganizmów prokariotycznych oraz wykorzystanie genetyki bakterii w przemyśle, medycynie i ochronie środowiska). Ćwiczenia stanowią kontynuację i rozwinięcie treści omawianych podczas wykładu.

Pełny opis:

Podczas wykładu poruszane są następujące zagadnienie:

- Organizacja genetyczna genomów prokariotycznych (DNA, geny i operony, struktura chromosomów bakterii i archeonów).

- Replikacja i segregacja chromosomów prokariotycznych.

- Transkrypcja u bakterii i archeonów (rodzaje i funkcje RNA, mechanizmy transkrypcji)

- Translacja u bakterii i archeonów (kod genetyczny, rybosomy – struktura i funkcja, mechanizm translacji).

- Regulacja ekspresji genów u bakterii i archeonów (poziomy regulacji ekspresji genów, globalne systemy regulacji ekspresji genów – regulony i sigmulony, układy dwuskładnikowe, ryboregulacja).

- Mutacje i naprawa DNA (typy mutacji i czynniki mutagenne, mechanizmy naprawy uszkodzeń DNA, regulon SOS).

- Zmienność genomów prokariotycznych (ruchome elementy genetyczne bakterii i archeonów, horyzontalny transfer genów).

- Bakteriofagi.

- Genomika i metagenomika (metodologia sekwencjonowania DNA z wykorzystaniem różnych technik, składanie i adnotacja genomów prokariotycznych, analiza danych metagenomicznych).

- Transkryptomika i metatranskryptomika (metodologia badań, zastosowanie w badaniach medycznych i środowiskowych).

- Proteomika, metabolomika i modelowanie metaboliczne.

- Identyfikacja molekularna i typowanie molekularne mikroorganizmów prokariotycznych.

- Genetyka bakterii w przemyśle, medycynie i ochronie środowiska. Ochrona własności intelektualnej w mikrobiologii.

W trakcie ćwiczeń realizowane są następujące zagadnienia:

- Identyfikacja molekularna bakterii i archeonów.

- Analiza bioinformatyczna genomów prokariotycznych.

- Klonowanie genów i selekcja zrekombinowanych klonów, techniki wprowadzania DNA do komórek bakteryjnych

- Nadekspresja, oczyszczanie oraz badanie interakcji białka z DNA poprzez analizę opóźnienia tempa migracji kompleksów nukleoproteidowych w żelach agarozowych (EMSA- ang. electrophoretic mobility shift assay).

- Badanie interakcji białek poprzez analizę możliwości tworzenia form multimerycznych przez białka po zastosowaniu reakcji sieciowania za pomocą aldehydu glutarowego (ang. cross-linking).

- Badanie regulacji ekspresji genów wywołanej wpływem czynników środowiskowych.

- Mutageneza.

Literatura:

1. Baj J.(red.) "Mikrobiologia", PWN, 2018.

2. Baj J., Markiewicz Z. (red. ) „Biologia molekularna bakterii”, PWN, 2015.

3. Węgleński P. (red.) „Genetyka molekularna”, PWN, 2006.

4. Brown T.A. (red.) „Genomy” PWN , 2009 .

Efekty uczenia się:

Po opanowaniu materiału omawianego podczas wykładu i ćwiczeń student:

Zna różnorodność mikrobiologiczną i rozumie zjawiska i procesy przyrodnicze, które ją kształtują. Umie identyfikować mikroorganizmy prokariotyczne wykorzystując do tego techniki molekularne.

Rozumie wzajemne pokrewieństwa mikroorganizmów. Zna metodologię pozwalającą na ustalenie relacji pokrewieństwa między genami i organizmami.

Zna techniki laboratoryjne oraz pomiarowe i obrazowe, stosowane w badaniach mikrobiologicznych, genetycznych i biologii molekularnej, ze szczególnym zwróceniem uwagi na genetykę bakterii i archeonów.

Rozumie reguły, a także mechanizmy molekularne, komórkowe i fizjologiczne rozwoju oraz funkcjonowania mikroorganizmów.

Zna specjalistyczne narzędzia bioinformatyczne, konieczne dla rozwiązywania problemów z zakresu genetyki mikroorganizmów. Potrafi zbierać i opracowywać dane wykorzystując różne narzędzia badawcze i bioinformatyczne, potrafi wykonać złożone operacje analityczne z użyciem ogólnie dostępnych narzędzi informatycznych.

Zna zasady planowania badań i wykonywania eksperymentów z zastosowaniem specjalistycznych metod stosowanych w genetyce mikroorganizmów prokariotycznych. Ma wiedzę dotyczącą opracowywania wyników w formie nadającej się do dyskusji, oceny lub publikacji.

Zna podstawy technik informatycznych i wykorzystuje narzędzia informatyczne do pozyskiwania informacji, przetwarzania tekstów i prezentacji.

Umie analizować otrzymane wyniki i dyskutować je w oparciu o dostępną literaturę z zakresu genetyki mikroorganizmów.

Potrafi posługiwać się komputerem i źródłami elektronicznymi w celu przeprowadzenia analizy statystycznej oraz znajdowania i wykorzystywania Wolnego Oprogramowania.

Stosuje adekwatne metody statystyczne oraz algorytmy i techniki informatyczne do opisu zjawisk i analizy danych biologicznych.

Planuje i przeprowadza samodzielnie zadania badawcze lub ekspertyzy z zakresu genetyki mikroorganizmów.

Wykazuje umiejętność krytycznej analizy i selekcji informacji, zwłaszcza ze źródeł elektronicznych.

Wykazuje umiejętność wyciągania wniosków oraz formułowania sądów na podstawie danych z różnych źródeł.

Wykazuje odpowiedzialność za pracę laboratoryjną własną i innych, świadomie ocenia zagrożenia płynące z takiej pracy.

Wykazuje ostrożność i krytycyzm podczas zdobywania i interpretowania wiedzy z zakresu genetyki mikroorganizmów i jej zastosowania praktycznego.

Docenia wagę nowoczesnych narzędzi analitycznych przy opisie wyników prac eksperymentalnych.

Wykazuje przedsiębiorczość, zdolność kierowania zespołem oraz świadomość pełnionej roli zawodowej.

Metody i kryteria oceniania:

Warunkiem dopuszczenia do egzaminu jest zaliczenie ćwiczeń na ocenę pozytywną. Egzamin pisemny składa się z pytań otwartych, punktowanych od 0 do 2 punktów, każde. Zaliczenie egzaminu wymaga uzyskania minimum 51% maksymalnej liczby punktów, które można uzyskać.

Ćwiczenia

Kryteria oceniania ćwiczeń to: (i) obecność na zajęciach; (ii) pisemne zaliczenie (forma opisowa). Warunkiem zaliczenia jest: (i) nie więcej niż 2 nieobecności na zajęciach; (ii) uzyskanie minimum 51% liczby punktów, które można uzyskać na pisemnym teście kontrolnym (składającym się z pytań otwartych).

Praktyki zawodowe:

Nie ma.

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2023/24" (w trakcie)

Okres: 2024-02-19 - 2024-06-16
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Laboratorium, 60 godzin, 12 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 12 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Łukasz Dziewit, Takao Ishikawa
Prowadzący grup: Przemysław Decewicz, Łukasz Dziewit, Takao Ishikawa, Monika Radlińska, Paweł Wawrzyniak
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Laboratorium - Zaliczenie na ocenę
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki.
ul. Pasteura 5, 02-093 Warszawa tel: +48 22 5532 000 https://www.fuw.edu.pl/ kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.3.0 (2024-03-22)