SYLABUS. Wydział Biologiczno-Rolniczy. Katedra Biochemii i Biologii Komórki

Transkrypt

1 SYLABUS 1.1. PODSTAWOWE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE/MODULE Nazwa przedmiotu/ modułu Metody badań makromolekuł Kod przedmiotu/ modułu* Wydział (nazwa jednostki prowadzącej kierunek) Nazwa jednostki realizującej przedmiot Kierunek studiów Poziom kształcenia Profil Forma studiów Wydział Biologiczno-Rolniczy Katedra Biochemii i Biologii Komórki Biologia / biologia eksperymentalna Drugi stopień Ogólnoakademicki Stacjonarne Rok i semestr studiów Rok I, semestr 1 Rodzaj przedmiotu Koordynator Imię i nazwisko osoby prowadzącej / osób prowadzących Specjalnościowy dr Marzanna Deniziak dr Marzanna Deniziak 1.2.Formy zajęć dydaktycznych, wymiar godzin i punktów ECTS Wykł. Ćw. Konw. Lab. Sem. ZP Prakt. Inne ( jakie?) Liczba pkt ECTS Sposób realizacji zajęć zajęcia w formie tradycyjnej zajęcia realizowane z wykorzystaniem metod i technik kształcenia na odległość 1.4. Forma zaliczenia przedmiotu/ modułu egzamin 2. WYMAGANIA WSTĘPNE Wiedza i umiejętności z zakresu biochemii, genetyki oraz biologii komórki 3. CELE, EFEKTY KSZTAŁCENIA, TREŚCI PROGRAMOWE I STOSOWANE METODY DYDAKTYCZNE 3.1. Cele przedmiotu/modułu C1 Zapoznanie studentów z wybranymi technikami eksperymentalnymi stosowanymi w badaniach kwasów nukleinowych i białek oraz ich kompleksów.

2 3.2 EFEKTY KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU/ MODUŁU ( WYPEŁNIA KOORDYNATOR) EK (efekt kształcenia) EK_01 Treść efektu kształcenia zdefiniowanego dla przedmiotu (modułu) Student: charakteryzuje omawiane w trakcie zajęć techniki i narzędzia badawcze, z uwzględnieniem ich zastosowań Odniesienie do efektów kierunkowych (KEK) K_W05, K_W08 EK_02 rozróżnia główne techniki chromatograficzne stosowane w separacji składników materiału biologicznego K_W08, K_W09 EK_03 wyjaśnia wpływ zmian parametrów na przebieg procesu krystalizacji białka K_W02 EK_04 dobiera strategię badawczą optymalną w kontekście osiągnięcia wyznaczonego celu K_U05, K_U10 EK_05 izoluje i charakteryzuje otrzymane białko K_U06 EK_06 projektuje poster prezentujący wyniki przeprowadzonych eksperymentów K_U11, K_U13 EK_07 pracuje w zespole realizując zadania przewidziane w programie ćwiczeń K_K02 EK_08 określa priorytety służące realizacji powierzonego zadania. K_K TREŚCI PROGRAMOWE A. Problematyka wykładu Treści merytoryczne Otrzymywanie, charakterystyka i zastosowanie kultur komórkowych. Komórki hybrydowe i linie komórek hybrydowych. Hybrydoma jako narzędzie do produkcji przeciwciał monoklonalnych. Zastosowanie przeciwciał monoklonalnych w badaniach makromolekuł biologicznych. Metody izolacji i frakcjonowania komórek i ich składników. Systemy bezkomórkowe: otrzymywanie i zastosowanie. Separacja makromolekuł w ekstraktach komórkowych: wysalanie, dializa, chromatografia kolumnowa. Elektroforeza białek technika SDS-PAGE. Ogniskowanie izoelektryczne. Elektroforeza dwukierunkowa. Zastosowanie elektroforezy 2D w badaniach na poziomie proteomu. Immunodetekcja białek analiza Western Blot. Mapa peptydowa białka. Sekwencjonowanie białek: metoda Sangera, degradacja Edmana. Identyfikacja białek technikami spektrometrii masowej.

3 Oznaczanie struktury przestrzennej makromolekuł: krystalizacja i krystalografia rentgenowska; spektroskopia jądrowego rezonansu magnetycznego (NMR). Analiza genów metodami opartymi na hybrydyzacji kwasów nukleinowych. Transfer i hybrydyzacja DNA metodą Southerna. Metoda Northern. Zastosowanie hybrydyzacji do poszukiwania genów pokrewnych oraz do mapowania intronów w eukariotycznych mrna. Zastosowanie hybrydyzacji w diagnostyce chorób o podłożu genetycznym. Hybrydyzacja in situ. Genomika porównawcza. Proteomika. Inaktywacja genu jako strategia badania jego funkcji fenotypowej. Syntenia w badaniu zależności między sekwencją/strukturą a funkcją produktów genów. Motywy strukturalne w definiowaniu funkcji nowo poznanych białek. Proteomika strukturalna w dużej skali. Mikromacierze DNA: konstrukcja i zastosowanie. Kompleksy makromolekuł. Badania oddziaływań białkobiałko: immunoprecypitacja; izolacja kompleksów metodą chromatografii immunopowinowactwa; drożdżowy system dwuhybrydowy. B. Problematyka ćwiczeń audytoryjnych, konwersatoryjnych, laboratoryjnych, zajęć praktycznych Treści merytoryczne Zapoznanie studentów z regulaminem pracowni, zasadami BHP, zasadami pracy zgodnymi z dobrą praktyką laboratoryjną oraz z obsługą podstawowego sprzętu wykorzystywanego w toku trwania ćwiczeń. Przypomnienie zasad przygotowywania odczynników potrzebnych w ramach wykonywania eksperymentów. Przeliczanie stężeń. Sporządzanie roztworów (buforów) wieloskładnikowych (rozwiązywanie zadań). Chromatografia. Wprowadzenie teoretyczne: terminy stosowane w chromatografii; rodzaje chromatografii; metody stosowane w chromatografii; śledzenie przebiegu procesu chromatograficznego. Chromatografia adsorpcyjna. Chromatografia podziałowa. Chromatografia kolumnowa. Oczyszczanie lizozymu z białka jaja kurzego - część I: - rozdział chromatograficzny białek chromatografia jonowymienna (upakowanie kolumny, przygotowanie preparatu do rozdziału, chromatografia białek jaja kurzego) - przygotowanie próbek (frakcji) do przechowania i dalszych eksperymentów - dializa. Oczyszczanie lizozymu z białka jaja kurzego - część II: - analiza jakościowa białka elektroforeza w żelu poliakrylamidowym w warunkach denaturujących (SDS- PAGE) - detekcja aktywności enzymatycznej lizozymu (test Shugara) - krystalizacja białka metodą dyfuzji pary (wisząca kropla). Oczyszczanie lizozymu z białka jaja kurzego - część III: - analiza ilościowa białka oznaczenie stężenia lizozymu w otrzymanych frakcjach metodą Bradford - obserwacje mikroskopowe otrzymanych kryształów lizozymu (w świetle spolaryzowanym).

4 Oczyszczanie lizozymu z białka jaja kurzego - część IV - podsumowanie: oznaczenie aktywności całkowitej i specyficznej analizowanych frakcji w celu poznania wydajności zastosowanej techniki oczyszczania; ocena czystości otrzymanego białka na podstawie obrazu żelu SDS- PAGE; analiza kryształów zależność wielkości i ilości kryształów od zastosowanych warunków, jakość kryształów a czystość białka (obserwacje i dyskusja); wyznaczenie ilości cząsteczek lizozymu na podstawie wykonanych pomiarów. Przygotowanie prezentacji wyników projektu analiza wzorcowych posterów naukowych. Reakcja łańcuchowa polimerazy DNA z analizą ilości produktu w czasie rzeczywistym (ang. real-time PCR) nowe narzędzie badawcze i diagnostyczne: - wykorzystanie sond fluorescencyjnych do oceny ilościowej i jakościowej produktu amplifikacji - analiza ilościowa ekspresji genów - wykrywanie polimorfizmu genetycznego (wstęp teoretyczny) Zapoznanie studentów z funkcjonowaniem i możliwościami urządzenia służącego do prowadzenia rtpcr, stanowiącego wyposażenie katedry. 3.4 METODY DYDAKTYCZNE Wykład: wykład z prezentacją multimedialną. Laboratorium: praca w grupach - wykonywanie doświadczeń oraz rozwiązywanie zadań. 4 METODY I KRYTERIA OCENY 4.1 Sposoby weryfikacji efektów kształcenia Symbol efektu Metody oceny efektów kształcenia Forma zajęć dydaktycznych EK_ 01, EK_02 egzamin pisemny w. EK_ 03 kolokwium, sprawozdanie z ćwiczeń - poster ćw. EK_ 04 egzamin pisemny w. EK_ 05, EK_06 kolokwium, sprawozdanie z ćwiczeń poster, obserwacja w trakcie zajęć ćw. EK_ 07, EK_08 obserwacja w trakcie zajęć. ćw.

5 4.2 Warunki zaliczenia przedmiotu (kryteria oceniania) Ćwiczenia - zaliczenie z oceną: Warunkiem wstępnym zaliczenia ćwiczeń jest obecność na zajęciach (studenci nie mogący uczestniczyć w ćwiczeniach w przewidzianym terminie są zobowiązani do odrobienia zajęć). Na ocenę końcową składają się: i) średnia ocen uzyskanych z kolokwiów cząstkowych oraz dzięki aktywności w trakcie zajęć (50%), ii) ocena prezentacji przygotowanej w formie posteru (50%). Aktywność studentów w trakcie ćwiczeń, oceniana w ramach obserwacji ciągłej, obejmuje ustną prezentację wyników eksperymentów, udział w ich dyskusji oraz czynny udział w realizacji projektu (ocena na podstawie zapisów w karcie projektu, zawierającej informacje o udziale poszczególnych członków grupy w przeprowadzeniu kolejnych eksperymentów). Ilość punktów wymagana do zaliczenia kolokwium cząstkowego - powyżej 51% maksymalnej ilości punktów. Wykład - egzamin pisemny: Egzamin obejmuje 10 pytań otwartych. Odpowiedzi są punktowane w skali l-3 p. O ocenie pozytywnej z przedmiotu decyduje liczba uzyskanych punktów (>50% maksymalnej liczby punktów): dst 56%, dst plus 63%, db 70%, db plus 84%, bdb 94%. 5. CAŁKOWITY NAKŁAD PRACY STUDENTA POTRZEBNY DO OSIĄGNIĘCIA ZAŁOŻONYCH EFEKTÓW W GODZINACH ORAZ PUNKTACH ECTS Aktywność Liczba godzin/ nakład pracy studenta godziny zajęć wg planu z nauczycielem 42 (14w + 28ćw) przygotowanie do zajęć 14 udział w konsultacjach czas na napisanie referatu/eseju przygotowanie do egzaminu 20 udział w egzaminie 2 Inne: przygotowanie posteru 6 SUMA GODZIN 84 SUMARYCZNA LICZBA PUNKTÓW ECTS 3 6. PRAKTYKI ZAWODOWE W RAMACH PRZEDMIOTU/ MODUŁU wymiar godzinowy zasady i formy odbywania praktyk nie dotyczy 7. LITERATURA Literatura podstawowa: Biologia molekularna krótkie wykłady P. C. Turner, A. G. McLennan, A. D. Bates, M. R. H. White, wydanie trzecie zm., Wydawnictwo Naukowe PWN, Biochemia Berg J.M., Tymoczko L., Stryer L. PWN, Warszawa, wydanie 6., 2009.

6 Biochemia - krótkie wykłady Hames B.D., Hooper N.M., wydanie trzecie popr., Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, Podstawy biologii komórki t. 1-2, B. Alberts, D. Bray, K. Hopkin, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, P. Walter; wydanie drugie zm., Wydawnictwo Naukowe PWN, Literatura uzupełniająca: Lehninger Principles of Biochemistry, D. L. Nelson, M. M. Cox; W. H. Freeman 5. edycja, The Cell A Molecular Approache G. M. Cooper, second edition, Sinauer Associates Inc, Human Molecular Genetics 2 T. Strachan, A. P. Read, Garland Science Dwie ostatnie pozycje dostępne na: Akceptacja Kierownika Jednostki lub osoby upoważnionej