Techniki molekularne w biologii SYLABUS A. Informacje ogólne Elementy sylabusu Nazwa jednostki prowadzącej kierunek Nazwa kierunku studiów Poziom kształcenia Profil studiów Forma studiów Kod przedmiotu Język przedmiotu Rodzaj przedmiotu Rok studiów /semestr Wymagania wstępne Liczba godzin zajęć dydaktycznych z podziałem na formy prowadzenia zajęć Założenia i cele przedmiotu Metody dydaktyczne oraz ogólna forma zaliczenia przedmiotu Opis Uniwersytet w Białymstoku, Wydział Biologiczno-Chemiczny, Instytut Biologii biologia studia drugiego stopnia ogólnoakademicki stacjonarne 0200-BS2-2TMB polski Przedmiot obowiązkowy, moduł specjalnościowy (biologia ogólna i molekularna) I rok / II semestr (semestr letni) Student powinien posiadać zakres wiadomości z genetyki na poziomie studiów pierwszego stopnia w obszarze nauk przyrodniczych wykład 15 godz. laboratoria 15 godz. Celem przedmiotu jest poznanie tradycyjnych i nowoczesnych metod badawczych i analitycznych z zakresu biologii molekularnej, zdobycie umiejętności ich stosowania w celu badania polimorfizmów genetycznych, określenia genotypu osobnika, a także uzyskania i analizy sekwencji badanych odcinków DNA. Student poznaje także możliwości aplikacyjne poszczególnych technik analiz molekularnych oraz zdobywa praktyczne umiejętność ich wykonania wraz z obsługą niezbędnej do tego celu aparatury, takiej jak np. aparaty do elektroforezy agarozowej, termocyklery DNA i sekwenator oraz potrafi wykonać podstawowe analizy bioinformatyczne. Student umie przeglądać i wykorzystywać podstawowe bazy danych sekwencji DNA, np. NCBI (GenBank). Na wybranych przykładach zapoznaje się z możliwościami i ograniczeniami poszczególnych metod analiz. Przedmiot pokazuje techniki biologii molekularnej jako potężne narzędzie badawcze umożliwiające uzyskanie odpowiedzi na fundamentalne pytania z zakresu biologii ewolucyjnej, ekologii, genetyki oraz genomiki. Metody dydaktyczne: wykład, filmy i demonstracje on-line, konsultacje, wykonywanie eksperymentów badawczych według instrukcji podczas zajęć laboratoryjnych, analiza i interpretacja wyników. Formy zaliczenia przedmiotu: zaliczenie na ocenę laboratoriów, egzamin Efekty kształcenia i Odniesienie do kierunkowych efektów kształcenia 1. Student wyjaśnia zasady działania poszczególnych metod biologii molekularnej. K_W11, K_W09 2. Student charakteryzuje wady i zalety poszczególnych metod biologii molekularnej oraz zna ich zastosowanie. K_W11, K_U02 3. Student rozróżnia metody analiz wielkości fragmentów DNA od analiz sekwencji DNA. K_W11 4. Posługując się aparatem do elektroforezy, termocyklerem DNA i sekwenatorem student wykonuje podstawowe analizy molekularne w celu określenia genotypu K_W11, K_U01, K_U02, K_U03 badanego organizmu. 5. Student jest świadomy możliwości badawczych i aplikacyjnych, jakie dają narzędzia biologii molekularnej. K_U11 6. Student jest zdolny do zespołowej i samodzielnej pracy podczas wykonywania analiz laboratoryjnych i komputerowych z zakresu biologii molekularnej. K_K02, K_K04, K_K05 Punkty ECTS 4 Bilans nakładu pracy studenta ii Wskaźniki ilościowe Ogólny nakład pracy studenta: 100 godz. w tym: udział w wykładach: 15 godz.; udział w zajęciach laboratoryjnych: 15 godz.; przygotowanie się do zajęć, zaliczeń, egzaminów: 64 godz.; udział w konsultacjach, zaliczeniach, egzaminie: 6 godz. Nakład pracy studenta związany z zajęciami iii : Liczba godzin Punkty ECTS wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela 36 1,5
o charakterze praktycznym 85 3,4 Data opracowania: 28.09. 2015 Koordynator przedmiotu: Prof. dr hab. Mirosław Ratkiewicz
SYLABUS B. Informacje szczegółowe Elementy składowe sylabusu Opis Nazwa przedmiotu Techniki molekularne w biologii Kod przedmiotu 0200-BS2-2TMB Nazwa kierunku biologia, studia drugiego stopnia Nazwa jednostki prowadzącej kierunek Wydział Biologiczno-Chemiczny UwB, Instytut Biologii Język przedmiotu polski Rok studiów/ semestr I rok / II semestr (semestr letni) Liczba godzin zajęć dydaktycznych oraz 15 godz., wykład forma prowadzenia zajęć Prowadzący Prof. dr hab. Mirosław Ratkiewicz prof. UwB Treści merytoryczne przedmiotu: 1. Podstawowe techniki analiz białek i DNA: nieinwazyjne i inwazyjne pobieranie prób do badań molekularnych, metody izolacji DNA, oznaczania ilości i jakości wyizolowanego DNA. 2. Elektroforeza białek, metody immunologiczne (przeciwciała mono i poliklonalne), ELISA, reakcja PCR i jej odmiany RFLP-PCR, RT-PCR, Fast PCR, Hot-Start PCR, real-time PCR i inne). Optymalizacja reakcji PCR. 3. Zasady projektowania starterów do reakcji PCR, ocena ich jakości. 4. Analiza SNP, AFLP, SSCP, FISH i mikromacierzy DNA. 5. Sekwencjonowanie DNA metodą detoksy. 6. Pirosekwencjonowanie, sekwencjonowanie w nanoporach. Sekwenatory nowej generacji (Roche 454, Illumina i inne), zasady ich funkcjonowania. 7. Kody kreskowe organizmów żywych (DNA barcoding), DNA metabarcoding (DNA barcoding z prób środowiskowych). 8. Genomika porównawcza, genomika środowiskowa, genomika populacji, genetyka biocenoz. Diagnostyka i epidemiologia molekularna. Efekty kształcenia wraz ze sposobem ich weryfikacji Efekty kształcenia: 1. Student wyjaśnia zasady poszczególnych metod biologii molekularnej. 2. Student charakteryzuje wady i zalety poszczególnych metod biologii molekularnej oraz zna ich zastosowanie. 3. Student rozróżnia metody analiz wielkości fragmentów DNA od analiz sekwencji DNA i potrafi stosować je w praktyce. 4. Student jest świadomy możliwości badawczych i aplikacyjnych, jakie dają narzędzia biologii molekularnej. Forma i warunki zaliczenia przedmiotu Wykaz literatury podstawowej i uzupełniającej Sposoby weryfikacji: 1. Egzamin pisemny podsumowujący przedmiot (test zamknięty i pytania otwarte). 1. Obecność na zajęciach. 2. Pozytywna ocena zaliczenia laboratoriów. 3. Pozytywna ocena egzaminu. Literatura podstawowa: Węgleński P. (red.). 2006. Genetyka molekularna PWN. Warszawa Bal. J. (red.) 2001. Biologia molekularna w medycynie. PWN Pilot. M, Rutkowski R. (red.). 2005. Zastosowanie metod molekularnych w badaniach ekologicznych. MiIZ PAN. Słomski R. (red.). 2004. Przykłady analiz DNA. AP. Poznań. Słomski R. (red.). 2008. Analiza DNA. Teoria i praktyka. UP. Poznań. Buchowicz J. 2009. Biotechnologia molekularna. Modyfikacje genetyczne, postępy, problemy. Literatura uzupełniająca: Baxvanis A., Quelette F. 2005. Bioinformatyka. Wydawnictwa
Naukowe PWN, Freeland J. Ekologia Molekularna. 2008. PWN.. podpis osoby składającej sylabus
SYLABUS C. Informacje szczegółowe Elementy składowe sylabusu Opis Nazwa przedmiotu Techniki molekularne w biologii Kod przedmiotu 0200-BS2-2TMB Nazwa kierunku biologia, studia drugiego stopnia Nazwa jednostki prowadzącej kierunek Wydział Biologiczno-Chemiczny UwB, Instytut Biologii Język przedmiotu polski Rok studiów/ semestr I rok / II semestr (semestr letni) Liczba godzin zajęć dydaktycznych oraz 15 godz., laboratorium forma prowadzenia zajęć Prowadzący dr Magdalena Czajkowska Treści merytoryczne przedmiotu 1. Izolacja DNA z materiału zwierzęcego za pomocą zestawu A&A Biotechnology oraz określenie ilości i jakości wyizolowanego DNA za pomocą spektrofotometru i elektroforezy agarozowej oraz urządzenia Qubit. 2. Przygotowanie mieszaniny reakcyjnej multipleks FastPCR w celu genetycznej identyfikacji płci ssaków. Obsługa teromcyklera DNA, projektowanie profilu PCR i sprawdzenie produktów reakcji na żelu agarozowym. 3. Trawienie restryktazą powielonego fragmentu DNA w celu analizy polimorfizmów w populacji nornika zwyczajnego, elektroforeza na żelu agarozowym i wizualizacja prążków. Symulacja komputerowa działania restryktazy HaeIII na powielony fragment (program NEBcutter2.0). 4. Podstawy reakcji sekwencjonowania DNA, zasady i sposoby oczyszczania DNA po reakcji PCR, przygotowanie mieszaniny reakcyjnej, usuwanie nieprzyłączonych dideoksynukleotydów (ddntp) po reakcji sekwencjonowania zestawem ExTerminator A&A Biotechnology, programowanie sekwenatora DNA oraz rozdział fragmentów DNA na sekwenatorze kapilarnym. 5. Dopasowywanie (ang. alignment) sekwencji DNA (Programy Chromas Lite i BioEdit). Konstruowanie drzew filogenetycznych (program MEGA 4) Przegląd internetowych baz danych (NCBI i inne), Zapoznanie się z systemem BOLD. Projektowanie starterów do reakcji PCR (programy Primer3 i FastPCR). Efekty kształcenia wraz ze sposobem ich Efekty kształcenia: weryfikacji 1. Student charakteryzuje wady i zalety poszczególnych metod biologii molekularnej oraz zna ich zastosowanie. 2. Student rozróżnia metody analiz wielkości fragmentów DNA od analiz sekwencji DNA. 3. Posługując się aparatem do elektroforezy, termocyklerem DNA i sekwenatorem student wykonuje podstawowe analizy molekularne w celu określenia genotypu badanego organizmu. 4. Student jest świadomy możliwości badawczych i aplikacyjnych, jakie dają narzędzia biologii molekularnej. 5. Student jest zdolny do zespołowej i samodzielnej pracy podczas wykonywania analiz laboratoryjnych i komputerowych z zakresu biologii molekularnej. Forma i warunki zaliczenia przedmiotu Wykaz literatury podstawowej i uzupełniającej Sposoby weryfikacji: Pisemny sprawdzian teoretyczny: test i/lub pytania otwarte wiedza na temat stosowanych podczas zajęć laboratoryjnych metod biologii molekularnej oraz podstawowych analiz bioinformatycznych, w tym projektowania starterów, dopasowywania sekwencji DNA i obróbki danych molekularnych wraz z wykorzystaniem zasobów GenBanku. 1. Obecność na zajęciach. 2. Pozytywna ocena sprawdzianu Literatura podstawowa: Węgleński P. (red.). 2006. Genetyka molekularna PWN. Warszawa Bal. J. (red.) 2001. Biologia molekularna w medycynie. PWN
Pilot. M, Rutkowski R. (red.). 2005. Zastosowanie metod molekularnych w badaniach ekologicznych. MiIZ PAN. Słomski R. (red.). 2004. Przykłady analiz DNA. AP. Poznań. Słomski R. (red.). 2008. Analiza DNA. Teoria i praktyka. UP. Poznań. Buchowicz J. 2009. Biotechnologia molekularna. Modyfikacje genetyczne, postępy, problemy. Literatura uzupełniająca: Baxvanis A., Quelette F. 2005. Bioinformatyka. Wydawnictwa Naukowe PWN, 1. Freeland J. Ekologia Molekularna. 2008. PWN.. podpis osoby składającej sylabus i Opis zakładanych efektów kształcenia w zakresie wiedzy, umiejętności i kompetencji społecznych, z uwzględnieniem form zajęć. Uwzględnia się tylko efekty możliwe do sprawdzenia (mierzalne / weryfikowalne). ii Przykładowe rodzaje aktywności: udział w wykładach, ćwiczeniach, przygotowanie do zajęć, udział w konsultacjach, realizacja zadań projektowych, pisanie eseju, przygotowanie do egzaminu. Liczba godzin nakładu pracy studenta powinna być zgodna z przypisanymi do tego przedmiotu punktami ECTS wg przelicznika : 1 ECTS 25 30 h. iii Zajęcia wymagające bezpośredniego udziału nauczyciela są to tzw. godziny kontaktowe (również te nieujęte w rozkładzie zajęć, np. konsultacje lub zaliczenia/egzaminy). Suma punktów ECTS obu nakładów może być większa od ogólnej liczby punktów ECTS przypisanej temu przedmiotowi.