SYLABUS 1.1. PODSTAWOWE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE/MODULE Nazwa przedmiotu/ modułu Biologia molekularna z elementami inżynierii genetycznej 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 stosowana 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 20 30 4 1.3. 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 Pogłębienie wiedzy teoretycznej w zakresie struktury i funkcji makrocząsteczek biologicznych oraz makrocząsteczkowych kompleksów DNA, RNA i białek. C2 Zapoznanie studentów z molekularnym podłożem przebiegu procesów komórkowych. C3 Przygotowanie studentów do prowadzenia badań z wykorzystaniem wybranych technik eksperymentalnych stosowanych w biologii molekularnej. 3.2 EFEKTY KSZTAŁCENIA DLA PRZEDMIOTU/ MODUŁU EK (efekt kształcenia) EK_01 Treść efektu kształcenia zdefiniowanego dla przedmiotu (modułu) Student: opisuje główne elementy struktury kwasów nukleinowych i białek charakteryzując przy tym ich funkcje biologiczne Odniesienie do efektów kierunkowych (KEK) K_W03, K_W04 EK_02 wyjaśnia przebieg kluczowych procesów związanych z metabolizmem kwasów nukleinowych i białek oraz z ekspresją informacji genetycznej K_W01, K_W03 EK_03 ilustruje przykładami praktyczne aspekty osiągnięć biologii molekularnej K_W05 K_K05 EK_04 identyfikuje zagrożenia związane z pracą w laboratorium biologii molekularnej K_W07, K_W11 EK_05 odpowiednio dobiera skład mieszanin reakcyjnych i warunki przebiegu reakcji amplifikacji oraz hydrolizy restrykcyjnej DNA K_U06 EK_06 obsługuje aparaturę przeznaczoną do elektroforezy kwasów nukleinowych i białek oraz PCR K_U01 EK_07 korzysta z publicznie dostępnych baz danych sekwencji i struktur makrocząsteczek biologicznych K_U09 EK_08 pracuje w zespole realizując zadania przewidziane w programie ćwiczeń. K_K02 3.2. TREŚCI PROGRAMOWE
A. Problematyka wykładu Treści merytoryczne Centralny dogmat biologii molekularnej przepływ informacji genetycznej. Budowa chromosomów i struktura genomów: prokariotycznego i eukariotycznego. Replikacja DNA u Prokaryota i Eukaryota. Mutageneza i procesy naprawcze (wybrane aspekty). Rekombinacje DNA. Transpozycje. Metabolizm RNA: przebieg i regulacja transkrypcji. Dojrzewanie RNA, zależna od RNA synteza DNA i RNA. Kod genetyczny charakterystyka i właściwości. Odstępstwa od uniwersalności kodu genetycznego. Nietypowe aminokwasy w strukturze białka: selenocysteina i pirolizyna. Przebieg i kontrola biosyntezy białka (wybrane aspekty). Zdarzenia potranslacyjne. Kierowanie białek. Degradacja białek. Główne osiągnięcia biologii molekularnej: sekwencjonowanie genomów, modyfikacje genetyczne organizmów. Zastosowanie biologii molekularnej w medycynie (diagnostyka molekularna, terapia genowa). B. Problematyka ćwiczeń audytoryjnych, konwersatoryjnych, laboratoryjnych, zajęć praktycznych Treści merytoryczne Zapoznanie studentów z regulaminem pracowni i przypomnienie zasad BHP. Zasady pracy zgodne z dobrą praktyką laboratoryjną. Obsługa podstawowego sprzętu wykorzystywanego w toku trwania ćwiczeń. Teoria: Wprowadzenie do klonowania DNA. Cechy wektorów stosowanych w klonowaniu. Rodzaje wektorów używanych do klonowania w organizmach prokariotycznych i eukariotycznych. Subklonowanie DNA. Budowa wektora plazmidowego. Zastosowanie endonukleaz restrykcyjnych w analizie DNA. Hydroliza restrykcyjna plazmidowego DNA. Teoria: Elektroforeza DNA w żelu agarozowym. Analiza mapy restrykcyjnej rekombinanta w celu określenia spodziewanej wielkości produktów hydrolizy restrykcyjnej - zasada oceny wielkości otrzymanych fragmentów DNA (porównanie z markerem wielkości; zasady wyznaczania krzywej kalibracyjnej i jej zastosowanie do określenia długości liniowych fragmentów DNA).
Przygotowanie żelu agarozowego, elektroforeza fragmentów plazmidowego DNA, detekcja DNA w świetle UV, analiza wyników (porównanie migracji nie trawionego plazmidu z obrazem produktów jego trawienia; ocena wielkości otrzymanych fragmentów DNA). Teoria: Najczęściej stosowane metody uzyskiwania fragmentów DNA na skalę preparatywną. Ligacja, transformacja i analiza rekombinantów. Izolacja i oczyszczanie DNA z żelu agarozowego z zastosowaniem selektywnych membran kompozytowych zawierających SiO 2. Teoria: Charakterystyka klonów. Sekwencjonowanie kwasów nukleinowych. Łańcuchowa reakcja polimeryzacji (przebieg reakcji, przygotowanie matrycy, projektowanie starterów, polimerazy termostabilne, zasady planowania eksperymentu i optymalizacja przebiegu reakcji). Zastosowania PCR. Oznaczenie płci na podstawie materiału biologicznego - amplifikacja PCR insercji Alu na ludzkim chromosomie X. Teoria: Organizacja klonowanych genów. Mutageneza klonowanych genów. Zastosowanie klonowania. Nadekspresja białka w komórkach Escherichia coli. Analiza jakościowa białka elektroforeza w żelu poliakrylamidowym w warunkach denaturujących (SDS-PAGE). Teoria: Wprowadzenie do bioinformatyki. Zapoznanie studentów z funkcjonowaniem i możliwościami wybranych baz danych i programów służących do analizy struktury i funkcji makromolekuł biologicznych (ćwiczenia w pracowni komputerowej). 3.3 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 egzamin pisemny, kolokwium w, ćw.
EK_ 04 EK_08 kolokwium, sprawozdania z ćwiczeń, obserwacja w trakcie zajęć. ćw. 4.2 Warunki zaliczenia przedmiotu (kryteria oceniania) Ćwiczenia - zaliczenie z oceną: o zaliczeniu decydują: obecność na zajęciach, sporządzenie sprawozdań z poszczególnych ćwiczeń oraz oceny z kolokwiów (>50% maksymalnej liczby punktów z kolokwium wymagane jest do jego zaliczenia). Wykład - egzamin pisemny: egzamin składa się z dwóch części: testowej i otwartej; o ocenie pozytywnej z przedmiotu decyduje liczba uzyskanych punktów (>50% maksymalnej liczby punktów): dst 52%, dst plus 60 %, db 69%, db plus 82%, bdb 91%. 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 50 przygotowanie do zajęć 14 udział w konsultacjach czas na napisanie sprawozdań 6 przygotowanie do egzaminu 30 udział w egzaminie 2 Inne (jakie?) SUMA GODZIN 102 SUMARYCZNA LICZBA PUNKTÓW ECTS 4 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, 2012. Biologia molekularna w medycynie J. Bal (red.), wydanie trzecie zm., Wydawnictwo Naukowe PWN, 2013. Biochemia Berg J.M., Tymoczko L., Stryer L. PWN, Warszawa, wydanie 6., 2009. Biochemia - krótkie wykłady Hames B.D., Hooper N.M., wydanie trzecie popr., Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2012.
Literatura uzupełniająca: Lehninger Principles of Biochemistry, D. L. Nelson, M. M. Cox; W. H. Freeman 5. edycja, 2008. Genomes 2nd edition T. A. Brown, Garland Science, 2002. http://ncbi.nlm.nih.gov./books/bv.fcgi?rid=genomes Akceptacja Kierownika Jednostki lub osoby upoważnionej