Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Wydział Biotechnologii i Hodowli Zwierząt - Biotechnologia (S1)

Sylabus przedmiotu Biologia molekularna:

Informacje podstawowe

Kierunek studiów Biotechnologia
Forma studiów studia stacjonarne Poziom pierwszego stopnia
Tytuł zawodowy absolwenta inżynier
Obszary studiów charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK
Profil ogólnoakademicki
Moduł
Przedmiot Biologia molekularna
Specjalność przedmiot wspólny
Jednostka prowadząca Katedra Genetyki, Hodowli i Biotechnologii Roślin
Nauczyciel odpowiedzialny Piotr Masojć <Piotr.Masojc@zut.edu.pl>
Inni nauczyciele Paweł Milczarski <Pawel.Milczarski@zut.edu.pl>, Beata Myśków <Beata.Myskow@zut.edu.pl>
ECTS (planowane) 5,0 ECTS (formy) 5,0
Forma zaliczenia egzamin Język polski
Blok obieralny Grupa obieralna

Formy dydaktyczne

Forma dydaktycznaKODSemestrGodzinyECTSWagaZaliczenie
laboratoriaL3 15 1,00,29zaliczenie
wykładyW3 20 3,00,42egzamin
ćwiczenia audytoryjneA3 15 1,00,29zaliczenie

Wymagania wstępne

KODWymaganie wstępne
W-1biochemia
W-2genetyka ogólna

Cele przedmiotu

KODCel modułu/przedmiotu
C-1Uzyskanie wiedzy teoretycznej na temat mechanizmów molekularnych procesów życiowych zachodzących w komórce Pro- i Eukariotycznej oraz podstawowych metod analizy DNA, RNA i białek.
C-2Zapoznanie się teoretyczne i praktyczne z podstawowymi technikami stosowanymi w biologii molekularnej.

Treści programowe z podziałem na formy zajęć

KODTreść programowaGodziny
ćwiczenia audytoryjne
T-A-1Metody izolacji DNA i RNA z tkanek stałych, płynnych, kultur zawiesinowych. Techniki homogenizacji materiału biologicznego. Ocena koncentracji i czystości wyizolowanych kwasów nukleinowych. Problemy w izolacji kw. nukleinowych z tkanek zwierzęcych, roślinnych, mikroorganizmów, żywności przetworzonej, gleby.2
T-A-2Podstawy teoretyczne reakcji łańcuchowej polimerazy. Rodzaje i charakterystyka polimeraz wykorzystywane w reakcji amplifikacji DNA. Zasady projektowania starterów do reakcji PCR.2
T-A-3Rozdziały kwasów nukleinowych w żelach agarozowych i poliakrylamidowych. Podstawy elektroforezy. Rodzaje i właściwości agaroz oraz buforów stosowanych w rozdziałach DNA i RNA.2
T-A-4Enzymy stosowane w biologii molekularnej, podział i charakterystyka. Własciwości enzymów restrykcyjnych, ligaz, polimeraz, topoizomeraz i innych.2
T-A-5Poznawanie budowy genów. Metody sekwencjonowania. Wykonanie odczytu sekwencji DNA, dopisanie nici komplementarnej.2
T-A-6Transkrypcja DNA do RNA. Przeprowadzenie symulacji transkrypcji i translacji na podstawie otrzymanych sekwencji. Wprowadzenie mutacji punktowej do sekwencji i obserwacja zmian w sekwencji aminokwasów. Interretacja wyników i opis typu mutacji na poziomie polipeptydu.2
T-A-7Sposoby analizy ekspresji genów. Obserwacja ekspresji wybranego genu w aparacie do RealTime PCR.2
T-A-8Pisemny sprawdzian z ćwiczeń audytoryjnych i laboratoryjnych1
15
laboratoria
T-L-1Homogenizacja tkanek liofilizowanych. Izolacja DNA z tkanek roślinnych przy użyciu metody chlorofomowo-fenolowej i kolumienkowej. Ocena koncentracji i czystości DNA na spektrofotometrze.4
T-L-2Przeprowadzenie reakcji PCR z użyciem wyizolowanego wcześniej DNA przy zastosowaniu specyficznych starterów. Spektrofotometryczna ocena koncentracji produktów PCR4
T-L-3Rozdział produktów PCR w żelu agarozowym. Obserwacja wyniku. Interpretacja elektroforegramów4
T-L-4Metody transferu DNA, RNA i białek na membrany nylonowe. Wykonanie transferu typu Southern metodą kapilarną. Obserwacja autoradiogramów i interpretacja wyników.3
15
wykłady
T-W-1Relacje między funkcją molekularną i genetyczną a budową DNA i RNA: DNA jako nośnik informacji genetycznej, zjawisko hybrydyzacji cząsteczek DNA, oddziaływania DNA z białkami, specyficzne funkcje różnych rodzajów RNA w procesach molekularnych, struktury molekularne złożone z RNA i białek i ich funkcje, rybozymy.1
T-W-2Struktura molekularna genomu Prokaryota: budowa chromosomu bakteryjnego, budowa i funkcje plazmidów, struktura genów u Prokaryota, mechanizmy molekularne przekazu informacji genetycznej w drodze koniugacji, mechanizmy molekularne infekcji fagowej, mechanizmy molekularne obrony bakterii przed fagami, mechanizm molekularny transformacji bakterii, mechanizm molekularny transdukcji.2
T-W-3Struktura molekularna genomu Eukaryota: struktura chromosomu, nukleosomy, kod histonowy, sekwencje kodujące i niekodujące, sekwencje powtarzalne, elementy ruchome, mozaikowa budowa genów, struktura genów, rodziny genowe, pseudogeny, struktura DNA pozajądrowego.2
T-W-4Mechanizmy molekularne replikacji DNA: inicjacja replikacji, replikony, rola poszczególnych enzymów i białek uczestniczących w replikacji, nić wiodąca i nic opóźniona, fragmenty Okazaki, różnice w mechanizmach replikacji Prokaryota i Eukaryota, polimerazy DNA - budowa, funkcje w replikacji i naprawie DNA.1
T-W-5Mechanizmy molekularne rekombinacji DNA, naprawy DNA i transpozycji: mechanizm molekularny rekombinacji między chromatydami, mechanizm rekombinacji przy integracji plazmidu do chromosomu, mechanizm rekombinacji przy integracji faga do DNA chromosomalnego, systemy naprawcze DNA i uczestniczące w nich enzymy, rodzaje i budowa transpozonów oraz mechanizmy molekularne ich przemieszczania.2
T-W-6Mechanizmy molekularne w procesie transkrypcji: budowa elementów regulatorowych i promotora w aspekcie zapewnienia inicjacji transkrypcji genu, czynniki transkrypcyjne, polimerazy RNA i związane z nimi mechanizmy transkrypcji, nić sensowna i nić antysensowna, terminacja transkrypcji, obróbka mRNA, sekwencje styku intron-egzon, mechanizmy wycinania intronów, alternatywny splicing, rola cap i ogonka poli-A w funkcjonalności mRNA, redagowanie mRNA, transport mRNA do cytoplazmy.2
T-W-7Mechanizmy molekularne translacji: etapy biosyntezy białka i uczestniczące w niej struktury molekularne, rola syntetaz aminoacylo-tRNA w przyporządkowaniu aminokwasu do sekwencji kodonowej, znaczenie właściwości kodu genetycznego dla przebiegu translacji, przemiany prowadzące do przekształcenia polipeptydu w funkcjonalne białko, rola peptydu sygnałowego, mechanizm molekularny działania proteasomu.2
T-W-8Mechanizmy molekularne regulacji ekspresji genów: operony, regulony, mechanizmy molekularne udostępniania obszarów chromatyny do transkrypcji, znaczenie histonów i mechanizmów epigenetycznych, budowa białek regulatorowych i molekularny mechamnizm ich oddziaływań z DNA, kinazy, kaskady sygnałowe, regulacja na poziomie potranskrypcyjnym, rola micro-RNA w regulacji ekspresji genów, mechanizm wyciszania genów RNAi.2
T-W-9Mechanizmy molekularne morfogenezy i determinacji płci: geny kierujące morfogenezą kwiatu i organów roślinnych, kaskady genów sterujące segmentacją ciała owadów i ssaków, geny homeotyczne, mechanizmy determinacji płci u Drosophila i ssaków, działanie genu Sry, zaburzenia w morfogenezie i rozwoju cech płciowych.2
T-W-10Molekularne mechanizmy procesu nowotworzenia: charakterystyka onkogenów, charakterystyka genów supresorowych, ciągi mutacji w genomie prowadzące do transformacji nowotworowej komórki, rola genów p53 i brca1 w nowotworzeniu, różnice w mechanizmach powstawania nowotworów dziedzicznych i niedziedzicznych, mechanizmy obronne organizmu przed nowotworzeniem, wirusy jako źródło onkogenów.2
T-W-11Teoretyczne podstawy metod analizy DNA, RNA i białek stosowanych w biologii molekularnej: analiza restrykcyjna DNA, wykorzystanie hybrydyzacji DNA do identyfikacji genetycznej na przykładzie metody RFLP, northern blotting, wykorzystanie metody western blotting do identyfikacji genetycznej na podstawie składu białek, wykorzystanie metod generowania markerów molekularnych z użyciem PCR do ustalania ojcostwa i stwierdzania różnic genetycznych.2
20

Obciążenie pracą studenta - formy aktywności

KODForma aktywnościGodziny
ćwiczenia audytoryjne
A-A-1Uczestnictwo w ćwiczeniach15
A-A-2Przygotowanie się do zajęć.5
A-A-3Przygotowanie się do sprawdzianu.10
30
laboratoria
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach.15
A-L-2Przygotowywanie się do zajęć5
A-L-3Przygotowywanie się do sprawdzianu10
30
wykłady
A-W-1Uczestnictwo w wykładach20
A-W-2Praca samodzielna z podręcznikiem i notatkami nad bieżącym przyswajaniem wiedzy z wykładów40
A-W-3Przygotowanie się do egzaminu pisemnego z całości wykładów28
A-W-4napisanie testu egzaminującego2
90

Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne

KODMetoda nauczania / narzędzie dydaktyczne
M-1wykład informacyjny przedstawiający wiedzę teoretyczną
M-2prezentacja multimedialna z użyciem komputera i rzutnika
M-3dyskusja panelowa nad wybranym problemem
M-4ćwiczenia laboratoryjne.
M-5ćwiczenia przedmiotowe i wykonanie zadań praktycznych

Sposoby oceny

KODSposób oceny
S-1Ocena podsumowująca: Po zakończeniu cyklu wykładów przewidziany jest test pisemny złożony z 50 pytań szczegółowych wymagających krótkich lecz precyzyjnych odpowiedzi
S-2Ocena podsumowująca: pisemny sprawdzian zaliczeniowy z części audytoryjnej i laboratoryjnej.
S-3Ocena podsumowująca: obserwacja pracy na ćwiczeniach laboratoryjnych

Zamierzone efekty uczenia się - wiedza

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
BT_1A_BT-S-C5_W01
Objaśnia podstawowe procesy biologii molekularnej oraz opisuje zasady podstawowych analiz DNA, RNA i białek.
BT_1A_W07, BT_1A_W08C-1T-W-3, T-W-2, T-W-5, T-W-7, T-W-8, T-W-9, T-W-10, T-W-1, T-W-4, T-W-6, T-W-11M-1, M-2, M-3S-1
BT_1A_BT-S-C5_W02
Zna podstawowe techniki laboratoryjne stosowane w biologii molekularnej.
BT_1A_W10C-2T-A-7, T-A-3, T-A-4, T-A-5, T-A-6, T-A-1, T-A-2M-4, M-5S-3

Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
BT_1A_BT-S-C5_U01
Student umie określić użyteczność podstawowych technik molekularnych, zaprojektować i zaplanować proste eksperymenty i wnioskować na podstawie otrzymanych wyników.
BT_1A_U05C-2T-A-7, T-A-3, T-A-4, T-A-5, T-A-6, T-A-1, T-A-2, T-L-2, T-L-3, T-L-4, T-L-1M-4, M-5S-2

Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne

Zamierzone efekty uczenia sięOdniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówOdniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształceniaOdniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżynieraCel przedmiotuTreści programoweMetody nauczaniaSposób oceny
BT_1A_BT-S-C5_K01
Student rozumie potrzebę pogłębiania wiedzy z zakresu szczegółowych mechanizmów molekularnych. Jest świadomy potrzeby połączenia wiedzy teoretycznej i praktycznej. Uczy sie pracy zespołowej przy wykonywaniu prac laboratoryjnych.
BT_1A_K01C-1, C-2T-A-7, T-A-3, T-A-4, T-A-5, T-A-6, T-A-1, T-A-2, T-W-11M-4, M-5, M-3S-3

Kryterium oceny - wiedza

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
BT_1A_BT-S-C5_W01
Objaśnia podstawowe procesy biologii molekularnej oraz opisuje zasady podstawowych analiz DNA, RNA i białek.
2,0student nie potrafi w najprostszym zakresie objaśnić podstawowych procesów biologii molekularnej
3,0student wykazuje podstawową wiedzę na temat omawianych procesów biologii molekularnej
3,5student objaśnia podstawowe procesy biologii molekularnej i metody analizy DNA, RNA i białek w zadowalającym stopniu
4,0student szczegółowo objaśnia omawiane procesy biologii molekularnej
4,5student szczegółowo objasnia omawiane procesy biologii molekularnej i omawia zasady analizy DNA, RNA i białek
5,0student wykazuje dogłębną wiedzę na temat omawianych procesów biologii molekularnej i metod analizy DNA, RNA i białek
BT_1A_BT-S-C5_W02
Zna podstawowe techniki laboratoryjne stosowane w biologii molekularnej.
2,0student nie zna podstawowych technik stosowanych w biologii molekularnej
3,0student zna podstawowe techniki biologii molekularnej, umie wykazać ich zastosowanie w stopniu podstawowym
3,5student zna podstawowe techniki biologii molekularnej, umie wykazać ich zastosowanie w stopniu dostatecznym
4,0student zna podstawowe techniki biologii molekularnej, umie wykazać ich zastosowanie w stopniu dobrym
4,5student zna podstawowe techniki biologii molekularnej, umie wykazać ich zastosowanie w stopniu bardzo dobrym
5,0student zna podstawowe techniki biologii molekularnej, umie wykazać ich zastosowanie w stopniu znakomitym

Kryterium oceny - umiejętności

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
BT_1A_BT-S-C5_U01
Student umie określić użyteczność podstawowych technik molekularnych, zaprojektować i zaplanować proste eksperymenty i wnioskować na podstawie otrzymanych wyników.
2,0nie umie zaplanować prostych eksperymentów
3,0umie zaplanować proste eksperymenty
3,5umie zaplanować proste eksperymenty i jeden bardziej złożony
4,0planuje mniej lub bardziej złożone eksperymenty
4,5planuje i potrafi realizować omawiane eksperymenty
5,0planuje i potrafi realizować w sposób biegły omawiane eksperymenty

Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne

Efekt uczenia sięOcenaKryterium oceny
BT_1A_BT-S-C5_K01
Student rozumie potrzebę pogłębiania wiedzy z zakresu szczegółowych mechanizmów molekularnych. Jest świadomy potrzeby połączenia wiedzy teoretycznej i praktycznej. Uczy sie pracy zespołowej przy wykonywaniu prac laboratoryjnych.
2,0student nie pogłębia swojej wiedzy na temat mechanizmów molekularnych i technik analizy DNA i RNA
3,0student pogłębia wiedzę na temat mechanizmów molekularnych i technik analizy DNA na bazie podręczników
3,5student pogłębia wiedzę na temat mechanizmów molekularnych i technik analizy DNA i RNA na bazie podręczników i informacji dostępnych w internecie
4,0student pogłębia wiedzę na temat mechanizmów molekularnych i technik analizy DNA na bazie publikacji naukowych wydawanych w kraju
4,5student pogłębia wiedzę na temat omawianych mechanizmów molekularnych i technik analizy DNA i RNA na bazie publikacji światowych
5,0student pogłębia wiedzę w zakresie wszystkich omawianych mechanizmów molekularnych i technik analizy DNA i RNA na bazie publikacji światowych i baz danych

Literatura podstawowa

  1. Lizabeth Alison, Podstawy biologii molekularnej, Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa, 2009
  2. P.C. Turner, A.G. McLennan, A.D. Bates, MRH White, Biologia molekularna. Krótkie wykłady, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2004
  3. T.A. Brown, Genomy, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2009
  4. Słomski R., Analizy DNA, teoria i praktyka, Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, Poznań, 2008

Literatura dodatkowa

  1. P. Węgleński, Genetyka molekularna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2006
  2. J. Baj, Z Markiewicz, Biologia molekularna bakterii, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 2006

Treści programowe - ćwiczenia audytoryjne

KODTreść programowaGodziny
T-A-1Metody izolacji DNA i RNA z tkanek stałych, płynnych, kultur zawiesinowych. Techniki homogenizacji materiału biologicznego. Ocena koncentracji i czystości wyizolowanych kwasów nukleinowych. Problemy w izolacji kw. nukleinowych z tkanek zwierzęcych, roślinnych, mikroorganizmów, żywności przetworzonej, gleby.2
T-A-2Podstawy teoretyczne reakcji łańcuchowej polimerazy. Rodzaje i charakterystyka polimeraz wykorzystywane w reakcji amplifikacji DNA. Zasady projektowania starterów do reakcji PCR.2
T-A-3Rozdziały kwasów nukleinowych w żelach agarozowych i poliakrylamidowych. Podstawy elektroforezy. Rodzaje i właściwości agaroz oraz buforów stosowanych w rozdziałach DNA i RNA.2
T-A-4Enzymy stosowane w biologii molekularnej, podział i charakterystyka. Własciwości enzymów restrykcyjnych, ligaz, polimeraz, topoizomeraz i innych.2
T-A-5Poznawanie budowy genów. Metody sekwencjonowania. Wykonanie odczytu sekwencji DNA, dopisanie nici komplementarnej.2
T-A-6Transkrypcja DNA do RNA. Przeprowadzenie symulacji transkrypcji i translacji na podstawie otrzymanych sekwencji. Wprowadzenie mutacji punktowej do sekwencji i obserwacja zmian w sekwencji aminokwasów. Interretacja wyników i opis typu mutacji na poziomie polipeptydu.2
T-A-7Sposoby analizy ekspresji genów. Obserwacja ekspresji wybranego genu w aparacie do RealTime PCR.2
T-A-8Pisemny sprawdzian z ćwiczeń audytoryjnych i laboratoryjnych1
15

Treści programowe - laboratoria

KODTreść programowaGodziny
T-L-1Homogenizacja tkanek liofilizowanych. Izolacja DNA z tkanek roślinnych przy użyciu metody chlorofomowo-fenolowej i kolumienkowej. Ocena koncentracji i czystości DNA na spektrofotometrze.4
T-L-2Przeprowadzenie reakcji PCR z użyciem wyizolowanego wcześniej DNA przy zastosowaniu specyficznych starterów. Spektrofotometryczna ocena koncentracji produktów PCR4
T-L-3Rozdział produktów PCR w żelu agarozowym. Obserwacja wyniku. Interpretacja elektroforegramów4
T-L-4Metody transferu DNA, RNA i białek na membrany nylonowe. Wykonanie transferu typu Southern metodą kapilarną. Obserwacja autoradiogramów i interpretacja wyników.3
15

Treści programowe - wykłady

KODTreść programowaGodziny
T-W-1Relacje między funkcją molekularną i genetyczną a budową DNA i RNA: DNA jako nośnik informacji genetycznej, zjawisko hybrydyzacji cząsteczek DNA, oddziaływania DNA z białkami, specyficzne funkcje różnych rodzajów RNA w procesach molekularnych, struktury molekularne złożone z RNA i białek i ich funkcje, rybozymy.1
T-W-2Struktura molekularna genomu Prokaryota: budowa chromosomu bakteryjnego, budowa i funkcje plazmidów, struktura genów u Prokaryota, mechanizmy molekularne przekazu informacji genetycznej w drodze koniugacji, mechanizmy molekularne infekcji fagowej, mechanizmy molekularne obrony bakterii przed fagami, mechanizm molekularny transformacji bakterii, mechanizm molekularny transdukcji.2
T-W-3Struktura molekularna genomu Eukaryota: struktura chromosomu, nukleosomy, kod histonowy, sekwencje kodujące i niekodujące, sekwencje powtarzalne, elementy ruchome, mozaikowa budowa genów, struktura genów, rodziny genowe, pseudogeny, struktura DNA pozajądrowego.2
T-W-4Mechanizmy molekularne replikacji DNA: inicjacja replikacji, replikony, rola poszczególnych enzymów i białek uczestniczących w replikacji, nić wiodąca i nic opóźniona, fragmenty Okazaki, różnice w mechanizmach replikacji Prokaryota i Eukaryota, polimerazy DNA - budowa, funkcje w replikacji i naprawie DNA.1
T-W-5Mechanizmy molekularne rekombinacji DNA, naprawy DNA i transpozycji: mechanizm molekularny rekombinacji między chromatydami, mechanizm rekombinacji przy integracji plazmidu do chromosomu, mechanizm rekombinacji przy integracji faga do DNA chromosomalnego, systemy naprawcze DNA i uczestniczące w nich enzymy, rodzaje i budowa transpozonów oraz mechanizmy molekularne ich przemieszczania.2
T-W-6Mechanizmy molekularne w procesie transkrypcji: budowa elementów regulatorowych i promotora w aspekcie zapewnienia inicjacji transkrypcji genu, czynniki transkrypcyjne, polimerazy RNA i związane z nimi mechanizmy transkrypcji, nić sensowna i nić antysensowna, terminacja transkrypcji, obróbka mRNA, sekwencje styku intron-egzon, mechanizmy wycinania intronów, alternatywny splicing, rola cap i ogonka poli-A w funkcjonalności mRNA, redagowanie mRNA, transport mRNA do cytoplazmy.2
T-W-7Mechanizmy molekularne translacji: etapy biosyntezy białka i uczestniczące w niej struktury molekularne, rola syntetaz aminoacylo-tRNA w przyporządkowaniu aminokwasu do sekwencji kodonowej, znaczenie właściwości kodu genetycznego dla przebiegu translacji, przemiany prowadzące do przekształcenia polipeptydu w funkcjonalne białko, rola peptydu sygnałowego, mechanizm molekularny działania proteasomu.2
T-W-8Mechanizmy molekularne regulacji ekspresji genów: operony, regulony, mechanizmy molekularne udostępniania obszarów chromatyny do transkrypcji, znaczenie histonów i mechanizmów epigenetycznych, budowa białek regulatorowych i molekularny mechamnizm ich oddziaływań z DNA, kinazy, kaskady sygnałowe, regulacja na poziomie potranskrypcyjnym, rola micro-RNA w regulacji ekspresji genów, mechanizm wyciszania genów RNAi.2
T-W-9Mechanizmy molekularne morfogenezy i determinacji płci: geny kierujące morfogenezą kwiatu i organów roślinnych, kaskady genów sterujące segmentacją ciała owadów i ssaków, geny homeotyczne, mechanizmy determinacji płci u Drosophila i ssaków, działanie genu Sry, zaburzenia w morfogenezie i rozwoju cech płciowych.2
T-W-10Molekularne mechanizmy procesu nowotworzenia: charakterystyka onkogenów, charakterystyka genów supresorowych, ciągi mutacji w genomie prowadzące do transformacji nowotworowej komórki, rola genów p53 i brca1 w nowotworzeniu, różnice w mechanizmach powstawania nowotworów dziedzicznych i niedziedzicznych, mechanizmy obronne organizmu przed nowotworzeniem, wirusy jako źródło onkogenów.2
T-W-11Teoretyczne podstawy metod analizy DNA, RNA i białek stosowanych w biologii molekularnej: analiza restrykcyjna DNA, wykorzystanie hybrydyzacji DNA do identyfikacji genetycznej na przykładzie metody RFLP, northern blotting, wykorzystanie metody western blotting do identyfikacji genetycznej na podstawie składu białek, wykorzystanie metod generowania markerów molekularnych z użyciem PCR do ustalania ojcostwa i stwierdzania różnic genetycznych.2
20

Formy aktywności - ćwiczenia audytoryjne

KODForma aktywnościGodziny
A-A-1Uczestnictwo w ćwiczeniach15
A-A-2Przygotowanie się do zajęć.5
A-A-3Przygotowanie się do sprawdzianu.10
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - laboratoria

KODForma aktywnościGodziny
A-L-1Uczestnictwo w zajęciach.15
A-L-2Przygotowywanie się do zajęć5
A-L-3Przygotowywanie się do sprawdzianu10
30
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta

Formy aktywności - wykłady

KODForma aktywnościGodziny
A-W-1Uczestnictwo w wykładach20
A-W-2Praca samodzielna z podręcznikiem i notatkami nad bieżącym przyswajaniem wiedzy z wykładów40
A-W-3Przygotowanie się do egzaminu pisemnego z całości wykładów28
A-W-4napisanie testu egzaminującego2
90
(*) 1 punkt ECTS, odpowiada około 30 godzinom aktywności studenta
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięBT_1A_BT-S-C5_W01Objaśnia podstawowe procesy biologii molekularnej oraz opisuje zasady podstawowych analiz DNA, RNA i białek.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówBT_1A_W07Ma ogólną wiedzę z zakresu budowy organizmów żywych oraz zna podstawy biochemiczne, molekularne i komórkowe funkcjonowania organizmów.
BT_1A_W08Ma uporządkowaną wiedzę z zakresu analizy procesów molekularnych, enzymatycznych i fizjologicznych organizmów żywych.
Cel przedmiotuC-1Uzyskanie wiedzy teoretycznej na temat mechanizmów molekularnych procesów życiowych zachodzących w komórce Pro- i Eukariotycznej oraz podstawowych metod analizy DNA, RNA i białek.
Treści programoweT-W-3Struktura molekularna genomu Eukaryota: struktura chromosomu, nukleosomy, kod histonowy, sekwencje kodujące i niekodujące, sekwencje powtarzalne, elementy ruchome, mozaikowa budowa genów, struktura genów, rodziny genowe, pseudogeny, struktura DNA pozajądrowego.
T-W-2Struktura molekularna genomu Prokaryota: budowa chromosomu bakteryjnego, budowa i funkcje plazmidów, struktura genów u Prokaryota, mechanizmy molekularne przekazu informacji genetycznej w drodze koniugacji, mechanizmy molekularne infekcji fagowej, mechanizmy molekularne obrony bakterii przed fagami, mechanizm molekularny transformacji bakterii, mechanizm molekularny transdukcji.
T-W-5Mechanizmy molekularne rekombinacji DNA, naprawy DNA i transpozycji: mechanizm molekularny rekombinacji między chromatydami, mechanizm rekombinacji przy integracji plazmidu do chromosomu, mechanizm rekombinacji przy integracji faga do DNA chromosomalnego, systemy naprawcze DNA i uczestniczące w nich enzymy, rodzaje i budowa transpozonów oraz mechanizmy molekularne ich przemieszczania.
T-W-7Mechanizmy molekularne translacji: etapy biosyntezy białka i uczestniczące w niej struktury molekularne, rola syntetaz aminoacylo-tRNA w przyporządkowaniu aminokwasu do sekwencji kodonowej, znaczenie właściwości kodu genetycznego dla przebiegu translacji, przemiany prowadzące do przekształcenia polipeptydu w funkcjonalne białko, rola peptydu sygnałowego, mechanizm molekularny działania proteasomu.
T-W-8Mechanizmy molekularne regulacji ekspresji genów: operony, regulony, mechanizmy molekularne udostępniania obszarów chromatyny do transkrypcji, znaczenie histonów i mechanizmów epigenetycznych, budowa białek regulatorowych i molekularny mechamnizm ich oddziaływań z DNA, kinazy, kaskady sygnałowe, regulacja na poziomie potranskrypcyjnym, rola micro-RNA w regulacji ekspresji genów, mechanizm wyciszania genów RNAi.
T-W-9Mechanizmy molekularne morfogenezy i determinacji płci: geny kierujące morfogenezą kwiatu i organów roślinnych, kaskady genów sterujące segmentacją ciała owadów i ssaków, geny homeotyczne, mechanizmy determinacji płci u Drosophila i ssaków, działanie genu Sry, zaburzenia w morfogenezie i rozwoju cech płciowych.
T-W-10Molekularne mechanizmy procesu nowotworzenia: charakterystyka onkogenów, charakterystyka genów supresorowych, ciągi mutacji w genomie prowadzące do transformacji nowotworowej komórki, rola genów p53 i brca1 w nowotworzeniu, różnice w mechanizmach powstawania nowotworów dziedzicznych i niedziedzicznych, mechanizmy obronne organizmu przed nowotworzeniem, wirusy jako źródło onkogenów.
T-W-1Relacje między funkcją molekularną i genetyczną a budową DNA i RNA: DNA jako nośnik informacji genetycznej, zjawisko hybrydyzacji cząsteczek DNA, oddziaływania DNA z białkami, specyficzne funkcje różnych rodzajów RNA w procesach molekularnych, struktury molekularne złożone z RNA i białek i ich funkcje, rybozymy.
T-W-4Mechanizmy molekularne replikacji DNA: inicjacja replikacji, replikony, rola poszczególnych enzymów i białek uczestniczących w replikacji, nić wiodąca i nic opóźniona, fragmenty Okazaki, różnice w mechanizmach replikacji Prokaryota i Eukaryota, polimerazy DNA - budowa, funkcje w replikacji i naprawie DNA.
T-W-6Mechanizmy molekularne w procesie transkrypcji: budowa elementów regulatorowych i promotora w aspekcie zapewnienia inicjacji transkrypcji genu, czynniki transkrypcyjne, polimerazy RNA i związane z nimi mechanizmy transkrypcji, nić sensowna i nić antysensowna, terminacja transkrypcji, obróbka mRNA, sekwencje styku intron-egzon, mechanizmy wycinania intronów, alternatywny splicing, rola cap i ogonka poli-A w funkcjonalności mRNA, redagowanie mRNA, transport mRNA do cytoplazmy.
T-W-11Teoretyczne podstawy metod analizy DNA, RNA i białek stosowanych w biologii molekularnej: analiza restrykcyjna DNA, wykorzystanie hybrydyzacji DNA do identyfikacji genetycznej na przykładzie metody RFLP, northern blotting, wykorzystanie metody western blotting do identyfikacji genetycznej na podstawie składu białek, wykorzystanie metod generowania markerów molekularnych z użyciem PCR do ustalania ojcostwa i stwierdzania różnic genetycznych.
Metody nauczaniaM-1wykład informacyjny przedstawiający wiedzę teoretyczną
M-2prezentacja multimedialna z użyciem komputera i rzutnika
M-3dyskusja panelowa nad wybranym problemem
Sposób ocenyS-1Ocena podsumowująca: Po zakończeniu cyklu wykładów przewidziany jest test pisemny złożony z 50 pytań szczegółowych wymagających krótkich lecz precyzyjnych odpowiedzi
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0student nie potrafi w najprostszym zakresie objaśnić podstawowych procesów biologii molekularnej
3,0student wykazuje podstawową wiedzę na temat omawianych procesów biologii molekularnej
3,5student objaśnia podstawowe procesy biologii molekularnej i metody analizy DNA, RNA i białek w zadowalającym stopniu
4,0student szczegółowo objaśnia omawiane procesy biologii molekularnej
4,5student szczegółowo objasnia omawiane procesy biologii molekularnej i omawia zasady analizy DNA, RNA i białek
5,0student wykazuje dogłębną wiedzę na temat omawianych procesów biologii molekularnej i metod analizy DNA, RNA i białek
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięBT_1A_BT-S-C5_W02Zna podstawowe techniki laboratoryjne stosowane w biologii molekularnej.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówBT_1A_W10Posiada pogłębioną wiedzę związaną z posługiwaniem się podstawowymi metodami laboratoryjnymi, technikami i narzędziami inżynierskimi pozwalającymi na wykonywanie technicznych zadań dostosowanych do kierunku biotechnologia.
Cel przedmiotuC-2Zapoznanie się teoretyczne i praktyczne z podstawowymi technikami stosowanymi w biologii molekularnej.
Treści programoweT-A-7Sposoby analizy ekspresji genów. Obserwacja ekspresji wybranego genu w aparacie do RealTime PCR.
T-A-3Rozdziały kwasów nukleinowych w żelach agarozowych i poliakrylamidowych. Podstawy elektroforezy. Rodzaje i właściwości agaroz oraz buforów stosowanych w rozdziałach DNA i RNA.
T-A-4Enzymy stosowane w biologii molekularnej, podział i charakterystyka. Własciwości enzymów restrykcyjnych, ligaz, polimeraz, topoizomeraz i innych.
T-A-5Poznawanie budowy genów. Metody sekwencjonowania. Wykonanie odczytu sekwencji DNA, dopisanie nici komplementarnej.
T-A-6Transkrypcja DNA do RNA. Przeprowadzenie symulacji transkrypcji i translacji na podstawie otrzymanych sekwencji. Wprowadzenie mutacji punktowej do sekwencji i obserwacja zmian w sekwencji aminokwasów. Interretacja wyników i opis typu mutacji na poziomie polipeptydu.
T-A-1Metody izolacji DNA i RNA z tkanek stałych, płynnych, kultur zawiesinowych. Techniki homogenizacji materiału biologicznego. Ocena koncentracji i czystości wyizolowanych kwasów nukleinowych. Problemy w izolacji kw. nukleinowych z tkanek zwierzęcych, roślinnych, mikroorganizmów, żywności przetworzonej, gleby.
T-A-2Podstawy teoretyczne reakcji łańcuchowej polimerazy. Rodzaje i charakterystyka polimeraz wykorzystywane w reakcji amplifikacji DNA. Zasady projektowania starterów do reakcji PCR.
Metody nauczaniaM-4ćwiczenia laboratoryjne.
M-5ćwiczenia przedmiotowe i wykonanie zadań praktycznych
Sposób ocenyS-3Ocena podsumowująca: obserwacja pracy na ćwiczeniach laboratoryjnych
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0student nie zna podstawowych technik stosowanych w biologii molekularnej
3,0student zna podstawowe techniki biologii molekularnej, umie wykazać ich zastosowanie w stopniu podstawowym
3,5student zna podstawowe techniki biologii molekularnej, umie wykazać ich zastosowanie w stopniu dostatecznym
4,0student zna podstawowe techniki biologii molekularnej, umie wykazać ich zastosowanie w stopniu dobrym
4,5student zna podstawowe techniki biologii molekularnej, umie wykazać ich zastosowanie w stopniu bardzo dobrym
5,0student zna podstawowe techniki biologii molekularnej, umie wykazać ich zastosowanie w stopniu znakomitym
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięBT_1A_BT-S-C5_U01Student umie określić użyteczność podstawowych technik molekularnych, zaprojektować i zaplanować proste eksperymenty i wnioskować na podstawie otrzymanych wyników.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówBT_1A_U05Posługuje się podstawowymi zagadnieniami z zakresu budowy, struktury i funkcji komórek organizmów zwierzęcych i roślinnych; potrafi wskazać metody badawcze jakimi mogą być analizowane procesy zachodzące w komórkach; potrafi założyć wybrane hodowle komórkowe i tkankowe.
Cel przedmiotuC-2Zapoznanie się teoretyczne i praktyczne z podstawowymi technikami stosowanymi w biologii molekularnej.
Treści programoweT-A-7Sposoby analizy ekspresji genów. Obserwacja ekspresji wybranego genu w aparacie do RealTime PCR.
T-A-3Rozdziały kwasów nukleinowych w żelach agarozowych i poliakrylamidowych. Podstawy elektroforezy. Rodzaje i właściwości agaroz oraz buforów stosowanych w rozdziałach DNA i RNA.
T-A-4Enzymy stosowane w biologii molekularnej, podział i charakterystyka. Własciwości enzymów restrykcyjnych, ligaz, polimeraz, topoizomeraz i innych.
T-A-5Poznawanie budowy genów. Metody sekwencjonowania. Wykonanie odczytu sekwencji DNA, dopisanie nici komplementarnej.
T-A-6Transkrypcja DNA do RNA. Przeprowadzenie symulacji transkrypcji i translacji na podstawie otrzymanych sekwencji. Wprowadzenie mutacji punktowej do sekwencji i obserwacja zmian w sekwencji aminokwasów. Interretacja wyników i opis typu mutacji na poziomie polipeptydu.
T-A-1Metody izolacji DNA i RNA z tkanek stałych, płynnych, kultur zawiesinowych. Techniki homogenizacji materiału biologicznego. Ocena koncentracji i czystości wyizolowanych kwasów nukleinowych. Problemy w izolacji kw. nukleinowych z tkanek zwierzęcych, roślinnych, mikroorganizmów, żywności przetworzonej, gleby.
T-A-2Podstawy teoretyczne reakcji łańcuchowej polimerazy. Rodzaje i charakterystyka polimeraz wykorzystywane w reakcji amplifikacji DNA. Zasady projektowania starterów do reakcji PCR.
T-L-2Przeprowadzenie reakcji PCR z użyciem wyizolowanego wcześniej DNA przy zastosowaniu specyficznych starterów. Spektrofotometryczna ocena koncentracji produktów PCR
T-L-3Rozdział produktów PCR w żelu agarozowym. Obserwacja wyniku. Interpretacja elektroforegramów
T-L-4Metody transferu DNA, RNA i białek na membrany nylonowe. Wykonanie transferu typu Southern metodą kapilarną. Obserwacja autoradiogramów i interpretacja wyników.
T-L-1Homogenizacja tkanek liofilizowanych. Izolacja DNA z tkanek roślinnych przy użyciu metody chlorofomowo-fenolowej i kolumienkowej. Ocena koncentracji i czystości DNA na spektrofotometrze.
Metody nauczaniaM-4ćwiczenia laboratoryjne.
M-5ćwiczenia przedmiotowe i wykonanie zadań praktycznych
Sposób ocenyS-2Ocena podsumowująca: pisemny sprawdzian zaliczeniowy z części audytoryjnej i laboratoryjnej.
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0nie umie zaplanować prostych eksperymentów
3,0umie zaplanować proste eksperymenty
3,5umie zaplanować proste eksperymenty i jeden bardziej złożony
4,0planuje mniej lub bardziej złożone eksperymenty
4,5planuje i potrafi realizować omawiane eksperymenty
5,0planuje i potrafi realizować w sposób biegły omawiane eksperymenty
PoleKODZnaczenie kodu
Zamierzone efekty uczenia sięBT_1A_BT-S-C5_K01Student rozumie potrzebę pogłębiania wiedzy z zakresu szczegółowych mechanizmów molekularnych. Jest świadomy potrzeby połączenia wiedzy teoretycznej i praktycznej. Uczy sie pracy zespołowej przy wykonywaniu prac laboratoryjnych.
Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiówBT_1A_K01Rozumie molekularne podstawy procesów biotechnologicznych oraz ma świadomość ich empirycznej poznawalności w oparciu o metody matematyczne i statystyczne.
Cel przedmiotuC-1Uzyskanie wiedzy teoretycznej na temat mechanizmów molekularnych procesów życiowych zachodzących w komórce Pro- i Eukariotycznej oraz podstawowych metod analizy DNA, RNA i białek.
C-2Zapoznanie się teoretyczne i praktyczne z podstawowymi technikami stosowanymi w biologii molekularnej.
Treści programoweT-A-7Sposoby analizy ekspresji genów. Obserwacja ekspresji wybranego genu w aparacie do RealTime PCR.
T-A-3Rozdziały kwasów nukleinowych w żelach agarozowych i poliakrylamidowych. Podstawy elektroforezy. Rodzaje i właściwości agaroz oraz buforów stosowanych w rozdziałach DNA i RNA.
T-A-4Enzymy stosowane w biologii molekularnej, podział i charakterystyka. Własciwości enzymów restrykcyjnych, ligaz, polimeraz, topoizomeraz i innych.
T-A-5Poznawanie budowy genów. Metody sekwencjonowania. Wykonanie odczytu sekwencji DNA, dopisanie nici komplementarnej.
T-A-6Transkrypcja DNA do RNA. Przeprowadzenie symulacji transkrypcji i translacji na podstawie otrzymanych sekwencji. Wprowadzenie mutacji punktowej do sekwencji i obserwacja zmian w sekwencji aminokwasów. Interretacja wyników i opis typu mutacji na poziomie polipeptydu.
T-A-1Metody izolacji DNA i RNA z tkanek stałych, płynnych, kultur zawiesinowych. Techniki homogenizacji materiału biologicznego. Ocena koncentracji i czystości wyizolowanych kwasów nukleinowych. Problemy w izolacji kw. nukleinowych z tkanek zwierzęcych, roślinnych, mikroorganizmów, żywności przetworzonej, gleby.
T-A-2Podstawy teoretyczne reakcji łańcuchowej polimerazy. Rodzaje i charakterystyka polimeraz wykorzystywane w reakcji amplifikacji DNA. Zasady projektowania starterów do reakcji PCR.
T-W-11Teoretyczne podstawy metod analizy DNA, RNA i białek stosowanych w biologii molekularnej: analiza restrykcyjna DNA, wykorzystanie hybrydyzacji DNA do identyfikacji genetycznej na przykładzie metody RFLP, northern blotting, wykorzystanie metody western blotting do identyfikacji genetycznej na podstawie składu białek, wykorzystanie metod generowania markerów molekularnych z użyciem PCR do ustalania ojcostwa i stwierdzania różnic genetycznych.
Metody nauczaniaM-4ćwiczenia laboratoryjne.
M-5ćwiczenia przedmiotowe i wykonanie zadań praktycznych
M-3dyskusja panelowa nad wybranym problemem
Sposób ocenyS-3Ocena podsumowująca: obserwacja pracy na ćwiczeniach laboratoryjnych
Kryteria ocenyOcenaKryterium oceny
2,0student nie pogłębia swojej wiedzy na temat mechanizmów molekularnych i technik analizy DNA i RNA
3,0student pogłębia wiedzę na temat mechanizmów molekularnych i technik analizy DNA na bazie podręczników
3,5student pogłębia wiedzę na temat mechanizmów molekularnych i technik analizy DNA i RNA na bazie podręczników i informacji dostępnych w internecie
4,0student pogłębia wiedzę na temat mechanizmów molekularnych i technik analizy DNA na bazie publikacji naukowych wydawanych w kraju
4,5student pogłębia wiedzę na temat omawianych mechanizmów molekularnych i technik analizy DNA i RNA na bazie publikacji światowych
5,0student pogłębia wiedzę w zakresie wszystkich omawianych mechanizmów molekularnych i technik analizy DNA i RNA na bazie publikacji światowych i baz danych