Wydział Nauk o Żywności i Rybactwa - Mikrobiologia (S2)
Sylabus przedmiotu Proteomika:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Mikrobiologia | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | drugiego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | magister inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Proteomika | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Fizjologii, Cytobiologii i Proteomiki | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Małgorzata Ożgo <Malgorzata.Ozgo@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | Alicja Dratwa-Chałupnik <Alicja.Dratwa-Chalupnik@zut.edu.pl>, Agnieszka Herosimczyk <Agnieszka.Herosimczyk@zut.edu.pl>, Adam Lepczyński <Adam.Lepczynski@zut.edu.pl>, Katarzyna Michałek <Katarzyna.Michalek@zut.edu.pl> | ||
| ECTS (planowane) | 3,0 | ECTS (formy) | 3,0 |
| Forma zaliczenia | egzamin | Język | polski |
| Blok obieralny | — | Grupa obieralna | — |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Podstawowa wiedza z zakresu biochemii. |
| W-2 | Podstawowa wiedza z zakresu biologii komórki. |
| W-3 | Podstawowe wiedza z zakresu genetyki. |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Głownym celem prowadzonych zajeć jest przekazanie studentow miedzy z zakresu dziedziny proteomiki, jej zastosowania w badaniu czynności organizmów. |
| C-2 | Przekazanie wiedzy na temat podstawowych technik analitycznych wykorzystywanych w badaniach proteomicznych (elektroforeza 1-, 2-D, western-blot, spektrometria mas) oraz detekcji, archiwizacji i analizy bioinformatycznej obrazów żeli. |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Cel analizy proteomu i identyfikacji białek, przygotowanie materiału biologicznego, liza komórek, bufory lizujące (czynniki chaotropowe, detergenty, czynniki redukujące, amfolity), metody oczyszczania złożonych preparatów biologicznych, metody precypitacji białek. 1. Liza tkanek i przygotowanie prób do analiz z użyciem homogenizatora kulkowego. 2. Usuwanie białek wysokokopijnych z osocza krwi z wykorzystaniem chromatografi powinowactwa lub kombinatorycznych bibliotek heksapeptydów. | 4 |
| T-L-2 | Podstawowe składniki żeli poliakrylamidowych, żele gradientowe, elektroforeza w warunkach denaturujących SDS-PAGE, technika przygotowania i wykorzystania żeli zminiaturyzowanych, czynniki wpływające na rozdział białek 1. Przygotowanie prób do elektroforezy SDS-PAGE oraz ich rozdział z wykorzystaniem zestawu: MINI- PROTEAN TETRA CELL | 4 |
| T-L-3 | Znaczenie procesu rehydratacji, zasady ogniskowania izoelektrycznego, główne składniki buforu rehydratacyjnego i ich funkcja, znaczenie równoważenia pasków, skład i rola buforu migracyjnego, drugi wymiar elektroforezy 2-DE – rozdział białek w warunkach denaturujących. 1. Przygotowanie ogniskowania izoelektrycznego z wykorzystaniem zestawu: PROTEAN IEF 2. Równoważenie białek po ogniskowaniu izoelektrycznym 3. Rozdiał białek w gradiencie mas cząsteczkowych. | 4 |
| T-L-4 | Transfer białek z żelu na błonę, rodzaje błon do transferu, transfer „mokry” i „półsuchy”, czynniki wpływające na wydajność transferu, immunobloting. 1. Przygotowanie buforu do transferu. 2. Dokonanie transferu półsuchego białek na błonę nitrocelulozową przy użyciu zestawu: TRANS–BLOT SEMI–DRY 3. Wizualizacja i zapis obrazu blotow z użyciem systemu do archiwizacji VersaDoc 4000 MP | 4 |
| T-L-5 | Detekcja białek. Archiwizacja obrazów żeli 1- oraz 2-D. Zasady porównania proteomów i identyfikacji różnic w profilach białkowych, analiza ilościowa i jakościowa, podstawowe testy statystyczne. 1. Barwienie żeli 1-D i 2-D (uzyskanych podczas cwiczeń) z użyciem błękitu coomassie R-250; G-250. 2. Cyfrowy zapis żeli barwionych z użyciem różnych technik detekcji białek. | 6 |
| T-L-6 | Zasady desorpcji/jonizacji laserowej wspomaganej matrycą (MALDI) z detekcją czasu przelotu (TOF), enzymy proteolityczne stosowane w przygotowywaniu próbek do identyfikacji przy użyciu spektrometru mas, rola matrycy stosowanej w technikach MALDI, techniki nakładania prób na płytki do MS. 1. Wycinanie z żelu poliakryloamidowego spotów białkowych manualnie oraz z wykorzystaniem Spot Cutter EXQuest. 2. Przygotowanie spotów białkowych do analizy spektrometrii masowej. 3. Przygotowanie wybranych szczepów bakteryjnych do analizy z użyciem spektrometru masowego. | 4 |
| T-L-7 | Bioinformatyczne bazy danych, zasady identyfikacji białek, metoda „odcisku palca” mapy peptydowej. 1. Jonizacja i odczyt widm masowych z wykorzystaniem programu flexControl. 2. Analiza uzyskanych widm masowych przy użyciu flexAnalysis. 3. Porównywanie uzyskanych widm z obrazami dostępnymi w bazach danych przy użyciu oprogramowania bioTools. 4. Analiza uzyskanych wyników w kontekście przygotowania referencyjnych map białkowych. | 2 |
| T-L-8 | Zaliczenie zajęć | 2 |
| 30 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Proteomika jako wyzwanie współczesnej nauki: Definicja proteomu. Czym jest proteomika i jakie stawia sobie cele badawcze we współczesnej nauce. Aminokwasy występujące w białkach. Biologiczne znaczenie potranslacyjnych modyfikacji białek. Stabilizacja struktury białkowej. Termodynamiczne prawa wpływające na przyjmowanie określonych konformacji białek. Efekt hydrofobowy, tworzenie mostków wodorowych oraz entropia konfiguracyjna jako główne siły stabilizujące strukturę białkową. | 4 |
| T-W-2 | Przygotowanie prób do analiz proteomicznych | 4 |
| T-W-3 | Metody rozdziału białek – techniki żelowe: Matryce rozdzielające wykorzystywane w elektroforezie. Elektroforeza bibułowa. Elektroforeza w żelu agarozowym. Elektroforeza jednowymiarowa w żelu poliakrylamidowym (SDS-PAGE). Elektroforeza natywna. Elektroforeza dwuwymiarowa w żelu poliakrylamidowym. Dwukierunkowa elektroforeza radialna. | 6 |
| T-W-4 | Metody detekcji białek: błękit Coomassie G-250; R-250, sole srebra, sole cynku i miedzi, autoradiografia, fluorografia, barwniki fluoroscencyjne. Analizy oparte na dwuwymiarowej fluorescencyjnej elektroforezie różnicowej 2D-DIGE. Metody zapisu obrazów żeli po detekcji (densytometry optyczne; kalibrowane; laserowe). Rodzaje programów do analizy obrazów żeli 2-D oraz ogólna zasada ich zastosowania. | 4 |
| T-W-5 | Zastosowanie i identyfikacja białek z użyciem techniki Western-Blot. Przygotowanie próby. Metody transferu. Inkubacja z przeciwciałami. Wizualizacja | 4 |
| T-W-6 | Zastosowanie spektrometrii mas w identyfikacji białek. Wprowadzenie (rys historyczny, podstawowe pojęcia, rodzaje spektrometrów mas i ich możliwości analityczne). Metody jonizacji (krótka charakterystyka, szczegółowe omówienie jonizacji/desorpcji laserowej wspomaganej matrycą – MALDI). Analizatory (rodzaje, szczegółowa charakterystyka analizatora czasu przelotu – TOF). | 4 |
| T-W-7 | Główne gałęzie proteomiki: strukturalna, ilościowa, funkcjonalna oraz kliniczna. Proteomika w diagnozowaniu i prognozowaniu procesów biologicznych – innowacyjne narzędzia poznawania czynności organizmu w stanie zdrowia i procesu chorobowego. Znaczenie identyfikacji i charakterystyki białek oraz różnic w profilach białkowych w zależności od wieku, stanu fizjologicznego, działania leków i in. Znaczenie badań proteomicznych w aspekcie analizy jakości i autentykacji produktów pochodzenia zwierzecego i roślinnego. Możliwości zastosowania proteomiki do rozwiązywania problemów praktycznych w obszarach: biologii, biotechnologii, rolnictwa, medycyny, ochrony zdrowia oraz towaroznawstwa. | 4 |
| 30 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | Udział studenta w ćwiczeniach laboratoryjnych | 30 |
| A-L-2 | Samodzielne studiowanie tematyki ćwiczeń laboratoryjnych. | 7 |
| 37 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | Uczestnictwo w wykładach. | 30 |
| A-W-2 | Samodzielne studiowanie tematyki wykładów. | 2 |
| A-W-3 | Przygpotowanie do egzaminu | 3 |
| A-W-4 | Udział w egzaminie | 2 |
| 37 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny prezentujący zagadnienia teoretyczne. |
| M-2 | Prezentacja multimedialna z wykorzystaniem komputera i projektora multimedialnego. |
| M-3 | Praca w grupach. |
| M-4 | Dyskusja dydaktyczna. |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie ćwiczeń laboratoryjnych (konspekty) |
| S-2 | Ocena podsumowująca: Pisemne zaliczenie tematyki wykładów. |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MS_2A_PO6-2_W01 Student zna i rozumie w pogłębionym stopniu zagadnienia proteomiki i jej zastosowania w badaniu czynności organizmu. | MS_2A_W02 | — | — | C-1 | T-W-5, T-W-3, T-W-1, T-W-7, T-W-6, T-W-4, T-W-2 | M-2, M-1, M-4 | S-2 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MS_2A_PO6-2_U01 Student potrafi zastosować właściwe techniki proteomiczne (elektroforeza 1-, 2-D, western-blot, spektrometria mas), a także główne strategie analiz proteomicznych. Potrafi określić jakie narzędzia są niezbedne do określenia różnic w ekspresji białek pomiedzy profilami białkowymi. | MS_2A_U03 | — | — | C-2 | T-L-6, T-L-7, T-L-1, T-L-3, T-L-4, T-L-2, T-L-5 | M-3, M-4 | S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - inne kompetencje społeczne i personalne
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| MS_2A_PO6-2_K02 Jest gotów do odpowiedzialnej i bezpiecznej pracy w zespole | MS_2A_K03 | — | — | C-2 | T-L-6, T-L-7, T-L-1, T-L-3, T-L-4, T-L-2, T-L-5 | M-3, M-4 | S-1 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| MS_2A_PO6-2_W01 Student zna i rozumie w pogłębionym stopniu zagadnienia proteomiki i jej zastosowania w badaniu czynności organizmu. | 2,0 | - nie potrafi zdefiniować podstawowych pojęć - w zakresie stosunku do wiedzy wykazuje obojętność - w zakresie wyrażania wiedzy popełnia bardzo dużo błędów merytorycznych |
| 3,0 | Student w stopniu dostatecznym opanował materiał programowy | |
| 3,5 | - w zakresie wiedzy opanował podstawowy materiał programowy - wykazuje zrozumienie podstawowych zagadnień - w zakresie opanowania wiedzy przyswoił zasadnicze treści programowe - w zakresie stosunku do wiedzy wykazuje średnie zainteresowanie - w zakresie wyrażania wiedzy popełnia wiele błędów | |
| 4,0 | - w zakresie wiedzy opanował prawie cały materiał programowy - w zakresie rozumienia wiedzy opanował poprawnie cały zakresu materiału - w zakresie opanowania wiedzy przyswoił zasadnicze treści programowe prawie dokładnie - w zakresie stosunku do wiedzy wykazuje duże zainteresowanie - w zakresie wyrażania wiedzy popełnia sporadycznie błędy | |
| 4,5 | - w zakresie wiedzy opanował cały materiał programowy - w zakresie rozumienia wiedzy opanował wszystkie treści programowe - w zakresie stosunku do wiedzy wykazuje duże zainteresowanie - w zakresie wyrażania wiedzy nie popełnia błędów | |
| 5,0 | - w zakresie wiedzy wykracza poza materiał programowy - w zakresie rozumienia wiedzy opanował wszystkie treści programowe - w zakresie stosunku do wiedzy wykazuje duże zainteresowanie i ciekawość poznawczą - w zakresie wyrażania wiedzy nie popełnia błędów |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| MS_2A_PO6-2_U01 Student potrafi zastosować właściwe techniki proteomiczne (elektroforeza 1-, 2-D, western-blot, spektrometria mas), a także główne strategie analiz proteomicznych. Potrafi określić jakie narzędzia są niezbedne do określenia różnic w ekspresji białek pomiedzy profilami białkowymi. | 2,0 | Student: nie potrafi poradzić sobie samodzielnie z trudnościami mogącymi pojawić się na każdym z etapów przygotowanie zleconej pracy, nie operuje wiedzą kontekstową. |
| 3,0 | Student w stopniu dostatecznym potrafi zastosować właściwe techniki proteomiczne | |
| 3,5 | Student: potrafi poradzić sobie, z nieznaczną pomocą nauczyciela, z wybranymi trudnościami związanymi z procesem przygotowania zleconej pracy. | |
| 4,0 | Student: samodzielnie radzi sobie z podstawowymi trudnościami związanymi z procesem wykonania zleconej pracy | |
| 4,5 | Student: samodzielnie rozwiązuje postawione problemy i radzi sobie z trudnościami związanymi z procesem wykonania zleconej pracy | |
| 5,0 | Student: samodzielnie rozwiązuje postawione problemy i radzi sobie w pełni z trudnościami związanymi z procesem wykonania zleconej pracy; swobodnie porusza się w danej tematyce i prawidłowo wykorzystuje materiały źródłowe |
Kryterium oceny - inne kompetencje społeczne i personalne
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| MS_2A_PO6-2_K02 Jest gotów do odpowiedzialnej i bezpiecznej pracy w zespole | 2,0 | |
| 3,0 | Student w stopniu dostatecznym ma świadomość odpowiedzialnej pracy w laboratorium | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Paweł Nawrotek, NANOBIOINŻYNIERIA W PRAKTYCE Wybrane zagadnienia, Wydawnictwo Uczelniane Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie, Szczecin, 2021, ISBN: 978-83-7663-321-3
- Skrzypczak W.F., Proteomika. Wybrane zagadnienia., Wydawnictwo Zapol, Szczecin, 2011
- Kra A., Silberring J., Proteomika, Wydawnictwo EJB, Kraków, 2004, Wydanie I
- Kraj A., Drabik A., Silberring J., Proteomika i metabolomika, Wydawnictwo Uniwersytetu Warszawskiego, Warszawa, 2011, pierwsze
Literatura dodatkowa
- Doonan T.A., Białka i peptydy., PWN, Warszawa, 2008
- Suder P., Silberring J., Spektrometria mas., Wydawnictwo UJ, Kraków, 2006, Wydanie I