Regulacja ekspresji genów 2600-BM-RGBIOL-3-S1

Poszczególne zagadnienia realizowane będą w formie ćwiczeń poświęconych zarówno podstawowym zagadnieniom związanym z mechanizmami ekspresji genów jak również sposobom ich regulacji. Ponadto, przedmiotem nauczania są zmiany w budowie i funkcjonowaniu komórek zachodzące w różnych stanach chorobowych człowieka, analizowane na poziomie molekularnym i cytomorfologicznym. Na zajęciach laboratoryjnych obserwowane są cechy obrazów mikroskopowych preparatów cytologicznych i histopatologicznych z różnych procesów patologicznych barwionych specjalistycznymi metodami. Analizowane są wyniki reakcji immunohistochemicznych wykrywania określonych molekuł związanych z modyfikacją histonów i/lub regulacją cyklu komórkowego, których poziom zmienia się w komórkach różnych narządów w związku z procesami chorobowymi, z zastosowaniem klasycznej mikroskopii świetlnej lub fluorescencyjnej. Ponadto studenci nabywają umiejętność wykonywania laserowej mikrodyssekcji subpopulacji komórek i pojedynczych komórek z preparatów mikroskopowych do dalszych badań na poziomie molekularnym. Używają sprzętu i oprogramowania komputerowego w zakresie koniecznym do rejestracji i analizy obrazów mikroskopowych oraz laserowej mikrodyssekcji.
Tematyka zajęć:
1. Izolacja różnych frakcji RNA komórkowego. Porównanie technik izolacji umożliwiających uzyskiwanie jednej lub wielu frakcji jednocześnie z jednego homogenatu komórkowego.
2. Elektroforetyczny rozdział izolowanych frakcji RNA. Porównanie migracji w żelu różnych rodzajów RNA oraz wizualna i spektrofotometryczna ocena ilości poszczególnych z nich.
3. Bioinformatyczne modelowanie struktury RNA z zastosowaniem powszechnie dostępnych programów.
4. Analiza akumulacji wybranego miRNA przy użyciu techniki RT-qPCR. Odwrotna transkrypcja niskocząsteczkowego RNA.
5. Reakcja RT-qPCR dla wybranego mRNA badanego genu i referencyjnego jako kontroli ilości RNA w próbie.
6. Zaburzenia genetyczne i epigenetyczne w komórkach nowotworowych.
7. Wybrane enzymy modyfikujące histony oraz regulatory cyklu komórkowego, jako potencjalne molekularne markery nowotworów.
8. Laserowa mikrodyssekcja wybranych komórek z preparatów mikroskopowych do badań zmian genetycznych i epigenetycznych.

Całkowity nakład pracy studenta

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli (35 godz.) : - udział w ćwiczeniach laboratoryjnych 30 h - konsultacje 5 h Czas poświęcony na pracę indywidualna studenta (15 godz.) : - przygotowanie do zajęć laboratoryjnych - 15 h Łącznie: 50 godzin (2 ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza

W1 - Student poznaje związki między zachodzącymi na poziomie materiału genetycznego zaburzeniami funkcjonowania komórek, a stanami chorobowymi tkanek, narządów i całego organizmu - K_W02 W2 - Wykazuje znajomość podstawowych cech poszczególnych stadiów progresji nowotworów jako konsekwencji mutacji i zmian epigenetycznych oraz selekcji klonów najbardziej inwazyjnych komórek - K_W15 W3 - Dysponuje wiedzą i słownictwem z zakresu makroskopowego, mikroskopowego i molekularnego opisu stanów chorobowych człowieka w stopniu pozwalającym na samodzielne uzupełnianie wykształcenia, również z publikacji w języku angielskim - K_W01 W4: - zna zasady i sposoby regulacji aktywności transkrypcyjnej - K_W15 W5: - ma wiedzę w zakresie powstawania i biogenezy różnych frakcji RNA - K_W01 W6: - zna podstawowe przemiany metaboliczne prowadzone z udziałem RNA - K_W15

Efekty uczenia się - umiejętności

U1 - Student posiada umiejętność samodzielnej obserwacji i oceny mikroskopowej preparatów z różnych nowotworów człowieka będących w kolejnych stadiach zaawansowania. Potrafi wskazać komórki wybarwione immunohistochemicznie i zaproponować interpretację wyników w kontekście zmian genetycznych i/lub epigenetycznych - K_U01. U2 - Potrafi dokonać analizy ekspresji wybranych enzymów dokonujących zmian metylacji histonów oraz regulatorów cyklu komórkowego, jako potencjalnych molekularnych markerów nowotworów - K_U10 U3 - Posiada umiejętność wykonywania laserowej mikrodyssekcji komórek z preparatów mikroskopowych do badań kwasów nukleinowych - K_U10 U4: - posiada umiejętność izolacji oraz analizy RNA z identyfikacją poszczególnych frakcji - K_U02 U5: - posiada zdolność zastosowania najnowszych technik do preparatyki i badań RNA - K_U10

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

K1: ustawicznie podnosi poziom swojej wiedzy - K_K01 K2: ma świadomość jak regulacja ekspresji genów może być potencjalnie wykorzystana np. w terapii genowej, diagnostyce i leczeniu wielu chorób (metabolicznych, wirusowych nowotworowych) - K_K02 K3: rozumie jakie efekty społeczne może przynieść praktyczne zastosowanie RNA - K_K02 K1 - Student rozumie poważne konsekwencje narażenia na działanie czynników mogących powodować zmiany w materiale genetycznym komórek stanowiące początek chorób (m.in. nowotworowych), jest uwrażliwiony na potrzebę przestrzegania i propagowania zachowań prozdrowotnych - K_K04 K2 - Nabywa poczucie odpowiedzialności za rzetelne dokonanie analizy poprzez samodzielnie prowadzone obserwacje mikroskopowe i ocenę preparatów - K_K03 K3 - Ma świadomość odpowiedzialności za bezpieczeństwo pracy własnej i innych osób oraz za powierzony sprzęt, potrafi ocenić zagrożenia - K_K08

Metody dydaktyczne

- pokaz, - prezentacja multimedialna. - ćwiczeniowa, - doświadczeń, - laboratoryjna, - giełda pomysłów,

Metody dydaktyczne eksponujące

- pokaz

Metody dydaktyczne poszukujące

- giełda pomysłów
- obserwacji
- laboratoryjna
- doświadczeń
- ćwiczeniowa

Wymagania wstępne

Wymagana znajomość zagadnień omawianych w ramach kursów: biochemii i genetyki.

Koordynatorzy przedmiotu

Paulina Glazińska

Kryteria oceniania

Ćwiczenia laboratoryjne - zaliczenie na ocenę.
Kolokwium – W01, W02, W15, U01,U02, U10.
Aktywność – K03, K08
W zakresie wiedzy i umiejętności: na ocenę dostateczną student musi poprawnie zrealizować 60-70% zadań, na ocenę dostateczny plus - 71-80%, na ocenę dobry - 81-87%, na ocenę dobry plus - 88-94%, na ocenę bardzo dobry - powyżej 94%.
W zakresie kompetencji społecznych: oceniana jest aktywność studenta na zajęciach i jego zaangażowanie oraz praca zespołowa. Ocena w skali 2-5.
Ocena ostateczna z ćwiczeń laboratoryjnych: średnia z ocen uzyskanych na zajęciach.

Literatura

1. Espina V., Wulfkuhle J.D., Calvert V.S., VanMeter A., Zhou W., Coukos G., Geho D.H., Petricoin E.F., Liotta L.A. - “Laser-capture microdissection”, Nature Protocols, Vol. 1 (586-603) 2006
2. Kumar V., Cotran R.S., Robbins S.L., wydanie polskie Olszewski W.T. (red.) - „Patologia”, Wydawnictwo Medyczne Urban & Partner, Wrocław, 2005
3. Stevens A., Lowe J., wydanie polskie Korobowicz E. (red.) - „Patologia”, Wydawnictwo Czelej, Lublin, 2004
4. Wizińska P., Dzięgiel P. - “Mikrodysekcja laserowa – nowoczesna technika wykorzystywana w biologii molekularnej”, Postępy Biologii Komórki, Tom 38 (453-465) 2011
5. „User Manual: mmi CellCut Plus®”, Molecular Machines & Industries, Glattbrugg, Switzerland 2007
6. Aktualne publikacje z czasopism i sympozjów międzynarodowych.
7. Brown T.A. Genomy, PWN, 2009
8. Stryer L. Biochemia, PWN, 1999
9. Turner P., McLennan A., Bates A., White M. Biologia molekularna - krótkie wykłady, PWN, 2004
10. Węgleński P. Genetyka molekularna, PWN, 2006
11. Materiały przygotowane przez prowadzących

Więcej informacji

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 2600-BM-RGBIOL-3-S1 w USOSweb