Biologia molekularna 2600-BMOLBIOT-2-S1

Wykłady z przedmiotu Biologia molekularna mają zapoznać studenta z następującymi zagadnieniami:
1. Anatoma genomów prokariotycznych i eukariotycznych. Anatomia genomów wirusów. Paradoks wartości C. Sekwencje kodujące i niekodujące, sekwencje powtórzone. Macierz jądrowa.
2. Molekularne podstawy replikacji DNA. Enzymy biorące udział w procesie replikacji. Właściwości polimerazy DNA. Mechanizm replikacji nici opóźnionej i wiodącej. Porównanie replikacji u Prokariota i Eukariota. Replikacja telomerów.
3. Mechanizmy powstawania mutacji. Mutacje spontaniczne i indukowane. Rodzaje i źródła mutagenów. Rodzaje mutacji (genowe, genomowe, chromosomowe). Skutki mutacji na poziomie genu, komórki i organizmu. Rola mutacji w ewolucji.
4. Mechanizmy naprawy DNA pośrednie i bezpośrednie.
5. Rekombinacja homologiczna. Modele rekombinacji homologicznej (Hollidaya, Meselsona-Raddinga, Szostaka i Nassifa).
6. Mechanizm rekombinacji homologicznej u bakterii. Rola białka RecA. Mechanizm rekombinacji homologicznej u Eukariota. Rola białka Rad51.
7. Rekombinacja umiejscowiona. Typy rekombinaz i mechanizm ich działania. Integracja faga λ z genomem bakterii.
8. Elementy ruchome genomu. Budowa i rodzaje retrotranspozonów oraz mechanizm retrotranspozycji. Budowa i rodzaje transpozonów DNA oraz mechanizm transpozycji. Znaczenie elementu Alu i LINE1 w genomie człowieka. Skutki transpozycji.
9. Poziomy regulacji aktywności genomu.
10. Konwersja genów. Zmiana typu płciowego u drożdży. Rekombinacja VJD w tworzeniu przeciwciał.
11. Hetero - i euchromatyna. Modyfikacje białek histonowych. Metylacja DNA. Wpływ remodelowania chromatyny na ekspresję genów.
12. Struktura genu prokariotycznego i eukariotycznego. Budowa i rola promotora w inicjacji transkrypcji.
13. Transkrypcja genów prokariotycznych. Budowa polimerazy RNA. Rola podjednostki sigma w inicjacji transkrypcji. Terminacja rho-zależna i rho-niezależna.
14. Transkrypcja genów eukariotycznych. Eukariotyczne polimerazy RNA i ich specyficzne promotory. Ogólne czynniki transkrypcyjne, białko TBP. Sekwencje wzmacniające i wyciszające, czynniki transkrypcyjne.
15. Dojrzewanie transkryptów - czapeczkowanie, mechanizm wycinania intronów, rola snRNA U i białek splicingowych. Typy intronów. Alternatywny splicing, transsplicing. Terminacja transkrypcji i poliadenylacja.
Dojrzewanie transkryptów tRNA – dojrzewanie na końcach 5’ i 3’, usuwanie intronów, modyfikacje zasad. Dojrzewanie transkryptów pol I RNA – rola RNaz i snoRNA z motywami C/D oraz H/ACA. Edytowanie RNA.
Stabilność RNA. Mechanizmy degradacji RNA.
16. Translacja – rola białek G. Mechanizm inicjacji translacji. Kontrola inicjacji translacji przez inhibicję zwrotną, inhibitorową fosforylację eIF-2α, stymulującą fosforylację PHAS-1, struktury szpilek do włosów, białka wiążące elementy IRE. Elongacja translacji - udział EF-Tu i EF-G oraz transferazy peptydylowej. Czynniki RF i RRF terminujące translację.
17. Niekodujące RNA. Rybozymy. Rola mi/siRNA w interferencji RNA.

W trakcie ćwiczeń z przedmiotu Biologia molekularna studenci zapoznają się z podstawowymi technikami stosowanymi w inżynierii genetycznej i biologii molekularnej. Pracując w 2-3 osobowych zespołach pod nadzorem prowadzącego studenci przeprowadzają doświadczenia, samodzielnie analizują wyniki i wyciągają wnioski. W trakcie zajęć studenci wykonają następujące doświadczenia:
1. Przygotowanie bakterii chemokompetentnych, transformacja bakterii metodą szoku cieplnego i elektroporacji.
2. Chromatografia bibułowa barwników oka D. melanogaster.
3. Test Amesa.
4. Izolacja DNA plazmidowego oraz DNA genomowego z roślin.
5. Izolacja RNA z roślin.
6. Trawienie restrykcyjne DNA.
7. Elektroforeza kwasów nukleinowych w żelach agarozowych.
8. Analiza spektrofotometryczna kwasów nukleinowych.
9. Mapowanie restrykcyjne
10. Identyfikacja płci człowieka metodą PCR.