Podstawowe metody inżynierii genetycznej 2600-IG-PIBIOL-3-S1

Ćwiczenia laboratoryjne mają na celu umożliwienie studentom poszerzenie warsztatu z zakresu dobrej praktyki laboratoryjnej oraz inżynierii genetycznej. Studenci poznają kolejne kroki dotyczące klonowania DNA. Studenci w czasie zajęć zdobędą wiedzę na temat nowoczesnych technik biologii molekularnej w inżynierii genetycznej. Omawiane są podczas zajęć tematy dotyczące: wektorów do klonowania, źródeł DNA do klonowania – cDNA, DNA genomowe, DNA namnożone metodą PCR, metod przygotowania zgodnych końców wektora i DNA do klonowania za pomocą enzymów restrykcyjnych i ligacja, zapobiegania samoligacji wektora, wprowadzenia zrekombinowanego DNA do komórek gospodarza, selekcji poszukiwanego klonu – w oparciu o PCR. Studenci zapoznają się z najnowszymi osiągnięciami inżynierii genetycznej, które prezentowane są na konkretnych przykładach.

Plan zajęć:
1. Wstęp. Dobra praktyka laboratoryjna. Technika pipetowania mikropipetami automatycznymi. Sporządzanie roztworów.
2. Amplifikacja regionu kodującego metalotioneinę 3 (MT3) rzepaku (Brassica napus L.) na matrycy cDNA (wklonowanego do wektora pJET1.2) z zastosowaniem starterów generujących miejsca restrykcyjne dla enzymów NdeI i XhoI.
3. Trawienie restrykcyjne plazmidu ekspresyjnego pET21 i produktu reakcji PCR (insertu) oraz ekstrakcja produktów trawienia restrykcyjnego z żelu agarozowego metodą mrożeniową.
4. Ligacja wyizolowanych z żelu produktów trawienia restrykcyjnego, ukompetentnianie komórek E. coli oraz ich transformacja mieszaniną ligacyjną
5. Izolacja DNA plazmidu pET21 metodą lizy alkalicznej oraz jego trawienie restrykcyjne.
6. Elektroforeza produktów trawienia restrykcyjnego i analiza funkcjonalna bakterii E. coli BL21 niosących plazmid pET21 z wstawką sekwencji kodującej BnMT3 na podłożu zawierającym metale ciężkie.
7. Analiza funkcjonalna bakterii Escherichia coli eksprymujących BnMT3 (cd.) i analiza in silico sekwencji genu BnMT3.

W cyklu 2024/25L:

Całkowity nakład pracy studenta

1.Godziny realizowane z udziałem nauczyciela (1,4 ECTS): - udział w laboratoriach - 30 h - konsultacje - 5 h 2. Praca własna studenta (0,6 ECTS): - przygotowanie do laboratoriów - 7 h - przygotowanie do kolokwium zaliczeniowego - 8 h Łącznie 50 godz. (2 ECTS)

Efekty uczenia się - wiedza

W1: Student zna podstawowe techniki inżynierii genetycznej – K_W15 W2: Student objaśnia znaczenie inżynierii genetycznej i biotechnologii w medycynie, rolnictwie i ochronie środowiska - K_W12

Efekty uczenia się - umiejętności

U1: Student używa komputera w zakresie koniecznym do obsługi i wykorzystania programów wykorzystywanych w inżynierii genetycznej – K_U10 U2: Student wykorzystuje podstawową wiedzę z zakresu technik inżynierii genetycznej do planowania własnych eksperymentów - K_U02 U3: Student posługuje się specjalistycznym słownictwem z zakresu bioinformatyki - K_U18

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

K1: Student rozumie potrzebę ustawicznego pogłębiania wiedzy i kompetencji zawodowych i ma świadomość odpowiedzialności za rzetelność wykonanych analiz – K_K01, K_K03 K2: Student krytycznie podchodzi do informacji uzyskanych z eksperymentów lub baz danych wykorzystywanych w inżynierii genetycznej – K_K02

Koordynatorzy przedmiotu

Agnieszka Mierek-Adamska

Metody dydaktyczne

Pogadanka, dyskusja, instruktaż, metoda laboratoryjna, eksperymentu, klasyczna metoda problemowa. W trakcie zajęć studenci w 2-3 osobowych zespołach wykonując doświadczenia w oparciu o pisemną instrukcję do zajęć oraz objaśnienia prowadzącego.

Metody dydaktyczne eksponujące

- pokaz

Metody dydaktyczne podające

- opis
- pogadanka

Metody dydaktyczne poszukujące

- obserwacji
- doświadczeń
- ćwiczeniowa
- laboratoryjna

Rodzaj przedmiotu

przedmiot fakultatywny

Wymagania wstępne

Wiedza z zakresu genetyki ogólnej, biochemii i biologii komórki.

Kryteria oceniania

W trakcie zajęć ocena aktywności studentów (K_K02, K_K03) w czasie zajęć.
Po zakończeniu zajęć odbędzie się kolokwium pisemne na ocenę – K_W12, K_W15, K_U02
Kryteria oceny kolokwiów:
92-100% bardzo dobry
84-91% dobry plus
76-83% dobry
68-75% dostateczny plus
60-67% dostateczny
0-59% niedostateczny

Po zakończeniu zajęć studenci przygotują sprawozdanie opisujące przebieg wykonanego w czasie zajęć eksperymentu oraz uzyskane wyniki – K_U02, K_U10

Ocena końcowa stanowi średnią ważoną z powyższych ocen - 60% oceny ocena z kolokwium, 40% oceny ocena ze sprawozdania: do 3,39 – dostateczny, 3,40-3,74 – dostateczny plus, 3,75-4,19 – dobry, 4,20-4,50 – dobry plus, powyżej 4,50 – bardzo dobry.

Praktyki zawodowe

Program kształcenia nie przewiduje praktyk zawodowych.

Literatura

Literatura podstawowa:
1. Słomski R. Analiza DNA. Teoria i praktyka. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, 2008.
2. Rewers M., Jędrzejczyk I., Dąbrowska G. Wybrane techniki biologii molekularnej. Wydawnictwa Uczelniane Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego, Bydgoszcz, 2017.
3. Lewandowska Ronnegren A. Techniki laboratoryjne w biologii molekularnej. Wydawnictwo MedPharm Polska, Wrocław, 2018.
4. Turner PC. Biologia molekularna. Krótkie wykłady. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, wyd. 3 zmienione, 2012.

Literatura dodatkowa:
1. Brown T.A. , Gene Cloning and DNA Analysis: An Introduction. Wiley-Blackwell, 2010
2. Nicholl D.S.T. An Introduction to Genetic Engineering 3rd ed. Cambridge University Press, 2008
3. Sambrook J., et al. Molecular cloning: a laboratory manual. Cold Spring Harbor Laboratory 3rd ed., 2001.
4. Węgleński P., Genetyka molekularna. PWN, Warszawa 2008.

W cyklu 2024/25L:

1. Brown T.A. , Gene Cloning and DNA Analysis: An Introduction. Wiley-Blackwell, 2010
2. Nicholl D.S.T. An Introduction to Genetic Engineering 3rd ed. Cambridge University Press, 2008
3. Sambrook J., et al. Molecular cloning: a laboratory manual. Cold Spring Harbor Laboratory 3rd ed., 2001.
4. Słomski R. Analiza DNA. Teoria i praktyka. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, 2008.
5. Singleton P., Bakterie w biologii, biotechnologii i medycynie. PWN, Warszawa 2000.
6. Węgleński P., Genetyka molekularna. PWN, Warszawa 2008.

Więcej informacji

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

Strona przedmiotu 2600-IG-PIBIOL-3-S1 w USOSweb