na studia1 (52)

Podstawy biologii molekularnej i biotechnologii - II r. biologii (część prowadzona przez MR)

1.    Informacja o treści wykładu. Literatura. Definicja inżynierii genetycznej. Krótki rys historyczny. Główne etapy modyfikacji genetycznej- od źródeł różnorodności biologicznej do GMO. Pojęcie klonu, genomu, genotypu.

2.    Enzymy restrykcyjne jako jedne z podstawowych narzędzi inżynierii genetycznej. System restrykcji i modyfikacji DNA u bakterii. Podział enzymów restrykcyjnych (3 główne klasy i ich charakterystyka). Pochodzenie, budowa, aktywność, wymagania substratowe. Nazewnictwo enzymów restrykcyjnych. Pojęcie izoschizomerów. Jakie końce DNA generują enzymy restrykcyjne (znaczenie). Kryteria czystości preparatów enzymów restrykcyjnych. Co wpływa na aktywność enzymatyczną restryktaz ? Zastosowanie enzymów restrykcyjnych w inżynierii genetycznej i biologii molekularnej. Przykłady mapowania restrykcyjnego.

3.    Niektóre inne ważne enzymy mające zastosowanie w technikach inżynierii genetycznej. Ligaza DNA i ligacja. Kinazy i fosfatazy. Odwrotna transkryptaza (krótka charakterystyka).

4.    Charakterystyka plazmidów. Klasyfikacja plazmidów bakteryjnych. Uwagi o replikacji plazmidów. Ilość kopii plazmidu. Czym są wektory genetyczne- definicja, podział w oparciu o różne kryteria. Cechy dobrego wektora. Wspólne elementy budowy. Przykłady wektorów w oparciu o zastosowane kryteria podziału. Fagemidy, wektory kosmidowe. Sztuczne chromosomy. Wektory fagowe (ogólne uwagi o cyklu życiowym faga M13 i faga X). Co to jest biblioteka genomowa i biblioteka cDNA- elementy wspólne i różnice. Przykłady-konstrukcja biblioteki genomowej człowieka. Przygotowanie biblioteki genomowej i biblioteki cDNA w fagu X. Ogólne procedury przeszukiwania bibliotek genomowych i ekspresyjnych.

5.    Prokariotyczne i eukariotyczne systemy nadekspresji - wady i zalety. Czynniki wpływające na nadekspresję białka. Oczyszczanie białka po nadekspresji (chromatografia metalopowinowactwa). Do czego można wykorzystać nadprodukowane białko.

6.    PCR, techniki przenoszenia i hybrydyzacji typu Southern i northem biot - na czym polegają! do czego służą.

7.    Ogólne uwagi o technikach mutagenezy ukierunkowanej DNA. Mutageneza za pomocą PCR - przykłady. Wprowadzanie krótkich delecji/ insercji. Biblioteki delecyjne,

8.    Wprowadzanie genów do komórek roślinnych i zwierzęcych - podstawowe metody. Na co należy zwrócić uwagę, aby transgeneza się powiodła. Rośliny transgeniczne. Plazmid Ti i T-DNA. System binarny z wykorzystaniem Agrobacterium. Ogólne uwagi o wybranych genach markerowych i selekcyjnych. „Armatka genowa”. Zastosowanie roślin transgenicznych. Wprowadzanie genów do komórek zwierzęcych- metodyka. Przykłady wykorzystywanych linii komórkowych. Klonowanie embrionalne ssaków. Terapia genowa ex vivo i in vivo.

9.    Biotechnologia- definicja i podział (czerwona, zielona, biała). Związek biotechnologii z innymi dyscyplinami naukowymi. Główna problematyka podejmowana w ramach czerwonej, zielonej i białej biotechnologii. Co to jest produkt biotechnologiczny. Główne oczekiwania od produktu biotechnologicznego. Droga od odkrycia naukowego do produktu biotechnologicznego. Biotechnologiczny cel badawczy. Finansowanie badan biotechnologicznych. Wybrane firmy biotechnologiczne i profil ich produkcji. Przemysł biotechnologiczny. Potęga biotechnologii: jakie leki i szczepionki możemy uzyskiwać dzięki biotechnologii. Przykłady organizmów transgenicznych. Główne zagadnienia etyczne w biotechnologii. Patent i własność intelektualna w biotechnologii. Biotechnologia w Polsce i na świecie- współczesne wyzwania.