Detail předmětu

Základy moderních biotechnologií

FCH-BCO_ZMAk. rok: 2011/2012

Studenti se komplexně seznámí s biotechnologickými procesy používanými pro produkci vybraných látek z mikroorganismů, savčích, hybridomových a rostlinných buněk. Budou seznámeni s principy fermentačních procesů a jejich přípravy, způsobů oddělení buněk od media, desintegrace buněk, separace požadovaných komponent a jejich purifikace. Studenti budou podrobně seznámeni s principy výběru jednotlivých mikroorganismu a jejich výhodami či nevýhodami z pohledu produkce požadovaných látek. Seznámí se s rozdíly v kultivaci mikroorganismů a savčích, rostlinných a hybridomových buněk. Součástí předmětu je i úvod do základních metod používaných v rámci genomiky a proteomiky. Bude diskutována technologie rekombinantní DNA - izolace a charakterizace DNA, klonování, polymerázová řetězová reakce, sekvenování, mapování genomu. Dále budou probrány metody transformace, přehled transformačních vektorů, metody identifikace rekombinantní DNA, exprese genů v mikrobiálních, rostlinných a živočišných buňkách. Součástí předmětu jsou i metody separace, purifikace a identifikace exprimovaných proteinů.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Výsledky učení předmětu

Princip a teoretický základ moderních biotechnologií, zejména genových technologií a různé typy jejich biotechnologických aplikací. Nové strategie v rámci genového inženýrství.

Prerekvizity

Biologie, Biochemie I, Molekulární biologie.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Písemný test a ústní zkouška. Zpracování a prezentace seminárního projektu.

Osnovy výuky

1. Základní pojmy molekulární genetiky; struktura a funkce informačních makromolekul
2. Přehled metod izolace a analýzy biomolekul
3. Transformační vektory, restrikční endonukleázy a další enzymy používané k analýze a úpravám nukleových kyselin.
4. Hybridizace nukleových kyselin.
5. Metody transformace, kritéria selekce rekombinantních buněk.
6. Klonování DNA, polymerázová řetězová reakce, využití PCR v klinické a potravinářské diagnostice
7. Molekulární analýza genomu - sekvenování. Genové knihovny.
8. Mutageneze - náhodná, místně cílená.
9. Produkce, izolace a analýza rekombinantních proteinů
10. Příprava transgenních organismů, optimalizace exprese transgenů.
11. Geneticky modifikované mikroorganismy a jejich využití.
12. Transformace vyšších organismů - rostlin a živočichů.

Učební cíle

Výběr biologického systému pro produkci nukleových kyselin, proteinů a pro genové maniiplace. Kultivace, izolace a separace cílových molekul. Základní metody používané v rámci technologie rekombinantní DNA: izolace a charakterizace DNA, restrikční endonukleasy a další enzymy, klonování DNA pomocí polymerázové řetězové reakce, mapování genomu, metody transformace a přehled transformačních vektorů, identifikace rekombinantní DNA, exprese genů v mikrobiálních (bakterie, kvasinky) a v živočišných buňkách – markery, identifikace a purifikace exprimovaných proteinů (PAGE-SDS, western blot, imunodetekce).

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Účast na přednáškách není povinná, ale doporučuje se. Účast na cvičeních je povinná a kontrolovaná vyučujícícm.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Seminář

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor