|
Vyučující
|
-
Šebestianová Štěpánka, RNDr. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
Přednášky: 1. Vznik molekulární biologie jako samostatného vědního oboru - chronologie nejvýznamnějších objevů s důrazem na jejich biomedicínskou aplikaci 2.+3. Stavba bílkovin, souvislost s jejich funkcí v buňce a organizmu (stavební, enzymové a informační bílkoviny). Příklady bílkovinných makromolekul významných pro zdraví člověka a obranu vůči patogenům. - 2 lekce 4. Primární struktura nukleových kyselin, konformace molekul RNA a DNA. Bioinformační funkce nukleových kyselin a jejich význam pro zabezpečení přenosu genetické informace živých soustav 5. Paměťový systém buňky. Genetická informace, vymezení pojmu gen z hlediska struktury a funkce. Typy genů a negenová DNA 6. Buněčný genom. Struktura a uspořádání genetického materiálu v prokaryotních a eukaryotních chromozómech. Organizace a specifika mimojaderného genetického aparátu 7. Replikace DNA. Šumy v genetické informaci a jejich příčiny (mutagenní faktory) 8.+9. Exprese genetické informace. Význam postranskripčních úprav RNA. Biomedicínský význam přenosu genetické informace a mechanizmy regulace exprese genů prokaryotních a eukaryotních živých soustav. - 2 hodiny 10. Molekulárně biologická charakteristika patobiologických změn buněčného genomu (mutageneze, karcinogeneze, vznik nenádorových civilizačních onemocnění) 11.+12. Geneticky podmíněné choroby a vývojová onemocnění (mutace chromozomální, subchromozomální (aberace), genové a mitochondriální DNA, mikrodelece, repetice). Prionová onemocnění (infekční bílkoviny a jejich genetická determinace, onemocnění zvířat a lidí, biomedicínské implikace). - 2 lekce 13. Základní principy využití molekulárně biologických postupů v biomedicínské laboratorní diagnostice a biomonitorování (diagnostika dědičných chorob analýzou nukleových kyselin: restrikční analýza, elektroforéza, hybridizační techniky, sondy, fingerprinting) 14. samostatná vystoupení studentů s referáty k problematice molekulární biologie (rozsah 1 hod. v rámci přednášek + 1 hod v rámci cvičení) Cvičení: 1. Úvod kurzu (poslání, přehled úloh, dílčí cíle). Bezpečnost práce v laboratoři (zdraví nebezpečné látky, hořlaviny, vysoké napětí, tlakové nádoby). Zásady nakládání s mikroorganizmy a geneticky modifikovanými organizmy v laboratoři 2. +3. Příprava tekutých a pevných kultivačních médií pro kultury bakterií. - 2 cvičení po 1 vyučovací hodině 4. Zásady aseptické práce. Práce v laminárním boxu - očkování bakteriálních kultur, izolace bakteriálních klonů jednobuněčného původu a další základní techniky 5. Stanovení denzity ("počtu") bakterií na spektrofotometru. Příprava a dlouhodobé uchovávání bakteriálních kmenů a biologických vzorků při nízké teplotě 6.+7. Techniky izolace nukleových kyselin (NK) z mikroorganizmů a vyšších organizmů (živočichů a rostlin).Zdroje technických obtíží, možnosti jejich překonávání. Izolace bakteriální NK/ izolace z živočišných tkání. Stanovení koncentrace NK a bílkovin. - - 2 cvičení po 1 vyučovací hodině 8.+9. Polymerázová řetězová reakce (PCR) jako základní metoda pro průkaz přítomnosti sekvencí patogenních organizmů, dědičných chorob a transgenů. Příprava reakční směsi, aplikace vzorků, amplifikace. Pracovní profily cykleru, uchovávání produktů. - 2 cvičení po 1 vyučovací hodině 10.+11. Elektroforetická separace bílkovin a NK na gelu. Příprava pufrů, příprava gelových nosičů. Elektroforéza, barvení a hodnocení elektoroforeogramů. - 2 cvičení po 1 vyučovací hodině 12. Hybridizační techniky. Přenos NK na membránu. Southernova hybridizace NK s digoxigeninem značenou sondou (ukázka) 13. Exkurze do servisní laboratoře genomiky (zařízení a sekvenování NK) 14. Prezentace samostatných příspěvků (viz přednášky)
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
|
Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming), Práce s textem (učebnicí, knihou), Případová studie
|
|
Výstupy z učení
|
Objasnění významu molekulární podstaty organizace forem živých soustav. Vysvětlení vztahu organizační struktury biopolymerů k jejich biologické funkci při utváření živých soustav - molekulárně biologické základy podstaty jednoty a diferenciace živé hmoty. Molekulárně biologické principy organizace genetické informace. Metodologická úloha oboru molekulární biologie v rozvoji moderní biologie, s důrazem na jejich biomedicínské aplikace. Molekulární diagnostika dědičných chorob, nádorových a nenádorových onemocnění analýzou nukleových kyselin a bílkovin.
Získané způsobilosti: Student si osvojí základní znalosti o souvislostech mezi strukturou bílkovin a nukleových kyselin a jejich biologickými funkcemi, uchovávání a přenosu genetické informace, principy determinace a exprese dědičných onemocnění jakož i poruch při uchovávání a regulaci projevu dědičné informace. V neposlední řadě získá přehled o základních molekulárně biologických metodách využívaných v diagnostice dědičných poruch a onemocnění člověka. Získá praktické zkušenosti z laboratorní činnosti zaměřené na aseptický odběr vzorků, izolace nukleových kyselin a realizaci základních metod molekulární biologie využívaných v diagnostice.
|
|
Předpoklady
|
nespecifikováno
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
nespecifikováno
|
|
Doporučená literatura
|
-
ALBERTS B. et al:. Základy buněčné biologie: úvod do molekulární biologie buňky, Espero Publishing, Ústí n L 2000. ISBN 80-902906-2-0.
-
Beran, Pavel et al. Základy metod molekulární biologie.
-
Slabý, Ondřej a kol. Lékařská biologie. II, Genetika a molekulární medicína. ISBN 978-80-280-0338-8.
-
Slabý, Ondřej. Lékařská biologie I.
-
Strachan T., Read A.P. Human Molecular Genetics. Garland Science. New York, 2010. ISBN 978-0-8153-4149-9.
-
WATSON J.D. a kol.:. Molecular Biology of the Gene, 6th ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, San Francisco 2008. ISBN 978-0-321-50781-5.
|