Biologia molekularna dla humanistów 1400-215BMH-OG

Temat 1: Krótkie wprowadzenie do biologii komórki i biologii molekularnej
Przedstawienie historycznych koncepcji życia i wczesnych poglądów dotyczących budowy komórek. Wprowadzenie do podstawowej konstrukcji mikroskopu świetlnego oraz przedstawienie dalszego rozwoju technik mikroskopowych i możliwości obserwacji mikroorganizmów, a także wnętrza komórek.
Omówienie budowy komórki, składu chemicznego i roli poszczególnych elementów komórki. Przedstawienie przepływu informacji, materii i energii w komórce. Wyjaśnienie pojęcia centralnego dogmatu biologii molekularnej, czyli procesów transkrypcji i translacji a także podstawowych pojęć związanych z genetyką i biochemią.

Temat 2: Genetyka klasyczna
Opisanie roli chromosomów i genów w klasycznym znaczeniu. Omówienie doświadczenia Griffitha oraz znaczenia badań prowadzonych przez Avery'ego. Omówienie praw Mendla i genetyki klasycznej, mechanizmu powstawania chorób genetycznych i ich dziedziczenia. Przedyskutowanie problemu kazirodztwa i unikania tego zjawiska ugruntowanego w wielu kulturach w świetle praw genetyki. Przedstawienie mechanizmów odpowiadających za wykształcenie cech płciowych.

Temat 3: Genetyka molekularna i genomika
Przedstawienie podstawowych pojęć z genetyki molekularnej, wprowadzenie do mechanizmów odpowiadających za choroby wirusowe (np. AIDS i gorączka krwotoczna Ebola). Przedyskutowanie możliwości leczenia chorób genetycznych, metod związanych z terapią genową oraz konsekwencji etycznych i społecznych związanych z ingerencją w materiał genetyczny człowieka.
Wprowadzenie do epigenetyki i udzielenie odpowiedzi na pytanie, dlaczego genetycznie identyczne osobniki jednak nie są identyczne. Przedyskutowanie możliwości dziedziczenia pozagenowego i memów w świetle badań epigenetycznych. Uporządkowanie wcześniej wprowadzonych pojęć, czyli zjawisk na poziomie genetycznym i epigenetycznym oraz wprowadzenie do genomiki. Omówienie znaczenia badań polegających na porównywaniu pojedynczych genów i całych genomów z różnych organizmów oraz wniosków płynących z tego rodzaju badań.

Temat 4: Komputery DNA i wykorzystanie DNA jako nośnik informacji
Przedstawienie cząsteczki DNA w charakterze nośnika informacji, nie tylko genetycznej, ale każdej innej, zwykle zapisywanych na dyskach. Omówienie zalet i wad takiego rozwiązania. Wprowadzenie pojęcia "komputery DNA" i omówienie mechanizmów działania takich komputerów.

Temat 5: Pochodzenie życia i ewolucja
Przedyskutowanie rozmaitych koncepcji pochodzenia życia na Ziemi. Omówienie doświadczenia Millera-Urey'a oraz późniejszych teorii egzobiologicznych i projektów mających na celu poszukiwanie śladów życia poza Ziemią. Omówienie pojęcia LUCA (ang. last universal common ancestor; ostatni uniwersalny wspólny przodek). Przedstawienie historycznych i współczesnych teorii ewolucji oraz przykładów potwierdzających ewolucję darwinowską (np. doświadczenia Lenskiego). Przedstawienie rozmaitych metod stosowanych w badaniach nad procesami ewolucyjnymi.

Temat 6: Świat organizmów prokariotycznych
Omówienie świata organizmów prokariotycznych i przykładów skrajnych środowisk zasiedlonych przez wybrane mikroorganizmy (jako przykłady najbardziej zaawansowanych form życia w niektórych miejscach na Ziemi). Przedstawienie roli mikrobiomu człowieka (zbioru mikroorganizmów żyjących wewnątrz lub na powierzchni organizmu człowieka) i wpływu na zdrowie człowieka. Omówienie wyników najnowszych badań genomicznych dotyczących mikrobiomu człowieka.

Temat 7: Walka dwóch światów (człowiek versus patogeny)
Opisanie dróg, przez które dochodzi do zakażenia patogenami oraz reakcji organizmu człowieka na obecność ciał obcych w krwiobiegu. Omówienie SCID (ang. severe combined immunodeficiency; ciężkie złożone niedobory odporności) i podstaw prawidłowo działającego układu immunologicznego. Przedyskutowanie zasadności szczepień u dzieci i dorosłych. Omówienie sposobów poszukiwania antybiotyków i konsekwencji nadużywania antybiotyków we współczesnej medycynie. Przedstawienie metod stosowanych w wykrywaniu obecności patogenów w organizmie człowieka.

Temat 8: Wyjątek potwierdzający regułę (priony i choroby prionowe)
Omówienie szczególnego białka, jakim jest białko prionowe. Opisanie historii badań nad tym białkiem, które doprowadziło ostatecznie do identyfikacji nowego typu czynnika zakaźnego, pozbawionego materiału genetycznego. Omówienie najnowszych doniesień dotyczących fizjologicznej funkcji białka prionowego oraz rożnych rodzajów chorób prionowych. Przedyskutowanie roli białek prionowych w ewolucji. Szczegółowe omówienie choroby kuru rozpowszechnionej jedynie wśród plemienia Fore na terenie Papui, gdzie uprawiano rytualny kanibalizm.

Temat 9: Funkcje białek
Omówienie podstaw budowy białka i przedstawienie związku między strukturą a funkcją białek. Podkreślenie roli białek w komórce jako narzędzi molekularnych. Omówienie początku i końca każdego białka - od jego syntezy do degradacji oraz modyfikacji posttranslacyjnych białek i wpływu tego procesu na strukturę białek. Opisanie funkcji wybranych grup białek: czynników transkrypcyjnych (regulacja transkrypcji), białek strukturalnych (utrzymywanie struktur komórkowych, a także wytwarzanie takich struktur jak włosy czy paznokcie), białek transportowych (np. hemoglobina), receptorów błonowych (przekazywanie sygnału między komórkami), białek fluorescencyjnych (zastosowanie w biotechnologii i badaniach naukowych z dziedziny biologii).

Temat 10: Podstawy enzymologii, liczby, skala i metody w biologii molekularnej
Wprowadzenie do podstaw reakcji chemicznych oraz przedstawienie roli enzymów jako katalizatorów wpływających na szybkość reakcji chemicznych. Omówienie mechanizmów działania enzymów. Przedstawienie jednostek miar w biochemii oraz wielkości rozmaitych struktur komórkowych i cząsteczek. Omówienie budowy mikroskopu optycznego i elektronowego oraz innych metod wizualizacji małych struktur, których nie można bezpośrednio obserwować z wykorzystaniem mikroskopów.

Temat 11: Metabolizm, czyli katabolizm i anabolizm
Omówienie sposobu pozyskiwania energii przez organizmy i komórki. Wprowadzenie do metabolizmu komórkowego, czyli przemiany energii. Opisanie najważniejszych szlaków metabolicznych w odniesieniu do codziennej diety. Przedyskutowanie związku miedzy trybem życia i chorobami metabolicznymi, a także w odniesieniu do genetycznie uwarunkowanych chorób metabolicznych.

Temat 12: Kiedyś metabolity wtórne, teraz ciekawe związki
Przedstawienie wybranych grup związków chemicznych powszechnie stosowanych jako leki. Omówienie pochodzenia leków oraz współczesnego podejścia do projektowania leków. Przedstawienie innych, ciekawych pod względem kulturowym, związków chemicznych, m.in. substancji odurzających i barwników. Omówienie zjawiska uzależnienia oraz mechanizmu działania wybranych związków psychoaktywnych.

Temat 13: Organizmy modyfikowane genetycznie
Przedstawienie metod tworzenia GMO (genetycznie modyfikowanych organizmów), definicji GMO według aktów prawnych i omówienie przykładów zastosowania GMO w rolnictwie, przemyśle farmaceutycznym (m.in. glukometr i test ciążowy) i produktach gospodarstwa domowego. Przedyskutowanie różnych stanowisk wobec GMO i pochylenie się nad kontrowersjami, które budzi szerokie zastosowanie GMO. Przedyskutowanie problemu eugeniki w świetle informacji dotyczących GMO oraz wiedzy przedstawionej podczas całego cyklu zajęć.