Genetyka bakterii 1400-216GENB
Opis wykładu:
Chromosom bakteryjny: podwójna helisa, kolistość, superhelisa, zwinięcie chromosomu. Białka histonopodobne, podobieństwa i różnice między bakteryjnymi białkami histonopodobnymi a eukariotycznymi histonami. Białka HU, IHF i FIS. Reguły replikacji DNA. Inicjacja replikacji chromosomu bakteryjnego, rola białka DnaA, sekwencja ori, etapy inicjacji. Widełki replikacyjne, ruch i enzymatyka procesu replikacji, charakterystyka bakteryjnych polimeraz DNA, zapętlenie matrycy. Terminacja replikacji, rola sekwencji ter i białka Tus. Segregacja chromosomów. Przyczyny zmienności genetycznej, mutacje i rekombinacja. Mutageneza spontaniczna i indukowana. Mutageny fizyczne, chemiczne i biologiczne. Mutageneza in vitro, przykłady stosowanych metod. Mechanizmy naprawy uszkodzeń DNA: fotoreaktywacja, naprawa przez wycinanie zasad, naprawa przez wycinanie nukleotydów, naprawa rekombinacyjna, regulon SOS. Rekombinacja homologiczna, rola białka RecA i innych białek Rec, modele i szlaki rekombinacji. Rekombinacja zlokalizowana, rola w regulacji ekspresji genów i w integracji bakteriofaga lambda. Plazmidy, charakterystyka, klasyfikacja, replikacja i przekazywanie. Transpozony i inne ruchome elementy genetyczne. Horyzontalne przekazywanie genów. Koniugacja u bakterii gramujemnych, rola plazmidu F. Koniugacja u bakterii gramdodatnich, rola feromonów. Koniugacja u Agrobacterium tumefaciens. Transformacja, kompetencja naturalna i wymuszona. Transdukcja ogólna i ograniczona: bakteriofagi biorące udział w tych procesach. Ekspresja genów, podstawowe zasady regulacji transkrypcji i translacji, polimeraza RNA. Promotory i terminatory transkrypcji. Czynniki pozytywnie i negatywnie regulujące transkrypcję i translację.Regulatorowa rola sRNA. Przekazywanie sygnału. Wybrane metody sterowania ekspresją genów i wpływ na stabilność powstałego produktu.
Opis ćwiczeń:
W trakcie ćwiczeń realizowane są następujące zagadnienia:
- Mutageneza transpozonowa z wykorzystaniem transpozonu Tn1000 szczepów S. marcescens i E. coli (GFP)
- Mutageneza spontaniczna i indukowana
- Test „Rec-assay” z wykorzystaniem wybranych szczepów E. coli
- Transdukcja ogólna przy udziale bakteriofaga P1
- Badanie zdolności do tworzenia biofilmów wybranych szczepów bakteryjnych (podstawowe metody pracy z biofilmami).
- Nadekspresja, oczyszczanie oraz badanie interakcji białka Ata (antidotum systemu stabilizującego tad-ata) z DNA poprzez badanie opóźnienia tempa migracji kompleksów nukleoproteidowych w żelach agarozowych (EMSA- ang. electrophoretic mobility shift assay). Badanie możliwości tworzenia form homodimerycznych przez białko Ata po zastosowaniu reakcji sieciowania za pomocą aldehydu glutarowego (ang. cross-linking).
Rodzaj przedmiotu
Tryb prowadzenia
Wymagania (lista przedmiotów)
Założenia (lista przedmiotów)
Założenia (opisowo)
Efekty kształcenia
Po opanowaniu materiału objętego wykładem i ćwiczeniami student:
WIEDZA:
- Ma szeroką wiedzę w zakresie mikrobiologii, biologii molekularnej oraz genetyki bakterii.
- Wykazuje znajomość aktualnego stanu wiedzy w głównych działach genetyki bakterii, w tym terminologii przyrodniczej w zakresie mikrobiologii i genetyki (w j. polskim i j. angielskim).
- Ma wiedzę w planowaniu i prowadzeniu prac doświadczalnych z zakresu analiz genetycznych mikroorganizmów oraz analizy wyników własnej pracy.
- Zna wyniki badań dotyczących analiz procesów związanych z makrosyntezami w komórce bakteryjnej, z uwzględnieniem zmienności genetycznej mikroorganizmów.
UMIEJĘTNOŚCI:
- Wykorzystuje techniki badawcze właściwe dla genetyki bakterii umożliwiające prowadzenie badań różnych mikroorganizmów.
- Samodzielnie planuje proste eksperymenty (np. mutagenizację, nadekspresję białek, etc.) z zakresu genetyki bakterii.
- Uczy się samodzielnie w sposób ukierunkowany.
- Zbiera i analizuje dane empiryczne oraz dokonuje ich interpretacji w świetle zgromadzonej wiedzy z zakresu genetyki bakterii.
KOMPETENCJE SPOŁECZNE:
- Wykazuje odpowiedzialność za pracę laboratoryjną własną i innych, świadomie ocenia zagrożenia płynące z takiej pracy.
- Wykazuje ostrożność i krytycyzm podczas zdobywania i interpretowania wiedzy z zakresu genetyki mikroorganizmów i jej zastosowania praktycznego.
- Docenia wagę nowoczesnych narzędzi analitycznych przy opisie wyników prac eksperymentalnych.
- Rozumie mechanizmy (na poziomie biologicznym i chemicznym) procesów związanych z replikacją, rekombinacją, mutagenizacją, transkrypcją i translacją u bakterii.
Kryteria oceniania
Wykład
Warunkiem dopuszczenia do egzaminu osób, które wybrały pełny przedmiot jest zaliczenie ćwiczeń na ocenę pozytywną. Egzamin pisemny składa sie z 16 pytań otwartych, punktowanych od 0 do 2 punktów, każde. Zaliczenie egzaminu wymaga uzyskania 50% maksymalnej liczby punktów, które można uzyskać = 32.
Ćwiczenia
kryteria oceniania ćwiczeń to: (i) obecność na zajęciach; (ii) pisemny test kontrolny. Warunkiem zaliczenia jest: (i) nie więcej niż 2 nieobecności na zajęciach; (ii) uzyskanie minimum 51% liczby punktów, które można uzyskać na pisemnym teście kontrolnym (składającym się z 17 krótkich pytań otwartych).
Praktyki zawodowe
Nie ma.
Literatura
1. Baj J., Markiewicz Z. (red. ) „Biologia molekularna bakterii”, PWN, 2007
2. Węgleński P. (red.) „Genetyka molekularna”, PWN, 2006
3. Brown T.A. „Genomy” PWN , 2009
4. Schaechter M. (red.) “Encyclopedia of microbiology”, wybrane rozdziały, Academic Press, 2009
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: