Biologia molekularna II

Podstawowy kurs biochemii, biologii molekularnej.

Godziny kontaktowe z prowadzącym zajęcia:

Wykład 30

Laboratorium 60

Łączna liczba godzin z udziałem nauczyciela akademickiego 90

Godziny niekontaktowe (samodzielna praca studenta):

Przygotowanie się do laboratorium 25,

Studiowanie literatury 15,

Przygotowanie się do egzaminu 45,

Łączna liczba godzin niekontaktowych 85.

Sumaryczna liczba punktów ECTS dla modułu 7

Na podstawie Uchwały Senatu UMCS Nr XXII-39.6/12 z dnia 25 kwietnia 2012 r. tj. od cyklu kształcenia 2012/2013:

kolokwia śródsemestralne (W1-W5; U5, K1-K2)

aktywność i wykonywanie zadań w laboratorium (W5-W6; U1-U3; K1-K4)

egzamin końcowy (W1-W6; U5, K1-K2)

Na podstawie UCHWAŁY Senatu UMCS Nr XXIV–27.18/19 z dnia 29 maja 2019r. tj. od cyklu kształcenia 2019/2020:

kolokwia śródsemestralne (W1-W6; U1-U2, U5, K1)

aktywność i wykonywanie zadań w laboratorium (W2; U1-U6; K1-K3)

egzamin końcowy (W1-W6; U1-U2, U5, K1)

Wykłady

Tematyka przedmiotu obejmuje: zarządzanie informacją genetyczną w komórce eukariotycznej wraz z podstawowymi procesami jak replikacja, transkrypcja i translacja; białka - aminokwasy, peptydy i polipeptydy; struktura białek/polipetydów; zasady formowania się poszczególnych elementów strukturalnych w białku oraz siły stabilizujące strukturę 3D; metody analityczne służące do opracowania struktury przestrzennej białka. Proces translacji, zasada przepływu informacji RNA-białko; molekularne aspekty funkcjonowania syntetaz amino-acylo tRNA; podstawy molekularne nano-maszyny/rybosomu; dekodowanie informacji genetycznej oraz synteza polipeptydu; antybiotyki - struktura, podział oraz molekularne oddziaływanie antybiotyk-rybosom. Aktywność białek a transmisja informacji w komórce eukariotycznej; zasady transmisji informacji, rola receptorów wewnątrz- i zewnątrz-komórkowych; zasada transdukcji sygnału za pośrednictwem białkowych receptorów metabotropowych i trimerycznych białek G; wtórne przekaźniki; receptory katalityczne; niekanoniczna transdukcja sygnału na przykładzie receptorów Notch; regulacja śmierci i przeżycia komórki eukariotycznej za pośrednictwem sieci oddziaływań białko-białko.

W ramach zajęć laboratoryjnych studenci przeprowadzają: izolację DNA, białek jądrowych i cytoplazmatycznych z komórek ssaczych i drożdżowych, reakcję PCR, analizę DNA metodą elektoroforezy w żelu agarozowym, analizę białek typu SDS/PAGE i Western blotting.

Literatura podstawowa:

Tuner P.C. i inni, Krótkie wykłady. Biologia molekularna, PWN, Warszawa, 2007/2011

Berg J. M. i inni, Biochemia, PWN, Warszawa, 2012

Alberts B. i inni, Molecular Biology of the Cell, 5th Edition 5th Edition, New York: Garland Science; 2007.

Materiały dostarczone przez prowadzącego:

What recent ribosome structures have revealed about the mechanism of translation. Schmeing TM, Ramakrishnan V. Nature. 2009 Oct 29;461(7268):1234-42.

The Molecular Basis of G Protein-Coupled Receptor Activation.

Weis WI, Kobilka BK. Annu Rev Biochem. 2018 Jun 20;87:897-919.

Na podstawie Uchwały Senatu UMCS Nr XXII-39.6/12 z dnia 25 kwietnia 2012 r. tj. od cyklu kształcenia 2012/2013.

WIEDZA

W1. Rozumie podstawowe zjawiska biologiczne związane z przepływem informacji genetycznej oraz strukturą i funkcją białek w transmisji informacji - K_W01

W2. Zna powiązania w obrębie poszczególnych dziedzin w zakresie interdyscyplinarności oraz rozumie funkcjonowanie organizmu jako systemu opartego na takich molekułach jak białko, ponadto jest zdolny uogólnić wiedzę dotyczącą przepływu informacji w komórce na poziomie translacji - K_W04

W3. Zna terminologię w zakresie biologii molekularnej, ze szczególnym uwzględnieniem roli białka w funkcjonowaniu komórki jako systemu biologicznego zarządzającego informacją - K_W05

W4. Opisuje zjawiska biologiczne zarządzane za pośrednictwem kwasów białek oraz potrafi wykorzystać źródła naukowe - K_W11

W5. Zna metody i techniki stosowane w biologii molekularnej w zakresie analizy struktury i funkcji białek - K_W17

W6. Posiada wiedzę na temat zagrożeń wynikających z pracy w laboratorium biologii molekularnej, a przede wszystkim w zakresie analiz biologicznych związanych z pracą z kwasami nukleinowymi i białkami - K_W19

UMIEJĘTNOŚCI

U1. Stosuje podstawowe narzędzia badawcze w zakresie biologii molekularnej, jak techniki elektroforetyczne, chromatograficzne i obserwacje mikroskopowe - K_U01

U2. Posiada kompetencje do wykonania analiz materiału biologicznego izolowane z komórki, jak kwasy nukleinowe/białka, ocenia wyniki analiz oraz jest w stanie zaplanować doświadczenie naukowe w celu określenia parametrów kwasów nukleinowych jak i białek - K_U02

U3. Wykonuje podstawowe doświadczenia jak analizy elektroforetyczne, chromatograficzne czy obserwacje mikroskopowe w zakresie biologii molekularnej dotyczące oceny podstawowych procesów biologicznych - K_U04

U4. Opisuje i wyciąga wnioski z przeprowadzonych analiz biochemicznych - K_U07

U5. Sprawnie i wydajnie korzysta z literatury naukowej w formie podręczników akademickich jak i profesjonalnej literatury naukowe o tematyce biologii molekularnej i biochemii - K_U08

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

K1. Ocenia zdobyte zasoby wiedzy w zakresie biologii molekularnej oraz koreluje zdobyte umiejętności w zakresie analiz zjawisk biologicznych na poziomie molekularnym z potrzebami dynamicznie rozwijającej się wiedzy biologicznej w kontekście samokształcenia i poszerzania wiedzy - K_K01

K2. Posiada ukształtowaną postawę i wiedzę w zakresie biologii molekularnej pozwalająca na aktywne rozszerzanie i ustawiczne aktualizowanie własnej wiedzy - K_K03

K3. Posiada kompetencje pracy w zespole w celu wydajnej analizy procesów biologicznych związanych z analizą kwasów nukleinowych jak i białek, co pozwala na efektywne i grupowe rozwiązanie problemów naukowych oraz jest w stanie profesjonalnie prezentować wyniki doświadczeń biologicznych w zakresie biologii molekularnej - K_K08

K4. Wykazuje pełną świadomość w zakresie bezpieczeństwa pracy w laboratorium biologii molekularnej, a przede wszystkim w pracy z materiałem biologicznym który może posiadać potencjalne zagrożenie jak materiał GMO/GMM oraz jest świadom zagrożeń wynikających z wykorzystania zaawansowanego sprzętu laboratoryjnego oraz związków chemicznych stosowanych do analiz - K_K10

Na podstawie Uchwały Senatu UMCS Nr XXIV-27.18/19 z dnia 29 maja 2019 r. tj. od cyklu kształcenia 2019/2020

WIEDZA

W1. Absolwent zna i rozumie w zaawansowanym stopniu wybrane fakty, pojęcia, obiekty, zjawiska oraz złożone zależności między nimi i

teorie je wyjaśniające, stanowiące podstawową wiedzę w zakresie przepływu informacji genetycznej oraz struktury i funkcji białek w transmisji informacji w obrębie komórki eukariotycznej. - K_W01

W2. Absolwent zna i rozumie podstawowe metody oraz techniki badawcze, laboratoryjne w biologii molekularnej w zakresie analizy kwasów nukleinowych i białek. - K_W02

W3. Absolwent zna i rozumie w zaawansowanym stopniu związki biologii z innymi dyscyplinami przyrodniczymi, umożliwiające

rozumienie zasad funkcjonowania organizmów oraz interpretowanie i uogólnianie posiadanej wiedzy dotyczącej roli białek w zarządzaniu metabolizmem komórkowym. - K_W03

W4. Absolwent zna i rozumie w zaawansowanym stopniu właściwe dla biologii molekularnej wybrane zagadnienia z zakresu zaawansowanej wiedzy

szczegółowej, w tym podstawowe procesy związane z metabolizmem kwasów nukleinowych jak i białek zachodzące na poziomie molekularnym, komórkowym i całego organizmu oraz złożone zależności między organizmami a środowiskiem. - K_W04

W5. Absolwent zna i rozumie w zaawansowanym stopniu specyfikę biologii na poziomie molekularnym, kierunki jej rozwoju i wybrane osiągnięcia oraz możliwości praktycznych zastosowań wiedzy biologicznej, szczególnie z zakresu biologii stosowanej, w życiu społeczno-gospodarczym. - K_W06

W6. Absolwent zna i rozumie fundamentalne dylematy współczesnej cywilizacji oraz ich podstawowe implikacje w odniesieniu do badań naukowych z zakresu biologii molekularnej i opracowywania nowej generacji substancji biomedycznych. - K_W08

UMIEJĘTNOŚCI

U1. Absolwent potrafi formułować i rozwiązywać nietypowe i złożone problemy, krytycznie oceniać fakty, wyprowadzać odpowiednie wnioski w zakresie analiz biochemicznych i biologii molekularnej oraz wykonywać różne zadania w zmiennych i nie w pełni przewidywalnych warunkach związanych z biologia eksperymentalna na poziomie molekularnym. - K_U01

U2. Sprawnie i wydajnie korzysta z literatury naukowej w formie podręczników akademickich jak i profesjonalnej literatury naukowe o tematyce biologii molekularnej i biochemii - K_U02

U3. Absolwent potrafi właściwie dobierać i stosować odpowiednie metody i narzędzia badawcze (np. Posiada kompetencje do wykonania analiz materiału biologicznego izolowane z komórki, jak kwasy nukleinowe/białka, ocenia wyniki analiz oraz jest w stanie zaplanować doświadczenie naukowe w celu określenia parametrów kwasów nukleinowych jak i białek) oraz prezentować wyniki eksperymentów lub obserwacji i wnioski, w tym z analizy literatury fachowej, w formie pisemnej i ustnej, z użyciem zaawansowanych technik informacyjno-komunikacyjnych. - K_U03

U4. Absolwent potrafi przeprowadzać eksperymenty, obserwacje i pomiary stosując odpowiednie narzędzia i metody badawcze (wykonuje podstawowe doświadczenia jak analizy elektroforetyczne, chromatograficzne czy obserwacje mikroskopowe w zakresie biologii molekularnej dotyczące oceny podstawowych procesów biologicznych) a także interpretować otrzymane wyniki i wyciągać wnioski w oparciu o posiadaną wiedzę. - K_U04

U5. Absolwent potrafi komunikować się z otoczeniem z użyciem specjalistycznej terminologii z zakresu biologii molekularnej i pokrewnych nauk przyrodniczych oraz uczestniczyć w debacie naukowej, odpowiednio przedstawiając i uzasadniając swoje stanowisko oraz oceniając w dyskusji różne opinie i stanowiska. - K_U05

U6. Absolwent potrafi samodzielnie planować i realizować własne uczenie się przez całe życie, dokonując wyboru zakresu problemów do studiowania pod kątem swoich zainteresowań oraz przyszłej działalności zawodowej. - K_U09

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

K1.Absolwent jest gotów do krytycznej oceny posiadanej wiedzy i odbieranych treści z różnych źródeł oraz do uznawania znaczenia wiedzy ogólnej i specjalistycznej z zakresu biologii molekularnej w rozwiązywaniu problemów poznawczych i praktycznych, a także do zasięgania opinii ekspertów w

przypadku trudności z samodzielnym rozwiązywaniem problemów. - K_K02

K2. Absolwent posiada kompetencje do wypełniania zobowiązań społecznych, a przede wszystkim do dzielenia się wiedzą z zakresu biologii molekularnej z innymi oraz współorganizowania działalności na rzecz środowiska społecznego w celu poprawy jakości życia. - K_K03

K3. Absolwent w ramach swojego wykształcenia w zakresie wybranych zjawisk w biologii molekularnej jest gotów do dbałości o dorobek w zakresie wiedzy i tradycje zawodu biologa. - K_K06