Detail předmětu

Základy moderních biotechnologií

FCH-BCO_ZMAk. rok: 2019/2020

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.

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.

Doporučená nebo povinná literatura

Alberts a kol.: Základy buněčné biologie. Espero Publishing, 2001. (CS)
Rosypal S.: Úvod do molekulární biologie I-IV. Brno, 2002. (CS)
Hartl D.L:, Jones E.W.: Genetics: Analysis of Genes and Genomes. Jones and Bartlett Publishers 2001 (EN)
e-learning FCH (CS)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Výuka předmětu je realizována formou: Přednáška - 1 vyučovací hodina týdně, Seminář - 2 vyučovací hodiny týdně. Vyučujícím a studentům je k dispozici e-learningový systém LMS Moodle.

Způsob a kritéria hodnocení

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

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

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

Cíl

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.

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Seminář

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor