Molekulární biologie

Garant předmětu:

Taťána Jarošíková

Přednášející:

Taťána Jarošíková

Cvičící:

Taťána Jarošíková, Lucie Mrázková

Předmět zajišťuje:

katedra přírodovědných oborů

Anotace:

Hlavní náplní předmětu je popis struktur podílejících se na dědičnosti organismů, jejich vzájemné interakce a regulace jejich funkce struktura a funkce nukleových kyselin DNA, RNA. Replikace, transkripce, translace. Proteosyntéza, prokaryotická a eukaryotická genová exprese. Struktura a funkce vybraných proteinů a enzymů. Technologie rekombinantní DNA a klonování genů, transgenní organismy.

V oblasti metod molekulární biologie je kromě základních metod (izolace DNA, centrifugace, PCR, ELFO) výklad doplněn o další důležité experimentální metodiky, jako jsou hybridizace NK, metody využívané při genových manipulacích v genovém inženýrství (modifikace genů, sestřih genů, rekombinantní DNA, vektory a klonování DNA, využití restrikčních enzymů), typy metod sekvenování DNA, biotechnologie, hybridomové technologie.

Požadavky:

Podmínky pro získání zápočtu:

1. 2 testy minimálně 60% úspěšnost (termíny 1. po 7. týdnu, 2. po 13. týdnu).

2. 100% docházka u praktických cvičení, v případě nemoci náhrada.

3. Odevzdané všechny protokoly z praktických úloh.

Podmínky pro zkoušku:

1. Úspěšné absolvování písemného testu, 25 otázek s výběrem 1 správné odpovědi nebo doplňování pojmů, či přiřazování otázek a odpovědí. Pro pokračování k ústní zkoušce minimální úspěšnost testu 60 %.

2. Ústní zkoušení z probrané látky.

Osnova přednášek:

Charakteristika předmětu, historie, definice pojmů.

Struktura a funkce DNA, (struktura purinových a pyrimidinových bází; nukleozidy a nukleotidy, primární, sekundární, terciární struktura DNA, stavba genu).

Morfologie chromozomů, rozdíly prokaryot a eukaryot.

Replikace a reparace DNA. Replikace DNA u prokaryot a eukaryot, fáze a přehled enzymů replikačního aparátu. Reparace rozdělení reparačních mechanismů.

Struktura a funkce RNA, (purinové a pyrimidinové báze, ribozomální RNA, messenger RNA, transferová RNA; stavba a funkce ribozomu).

Proces transkripce, složitost eukaryotních genů, posttranskripční úpravy.

Proces translace, posttranslační úpravy proteinů, genová exprese, regulace genové exprese. Enzymy experimentálně používané v molekulární biologii.

Metody izolace nukleových kyselin, stanovení koncentrace a čistoty NK, restrikční metody, elfo.

Hybridizace nukleových kyselin, typy a způsoby přenosu, využití hybridizace v praxi, Biotechnologie přípravy vybraných proteinů.

Metody sekvenování DNA základní metody (enzymová, chemická), nové přístupy sekvenování (pyrosekvenování, Solexa, využití čipů)

Polymerázová řetězová reakce (PCR), princip, vlastnosti jednotlivých složek a fází standardní PCR.

Další modifikace PCR a jejich využití.

Klonování DNA, vektory, genové knihovny.

Genové inženýrství. Transgenní organizmy GMO.

Genová terapie definice a klasifikace, genová terapie nádorových onemocnění, genová terapie zprostředkovaná oligonukleotidy, genová (genetická) imunizace.

Osnova cvičení:

Bezpečnost práce v molekulárně-biologické laboratoři.

Seznámení s přístrojovým vybavením laboratoře.

Genotypizace metoda identifikace druhu, jedince pomocí DNA sekvencí.

Metoda DNA fingerprinting. Restrikční analýza ve forenzní genetice.

Příklad myšího modelového systému onemocnění pro vyhledávání kandidátních oblastí DNA spojených s imunogenetickou reakcí na onemocnění.

Izolace DNA z myších tkání pomocí NaOH.

Izolace DNA, RNA z myších tkání metodou fenol-chloroform (TRI reagent).

Stanovení a porovnání kvality a kvantity extrahované DNA pomocí metody nanospektrofotometrie.

PCR reakce příprava PCR mixu a ředění vzorků DNA pro amplifikaci vybraných úseků DNA.

Horizontální gelová elektroforéza. Příprava elektroforézy. Separace vzorků DNA horizontální elektroforézou. Vizualizace fragmentů DNA na UV transiluminátoru, fotodokumentace výsledků.

Vyhodnocení výsledků experimentu.

Zápočtový test.

Cíle studia:

Studijní materiály:

Povinná literatura:

ALBERTS, Bruce. Základy buněčné biologie: úvod do molekulární biologie buňky. 2. vyd. Ústí nad Labem: Espero, 2010. ISBN 80-902906-2-0.

ROSYPAL, Stanislav. Úvod do molekulární biologie. Díl I. Čtvrté inovované vydání. Brno: Stanislav Rosypal, 2006. ISBN 80-092562-5-2.

ALBERTS, Bruce et al. Molecular biology of the cell. Edited by Bruce Alberts. 5th ed. New York: Garland Science, 2022. ISBN: 9780393884852

GOLOLOBOVÁ Blanka, Epigenetika. Nakladatelství Blue step, 320 s. 2019. ISBN: 9788090576735

ROSYPAL, Stanislav. Úvod do molekulární biologie. Díl II. 3. inov. vyd. Brno: Stanislav Rosypal, 2000. ISBN 80-902562-1-X.

ROSYPAL, Stanislav. Úvod do molekulární biologie. Díl III. 3. inov. vyd. Brno: Stanislav Rosypal, 2000. ISBN 80-902562-2-8.

ROSYPAL, Stanislav a kol. Úvod do molekulární biologie. Díl IV. 3. inov. vyd. Brno: Stanislav Rosypal, 2002. ISBN 80-902562-4-4.

ŠMARDA Jan a kol. Metody molekulární biologie. Brno: Masarykova univerzita Brno, 2012. ISBN 978-80-210-3841-7.

Doporučená literatura:

JELÍNEK Jan, Úvod do biochemie a molekulární biologie. nakladatelství: COMPUTER MEIA, 120 s. 2021. ISBN: 978-80-7402-440-5

ZIMA, Tomáš a kol. Laboratorní diagnostika. 3. dopl. a přepr. vyd. Praha: Galén, 2013. ISBN 978-80-7492-062-2.

GREEN, Michael. R. a Joseph SAMBROOK. Molecular cloning: a laboratory manual. 4th ed. Cold Spring Harbor: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2012. ISBN 978-1-936113-42-2.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2024/2025:

	06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po	místnost KL:B-224 Mrázková L. 16:00–19:50 LICHÝ TÝDEN (přednášková par. 1) Kladno FBMI Laboratoř molekulární biologie místnost KL:B-224 Mrázková L. 16:00–19:50 SUDÝ TÝDEN (přednášková par. 1) Kladno FBMI Laboratoř molekulární biologie
Út	místnost KL:B-420 Jarošíková T. 14:00–15:50 (přednášková par. 1) Kladno FBMI Učebna
St
Čt
Pá

Rozvrh na letní semestr 2024/2025:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Bakalářský studijní program Laboratorní diagnostika ve zdravotnictví (povinný předmět)