|
Vyučující
|
-
Koutný Marek, prof. Mgr. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
- Klasické biotechnologie, členění biotechnologií, fermentační procesy. Přínos biotechnologií. - Teoretické základy molekulární biotechnologie. Variabilita DNA, genetický polymorfizmus. Genom, transkriptom, metabolom, proteom. Organizmy využívané v biotechnologiích. Tkáňové kultury. - Technologie rekombinantní DNA. Selekce buněk s klonovaným genem. Genomové knihovny. - Klonovací a expresní vektory - typy a využití, konstrukce, optimalizace exprese, faktory ovlivňující expresi v cizorodých organizmech. Klonování pomocí rekombinace. - Mutageneze in vitro, náhodná mutageneze, cílené změny genetického materiálu, mutageneze pomocí mutagenních oligonukleotidů. Syntéza genů. - Klonování a exprese genů v prokaryotických organizmech a možnosti využití. Kmeny Escherichia coli v molekulární biologii. Extremofilní prokaryotické mikroorganizmy a jejich využití v biotechnologiích. - Způsoby přenosu genů do eukaryotických organizmů (transfekce, elektroporace, mikroinjekce, vektorové systémy). Klonování a exprese genů v kvasinkách, rostlinných a živočišných buňkách. - Proteinové inženýrství, Heterologní produkce proteinu v cizorodých buňkách, faktory ovlivňují výtěžek nativního proteinu. - Využití enzymů v molekulárních biotechnologiích, kinetika reakcí. Imobilizované systémy. - Geneticky modifikované organizmy a jejich aplikace. Legislativa GMO v ČR ve vztahu k EU. Bioetika - problém mezidruhového přenosu genů a přípravy transgenních organizmů. - Molekulární biotechnologie v potravinářství - využití geneticky modifikovaných bakterií, kvasinek a mikromycet při produkci potravin. Zdravotní rizika. Detekce geneticky modifikovaných organizmů v potravinách. Imobilizované biosystémy v potravinářství. - Produkce protilátek, terapeutických proteinů a vakcín. Nukleové kyseliny jako terapeutika. Produkce farmakologicky významných látek, biopolymerů a látek s novými vlastnostmi v nepříbuzných hostitelích. - Biodetoxikace, biosorpce v biotechnologiích, mikrobiální insekticidy. Další odvětví využívající molekulární biotechnologie. - Nanobiotechnologie - nanočástice využívané ke značení látek, imunomagnetická separace. S-vrstvy a jejich využití v nanotechnologiích, nanopóry.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Metody práce s textem (učebnicí, knihou), Individuální práce studentů
- Příprava na zkoušku
- 50 hodin za semestr
|
| Výsledky učení |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Student má pokročilé znalosti v oblasti molekulární biotechnologie. |
| Student má pokročilé znalosti v oblasti molekulární biotechnologie. |
| Znalost technologií editace genů je nezbytná pro pochopení nástrojů, jako je CRISPR-Cas9, které umožňují přesné úpravy DNA, což umožňuje pokrok v genetickém inženýrství, vývoji terapií a zemědělských biotechnologiích. |
| Znalost technologií editace genů je nezbytná pro pochopení nástrojů, jako je CRISPR-Cas9, které umožňují přesné úpravy DNA, což umožňuje pokrok v genetickém inženýrství, vývoji terapií a zemědělských biotechnologiích. |
| Znalost technologie rekombinantní DNA je klíčová pro poznání, jak lze kombinovat DNA z různých zdrojů za účelem vytvoření geneticky modifikovaných organismů (GMO), výroby léčiv, jako je inzulín, a vývoje inovativních léčebných postupů. |
| Znalost technologie rekombinantní DNA je klíčová pro poznání, jak lze kombinovat DNA z různých zdrojů za účelem vytvoření geneticky modifikovaných organismů (GMO), výroby léčiv, jako je inzulín, a vývoje inovativních léčebných postupů. |
| Znalosti syntetické biologie jsou zásadní pro pochopení toho, jak lze biologické systémy a organismy od základu konstruovat, což umožňuje vytvářet nové biologické části, zařízení a systémy pro různé aplikace. |
| Znalosti syntetické biologie jsou zásadní pro pochopení toho, jak lze biologické systémy a organismy od základu konstruovat, což umožňuje vytvářet nové biologické části, zařízení a systémy pro různé aplikace. |
| Znalosti proteinového inženýrství jsou důležité pro navrhování a optimalizaci proteinů s novými nebo vylepšenými funkcemi, které lze využít v průmyslových procesech, při vývoji léčiv a v terapeutických aplikacích. |
| Znalosti proteinového inženýrství jsou důležité pro navrhování a optimalizaci proteinů s novými nebo vylepšenými funkcemi, které lze využít v průmyslových procesech, při vývoji léčiv a v terapeutických aplikacích. |
| Znalost vysoce výkonných sekvenačních technologií je nezbytná pro pochopení toho, jak rychlé sekvenování DNA a RNA umožňuje rozsáhlé genomické studie, personalizovanou medicínu a pokročilý výzkum v oblasti genomiky a transkriptomiky. |
| Znalost vysoce výkonných sekvenačních technologií je nezbytná pro pochopení toho, jak rychlé sekvenování DNA a RNA umožňuje rozsáhlé genomické studie, personalizovanou medicínu a pokročilý výzkum v oblasti genomiky a transkriptomiky. |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Schopnost vyhledávat v literatuře a provádět rešerše, abyste měli přehled o nejnovějších pokrocích a metodikách v oblasti molekulárních biotechnologií, což vám umožní přijímat informovaná rozhodnutí v oblasti výzkumu a vývoje. |
| Schopnost vyhledávat v literatuře a provádět rešerše, abyste měli přehled o nejnovějších pokrocích a metodikách v oblasti molekulárních biotechnologií, což vám umožní přijímat informovaná rozhodnutí v oblasti výzkumu a vývoje. |
| Schopnost používat bioinformatické nástroje a databáze pro analýzu genetických a proteinových sekvencí, pochopení funkce genů a identifikaci potenciálních cílů pro genetické inženýrství nebo terapeutické zásahy. |
| Schopnost používat bioinformatické nástroje a databáze pro analýzu genetických a proteinových sekvencí, pochopení funkce genů a identifikaci potenciálních cílů pro genetické inženýrství nebo terapeutické zásahy. |
| Schopnost navrhovat a simulovat experimenty v molekulární biologii pomocí metod in-silico, včetně vytváření plazmidových map, předpovídání výsledků editace genů a modelování proteinových struktur. |
| Schopnost navrhovat a simulovat experimenty v molekulární biologii pomocí metod in-silico, včetně vytváření plazmidových map, předpovídání výsledků editace genů a modelování proteinových struktur. |
| Schopnost analyzovat vysoce výkonná sekvenační data pomocí softwarových nástrojů k interpretaci genomických, transkriptomických a proteomických dat, což usnadňuje objevy v oblasti funkce, regulace a exprese genů. |
| Schopnost analyzovat vysoce výkonná sekvenační data pomocí softwarových nástrojů k interpretaci genomických, transkriptomických a proteomických dat, což usnadňuje objevy v oblasti funkce, regulace a exprese genů. |
| Schopnost kriticky hodnotit vědeckou literaturu s cílem posoudit platnost a spolehlivost experimentálních metod a výsledků v oblasti molekulární biotechnologie, což umožní vypracovat výzkumné projekty a inovace založené na důkazech. |
| Schopnost kriticky hodnotit vědeckou literaturu s cílem posoudit platnost a spolehlivost experimentálních metod a výsledků v oblasti molekulární biotechnologie, což umožní vypracovat výzkumné projekty a inovace založené na důkazech. |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Individuální práce studentů |
| Individuální práce studentů |
| Metody práce s textem (učebnicí, knihou) |
| Metody práce s textem (učebnicí, knihou) |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Individuální práce studentů |
| Individuální práce studentů |
| Praktické procvičování |
| Praktické procvičování |
| Hodnotící metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Ústní zkouška |
| Ústní zkouška |
| Analýza seminární práce |
| Analýza seminární práce |
|
Doporučená literatura
|
-
ALBERTS B. a kol. Základy buněčné biologie. Espero Publishing, 2001.
-
ALBERTS B. a kol. Základy buněčné biologie. Espero Publishing, Ústí nad Labem, 2004.
-
ALBERTS B. et al. Molecular Biology of the Cell. Garland Science, New York, 2002.
-
GLICK, B.J., PASTERNAK, J.J., PATTEN, C.L. Molecular biotechnology: Principles and applications of recombinant DNA. ASM Press, 2010.
-
Glick B.J., Paternak J.J., Patten C.L. Molecular biotechnology: Principles and applications of recombinant DNA. 2010.
-
Heller K.J. Genetically engineered food. Methods and detection and genomics. 2006.
-
LODISH H. et al. Molecular Cell Biology. W. H. Freeman and Company, 2000.
-
Niemeyer C, Mirkin C. Nanobiotechnology. 2004.
-
ROSYPAL S. Úvod do molekulární biologie. Brno, 1997.
-
Sambrook J., Russell D.W. Molecular Cloning: A laboratory manual. 2001.
-
Twynman R., Primrose S.B. Principles of gene manipulation and genomics. 2006.
-
Wink M. An introduction to molecular biotechnology. Molecular fundamentals, methods and applications in modeern biotechnology. 2006.
|