Bi7201 Základy genomiky

Přírodovědecká fakulta
podzim 2011
Rozsah
1/0/0. 1 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
doc. RNDr. Jan Hejátko, Ph.D. (přednášející)
RNDr. Hana Konečná (přednášející)
Mgr. et Mgr. Veronika Oškerová, Ph.D. (pomocník)
Garance
prof. RNDr. Jiří Fajkus, CSc.
Ústav experimentální biologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Jan Hejátko, Ph.D.
Rozvrh
Pá 12:00–13:50 B11/306
Předpoklady
Předpokladem pro porozumění předmětu je absolvování základů biochemie nebo molekulární biologie a genetiky.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
předmět má 7 mateřských oborů, zobrazit
Cíle předmětu
Studenti získají teoretický přehled základních přístupů současné funkční genomiky: Teorie základních bioinformatických nástrojů, základy práce s genomovými databázemi, identifikace genové funkce in silico, cíleným umlčováním genů a přístupy získané funkce, fenotypové profilováni (DNA, RNA a proteinové čipy), metody identifikace a analýzy sekvenčně specifických mutantů, fragmentační analýza a poziční klonování, atd.. Přednáška je koncipována jako rozšířený úvod do navazujících praktických cvičení (Bi7201c), v jejichž rámci si budou moci studenti většinu z teoretických poznatků vyzkoušet v praxi. Na konci přednášky získají studenti přehled o moderních přístupech funkční genomiky. Studenti budou schopni použít a interpretovat informace uložené v genomových databázích, orientovat se v přístupech a problémech moderní biologie a tvůrčím způsobem se spolúčastnit jejího dalšího rozvoje.
Osnova
  • Úvod do genomiky.
  • Metody funkční genomiky.
  • Genomové databáze a základní nástroje bioinformatiky (typy databází, vyhledávání v databázích, vyhledávání podobných sekvencí [BLAST a FASTA], několikanásobné porovnávání sekvencí [CLUSTALW], vyhledávání v genomových databázích Arabidopsis thaliana,lokalizace genů na chromozomu, identifikace a analýza promotorových oblastí jednotlivých genů [ALIBABA], virtuální PCR).
  • In silico predikce genové funkce.
  • Přístupy přímé a revezní genetiky(metody získávání a identifikace sekvenčně specifických mutantů, sbírky mutantů a jejich analýza, fyzikální a chemická mutageneze, metody cíleného umlčování genů pomocí RNA interference).
  • Fragmentační analýza DNA a poziční klonování jako nástroje přímé genetiky.
  • Metody identifikace genů pomocí přístupů získané funkce(T-DNA aktivační mutageneze, ektopická exprese, systémy regulovatelné genové exprese).
  • Fenotypové profilování (cDNA, RNA a proteinové čipy, metabolické profilování, metody mikrodisekce, proteomické přístupy).
  • Southern blot a DNA molekulární hybridizace.
  • Identifikace a charakterizace inzerční mutace ve vybraném členu komplexní genové rodiny u Arabidopsis thaliana s využitím vyhledávání založeném na PCR.
  • Metody analýzy genové exprese (kvalitativní i kvantitativní metody, analýza exprese pomocí transkripční a translační fůze s reporterovým genem, Genevestigator).
  • Nové přístupy: Chemická genetika.
Literatura
  • Hunt, S.P., Livesey, F.J. (Editors). Functional Genomics : A Practical Approach. Practical Approach Series
  • Starkey, M.P., and Elaswarapu R. (Editors). Genomics Protocols. Methods in Molecular Biology, Vol 175
Výukové metody
Hlavní výukovou metodou jsou přednášky, obsahující konkrétní příklady vlastní vědecké praxe a demonstrace řešení konkrétních problémů spojených s využitím jednotlivých nástrojů funkční genomiky.
Metody hodnocení
Typ výuky: Docházka na přednášky není povinná, ale přítomnost studentů je velice žádoucí pro pochopení principů přístupů funkční genomiky; studijní materiály dostupné on-line jsou spíše doplňkové. Typ závěrečné zkoušky: Písemná zkouška.
Navazující předměty
Informace učitele
Tato přednáška je teotetickým základem k blokovým cvičením (Bi7201c) a její absolvování je nutným předpokladem k zápisu do cvičení. Přednáška bude zahrnovat teoretický úvod do současného pojetí funkční genomiky s důrazem na metody reverzní genetiky (metody identifikace sekvenčně specifických mutantů, analýza fenotypu), práce s databázemi a základními nástroji bioinformatiky a popis základních technik užívaných v současné, bouřlivě se rozvíjející molekulární biologii "postgenomového" věku (analýza transkriptomu a proteomu pomocí DNA, RNA a proteinových čipů i analýza expresních profilů jednotlivých genů, fragmentační analýza, poziční klonování, techniky transgenoze pro umlčování i aktivaci genů, atd.). Zdůrazněny budou zejména přístupy používané v naší laboratoři (Laboratoř molekulární fyziologie rostlin), která svým vybavením a znalostním zázemím umožňuje celou řadu těchto přístupů realizovat v praxi. Přednáška bude ukončena zkouškou, jejíž výsledky budou zároveň sloužit i jako doplňující kritérium při zápisu do cvičení. Doplňující informace o organizaci výuky v podzimním semestru 2011: Výuka bude probíhat v UKB, Kamenice 5, v učebně A11/306 a to každý pátek od 12.00 do cca 13.30. Přednášet budu vždy dvě (výukové) hodiny najednou a to pouze polovinu semestru. První přednáška proběhne 23.9. 2010, poslední přednáška pak proběhne 4.11. 2011. První řádný zkouškový termín byl vypsán na 11.11.2009, na ISu najdete vypsány i další řádné a opravné termíny. Na základě svých předchozích zkušeností zde explicitně upozorňuji na to, že není možné přijít na opravný termín bez předchozího absolvování zkoušky v termínu řádném. Výuka navazujícího předmětu "Bi7201c Základy genomiky, cvičení", proběhne blokově ve třech bězích (28.11.-2.12., 5.12.-9.12. a 12.-16.12. 2009). Na jednotlivé běhy budou vypsány seminární skupiny, do kterých se přihlašte tak, jak vám to bude časově lépe vyhovovat. Omlouvám se všem studentům, zejména nového PGS oboru Genomika a Proteomika, na které z kapacitních důvodů nezbylo místo. Cvičení probíhá v laboratořích, ve kterých běžně pracujeme a není možné je vyřadit z provozu na dobu delší než 3 týdny. Omezená kapacita cvičení je zárukou vaší kvalitní přípravy a z tohoto požadavku nemíním ustoupit. Nebudu proto umožňovat žádné výjimky, studenti oboru Genomika a Proteomika budou přednostně zařazování na potenciálně uvolněná místa. Prosím tedy studenty oboru Genomika a Proteomika, ale i ostatní studenty, kteří mají zájem o zařazení do tohoto seznamu "náhradníků", aby mi poslali potvrzení jejich zájmu e-mailem a do předmětu uvedli "Bi7201c, nahradnik". POZOR, upozorňuji, že podmínkou možnosti absolvovat cvičení je ÚSPĚŠNÉ absolvování zkoušky předmětu Bi7201. V případě, že se do prvního běhu cvičení zapíše někdo, kdo nebude mít zkoušku s hodnocením A-E, nebude se moci cvičení zúčastnit a na jeho místo zapíšu prvního náhradníka. V této souvislosti velice apeluji na vaši kolegialitu. Pokud se cvičení nebudete moci z jakýchkoliv důvodů zúčastnit, dejte mi to prosím co nejdříve vědět a odhlašte se z příslušné seminární skupiny. Vlastni cvičení pak proběhne v arealu kampusu PřF (UKB) v Brne-Bohunicích, Kamenice 3, budova A2, 3.NP.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, podzim 2010 - akreditace, podzim 2002, podzim 2003, podzim 2004, podzim 2005, podzim 2006, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011 - akreditace, podzim 2012.