Wirusologia molekularna -W

obowiązkowe

Znajomość podstawowych zagadnień związanych z biologią molekularną, mikrobiologią i wirusologią.

Celem kursu jest przybliżenie słuchaczom współczesnej wiedzy dotyczącej wirusologii molekularnej obejmującej takie zagadnienia jak: natura, właściwości i budowa wirusów, mechanizmy replikacji, strategie ekspresji informacji genetycznej, mechanizmy patogenności, oddziaływanie na zainfekowane komórki oraz organizm gospodarza.

Na ćwiczeniach studenci zapoznają się z podstawowymi i zaawansowanymi technikami wykorzystywanymi w pracy eksperymentalnej z użyciem wirusów jako modeli badawczych oraz narzędzi.

Opis wykładu:

Podczas wykładu poruszane są następujące zagadnienia:

- Definicja wirusa. Zasady klasyfikacji i taksonomii wirusów

- Wirosfera i znaczenie ekologiczne wirusów

- Losy cząstek wirusowych w komórce gospodarza. Lizogenia, stan latencji i cykl lityczny

- Budowa cząstek wirusowych, wielofunkcyjność białek wirusowych

- Mechanizmy wejścia wirusów do komórek bakteryjnych i eukariotycznych oraz strategie ich opuszczenia.

- Genomy wirusowe – charakter chemiczny, struktura i organizacja. Strategie zwiększające pojemność genetyczną.

- Mechanizmy replikacji genomów typu RNA na przykładach: pikornawirusów (polio), alfawirusów, rabdowirusów ortomyksowirusów (grypy) oraz reowirusów; genomów typu DNA na przykładach poliomawirusów (SV40); adenowirusów, herpeswirusów, dependowirusów (AAV). Odwrotna transkrypcja jako etap cyklu infekcyjnego retrowirusów i hepadnawirusów.

- Ekspresja informacji genetycznej wirusów: transkrypcja i translacja oraz mechanizmy regulujące te procesy.

- Mechanizmy patogenności oraz strategie przejęcia kontroli nad procesem ekspresji genów.

- Zmienność wirusów, ewolucja oraz wirusy i choroby nowo- wyłaniające się.

- Nietypowe formy patogenne i czynniki subwirusowe (satelity, wiroidy, priony).

- Aktualne zagrożenia ze strony wirusów (wirus grypy, wirus Ebola, wirus Zika itp.)

Opis ćwiczeń:

Ćwiczenia mają charakter zajęć laboratoryjnych (praca samodzielna lub w zespołach). W trakcie ćwiczeń studenci poznają podstawowe i zaawansowane techniki pracy z wirusami. Realizowane są następujące zagadnienia:

- Namnażanie, mianowanie i metody identyfikacji bakteriofagów wirulentnych (T7 i M13) oraz łagodnych (HP1 i lambda)

- Metody identyfikacji fagów wirulentnych i łagodnych

- Typowanie bakterii z użyciem wirusów

- Identyfikacja lizogena. Konwersja lizogenna, wpływ sekwencji profagowych na patogenność komórek gospodarza

- Identyfikacja obecności w komórkach bateryjnych systemów obronnych przed infekcją wirusową: restrykcji-modyfikacji oraz abortywnej infekcji

- Izolacja cząstek wirusowych

- Izolacja genomowego DNA bakteriofagów (dwu- i jednoniciowego)

- Transfekcja komórek bakteryjnych materiałem genetycznym wirusów

- Zastosowanie elementów regulatorowych (np. promotorów) i enzymów pochodzenia wirusowego w biologii molekularnej i biotechnologii

- Technika Phage Display jako metoda wykrywania i badania oddziaływań pomiędzy białkami wraz z analizą bioinformatyczną uzyskanych wyników

- Zastosowanie techniki łańcuchowej reakcji polimerazy do wykrywania zakażeń wirusowych.

- Otrzymanie biblioteki fragmentów genomowego DNA faga HP1 w wektorze plazmidowym. Projekt klonowania obejmuje: indukcję cząstek faga HP1 z lizogena Haemophilus influenzae, izolację materiału genetycznego wirusa, rekombinację DNA (trawienie enzymami restrykcyjnymi i ligacja), transformację komórek bakteryjnych Escherichia coli, selekcję odpowiednich klonów, izolację plazmidowego DNA wybranych rekombinantów i ich analizę restrykcyjną wraz z tworzeniem map restrykcyjnych.

Piekarowicz A (2004) Podstawy Wirusologii Molekularnej PWN

Flint et al. (2009) Principles of Virology, ASM Press

Goździcka-Józefiak (2019) Wirusologia, PWN

http://viralzone.expasy.org/

Literatura jest podawana na bieżąco przez prowadzącego

Wykazuje znajomość zasad planowania badań, zna różnorodne techniki i narzędzia badawcze, stosowane w mikrobiologii, biotechnologii i wirusologii.

Wykazuje znajomość aktualnego stanu wiedzy w głównych działach wirusologii; ma wiedzę dotyczącą: terminologii wirusologicznej, najnowszych badań, odkryć i ich zastosowań w biotechnologii, medycynie czy rolnictwie.

Ma pogłębioną wiedzę w wybranych obszarach biotechnologii mikroorganizmów i wirusologii, a także rozumie i rozpoznaje złożoność procesów i zjawisk w przyrodzie, których rozwiązanie wymaga podejścia interdyscyplinarnego, opartego na danych empirycznych.

Zna zróżnicowanie strukturalne, genetyczne i funkcjonalne wirusów.

Dostrzega dynamiczny rozwój nauk przyrodniczych oraz powstawanie nowych dyscyplin badawczych, a także identyfikuje najistotniejsze trendy rozwoju wirusologii w zakresie studiowanej przez siebie specjalności.

Posiada wiedzę o zasadach BHP i zasadach ergonomii, zapewniających bezpieczną pracę w laboratorium mikrobiologicznym i wirusologicznym

Wybiera i stosuje podstawowe oraz zaawansowane techniki i narzędzia badawcze właściwe dla szeroko pojętej wirusologii oraz biologii molekularnej.

Wykorzystuje w sposób biegły naukowe i popularnonaukowe teksty biologiczne w języku nowożytnym (polskim i angielskim), wykazując umiejętność krytycznej analizy i selekcji, zwłaszcza ze źródeł elektronicznych i mediów, informacji dotyczących wirusologii.

Potrafi pod nadzorem opiekuna naukowego planować i wykonać eksperyment z zastosowaniem poznanych metod wirusologicznych oraz biologii molekularnej; umie zaproponować metody przeprowadzenia wskazanych oznaczeń.

Potrafi krytycznie opracować wybrany problem dotyczący wirusologii na podstawie danych literaturowych i wyników własnych badań, zbierając dane empiryczne, dokonując ich interpretacji oraz formułując własne opinie i wnioski.

Wykazuje umiejętność pracy w zespole, realizując podstawowe projekty badawcze z dziedziny wirusologii.

Wykazuje odpowiedzialność za powierzony zakres prac badawczych, za pracę własną i innych.

Ma nawyk korzystania z obiektywnych źródeł informacji naukowej oraz wykazuje ostrożność i krytycyzm w odbiorze informacji dostępnej w środkach masowego przekazu mających odniesienie do wirusologii i osiągnięć biotechnologii.

Odczuwa potrzebę stałego dokształcania się i aktualizowania wiedzy, korzystając ze źródeł naukowych i popularnonaukowych, dotyczących wirusologii i ogólnie pojętej biotechnologii oraz rozumie potrzebę stałego podnoszenia swoich kompetencji zawodowych.

Rozumie potrzebę pełnienia roli edukacyjnej w społeczeństwie, opartej na wiedzy i umiejętnościach z zakresu wirusologii, biologii molekularnej i biotechnologii.

Wykład

Ocena końcowa jest oceną z egzaminu. Warunkiem dopuszczenia do egzaminu osób, które wybrały pełny przedmiot (wykład + ćwiczenia) jest zaliczenie ćwiczeń na ocenę pozytywną. Egzamin pisemny składa się z pytań otwartych. Zaliczenie egzaminu wymaga uzyskania minimum 51% maksymalnej liczby punktów, które można uzyskać.

Nie wymagane