Klonování a genové inženýrství

OBSAH PŘEDMĚTU: Nástroje genového klonování: restrikční endonukleasy, DNA polymerasy, ligasy a reverzní transkriptasy, plasmidy a klonovací vektory. Techniky PCR: princip, optimalizace, typy a využití. Mutageneze in vitro, cílené změny genetického materiálu, náhodná mutageneze, mutageneze pomocí mutagenních oligonukleotidů, mutageneze místně cílená, kazetová mutageneze, využití supresorových tRNA. Tvorba a využití cDNA a genomových knihoven. Genové čipy, DNA microarrays, Affymetrix technologie. Klonovací strategie: Optimalizace exprese klonovaných genů, faktory ovlivňující expresi genů v cizorodých hostitelích, selekční markery. Klonování genů v prokaryotech. Klonování genů v kvasinkách a jeho využití pro analýzu eukaryotického genomu. Způsoby přenosu cizích genů do eukaryotických buněk (mikroinjekce, elektroporace, transfekce, vektorové systémy, biolistické metody). Obecná charakteristika vektorů pro přenos genů do eukaryot, selekční markery. Klonování genů v rostlinách a jeho využití. Přenos genů pomocí vektorů odvozených od Ti-plasmidu. RNAi, zhasínání genů a genový "knock out". Klonování genů v živočišných buňkách. Přenos cizích genů do zárodečných buněk (vajíček, embryí) hmyzu, obojživelníků a savců. Využití metod rekombinantní DNA v zemědělství, průmyslu a zdravotnictví. Bt kukuřice, DNA vakcinace a "plantibiotics", biokontrola životního prostředí., ochrana proti bioterorismu atd. Transgenní živočichové: Dolly a Polly, Cumulina, lidské proteiny, klonování lidského genomu. Genové terapie, hlavní strategie genové terapie in vitro a in vivo. Klonování a kmenové buňky. Příprava transgenních organismů. Rizika přípravy transgenních organizmů, pravidla bezpečnosti práce s transgenními organizmy. Etické problémy související s mezidruhovým přenosem genů a přípravou transgenních organizmů. Legislativa GMO.

Náplní semináře je diskuse klonovacích strategií a samostané vypracování strategie pro funkční expresi zadaného genu. Studenti se seznámí se softwarem pro molekulárně genetickou analýzu, editaci a porovnání sekvencí, navrhování primerů a restrikční analýzu. Budou využívat a naučí se orientovat v genetických databázích na Internetu.