Bendroji biotechnologija ir bioinformatika

Dalyko anotacija lietuvių kalba

Šis kursas skirtas supažindinti gamtamokslius studentus su pagrindinėmis biotechnologijos ir bioinformatikos idėjomis ir principais, išaiškinami biotechnologijos mokslo pasiekimai ir istorija; išanalizuojami biotechnologijos uždaviniai, objektai ir metodai bei praktinis pritaikymas. Studentai supažindinami su fermentatorių tipais ir panaudojimu bei metabolinių procesų valdymu. Išaiškinami šiluminiai ir transporto procesai biotechnologijoje. Apžvelgiamos produktų gryninimo metodikos ir jų taikymas. Studentai supažindinami su tradiciniais ir moderniais bionanotechnologijos įrankiais, nanotechnologija biologijoje, bio-technologijoje ir medicinoje. Išaiškinami bionanotechnologijos keliami pavojai, aplinkos ir vartotojų apsaugos priemonės, ateities bionanotechnologija. Studentai supažindinami su bioinformatikos mokslu, praktiniu pritaikymu ir perspektyvomis. Suteikiami teoriniai ir išlavinami praktiniai paieškos literatūrinėse duomenų bazėse, darbo su biologinių sekų ir struktūrų duomenų bazėmis ir biologinių sekų bei struktūrų palyginimo įgūdžiai.

Dalyko anotacija užsienio kalba

Main principles of molecular biology. Biotechnology science and history. Objectives, methods and objects of biotechnology. Practical use of biotechnology. Fermentations and control of metabolic processes. Thermal and transport processes in biotechnology. Purification of products. Tools of bionano-technology. Applications of nanotechnology in biology, biotechnology and medicine. Social, ethical and safety concerns. Health and environmental impacts. Future of nanotechnology. Course is intended to provide students with an introductory survey of bioinformatics biology, emphasizing basic principles, practical use and future perspectives. It provides theoretical and practical knowledge on work with literature databases, molecular sequences and structures databases, and use of sequence and structure alignment.

Būtinas pasirengimas dalyko studijoms

Bendroji biologija, Biochemija, Bendroji genetika, Biofizika, Mikrobiologija ir imunologijos pagrindai

Dalyko studijų rezultatai

Įgys žinias apie: pagrindines biotechnologijos ir bioinformatikos idėjas ir jų raidą; biotechnologinių tyrimų metodus ir principus; sprendžiamas biotechnologines problemas bei pavojus ir galimus jų sprendimo būdus; biotechnologijų ir bioinformatikos panaudojimą moksliniuose tyrimuose ir santykį su kitais biologiniais mokslais. Įgys žinias apie bioinformatikos panaudojimą molekulinijame, organizmo ir filogenetiniame lygmenyse; biologinių sekų ir struktūrų duomenų bazių panaudojimo principus, bei biologinių sekų ir struktūrų palyginimų konstravimus. Suvoks: biotechnologijos ir bioinformatikos reikšmę šiuolaikinės biologijos, kitų modernių mokslų, bei visuomenės vystymosi kontekste; biotechnologijos ir bioinformatikos taikymą pramonėje ir moksliniuose tyrimuose; bioinformatikos taikymą mokslinių publikacijų paieškoje, straipsnių rašyme. Suvoks biologinių sekų ir struktūrų duomenų bazių esmę ir panaudojimo galimybes. Suvoks biologinių sekų ir struktūrų palyginimo pradmenis ir panaudojimą. Gebės: biotechnologinėmis priemonėmis praktiškai pagaminti paprastesnius biotechnologinius produktus, atlikti makromolekulinės sudėties nustatymą, atlikti antioksidantų efektyvumo gyvulinėse ir augalinėse sistemose analizę. Gebės praktiškai atlikti mokslinės literatūros paiešką skirtingose literatūrinėse duomenų bazėse, efektyviai randant priėjimą prie pilnateksčių straipsnių; atlikti DNR, RNR ir baltymų molekulinių sekų ir struktūrų paiešką skirtingose duomenų bazėse, bei surasti informaciją apie jų funkciją ir kitą specifinę informaciją; palyginti biologinių makromolekulių sekas skirtingais bioinformatikos įrankiais bei atlikti teisingą palyginio interpretaciją. Gebės pritaikyti biotechnologines ir bioinformatikos žinias kitų programos dalykų studijose ir moksliniame darbe.

Dalyko turinys

Supažindinimas su pagrindiniais molekulinės biologijos principais. Biotechnologijos mokslas ir istorija. Biotechnologijos uždaviniai, objektai ir metodai bei praktinis pritaikymas. Fermentatoriai ir metabolinių procesų valdymas. Šiluminiai ir transporto procesai biotechnologijoje. Produktų gryninimas. Bionanotechnologijos įrankiai. Nanotechnologija biologijoje, bio-technologijoje ir medicinoje. Bionanotechnologijos keliami pavojai, visuomenės sveikata, aplinkos ir vartotojų apsauga. Ateities bionanotechnologija. Bioinformatikos mokslas, praktinis pritaikymas ir perspektyvos. Literatūrinės duomenų bazės. Nukleininių sekų duomenų bazės. Baltyminių sekų duomenų bazės. Struktūrinės duomenų bazės. Biologinių sekų ir struktūrų palyginimas. Praktiniai užsiėmimai: Kazeino panaudojimas maistinėje pramonėje. Biologinių makromolekulių nustatymas biologiniuose objektuose. Antioksidantų efektyvumo nustatymas gyvulinėse ir augalinėse sistemose. Biologinė paieška literatūrinėse duomenų bazėse. NCBI duomenų bazė. Baltyminių sekų duomenų bazės. Struktūrų duomenų bazė PDB. Sekų palyginimai naudojant skirtingas strategijas. BLAST praktinis pritaikymas.

Dalyko studijos valandomis

Dalyko studijos valandomis: paskaitos – 45 val., laboratoriniai darbai – 30 val., konsultacijos, egzaminai – 5 val., savarankiškas darbas (pasirengimas laboratoriniams darbams, kolokviumui ir egzaminui) – 70 val. Iš viso - 150 val.

Studijų rezultatų vertinimas

Tarpinis testas (kolokviumas) raštu sudaro 17 % galutinio studentų žinių įvertinimo. Laboratoriniai darbai – 33 %. Egzaminas- 50 % galutinio žinių įvertinimo, vertinamas tik atlikus savarankiškas užduotis, bei laboratorinius darbus ir pilnai už juos atsiskaičius.

Literatūra

1. 2009 Pevsner J. Bioinformatics and functional genomics John Willey and Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, JAV 2. 2008 Baublys V. Bioinformatika ir biomodeliavimas
2. Morkūnas ir Ko, Kaunas
3. 2006 Wink M. (Eds.) An introduction to molecular biotechnology John Wiley & Sons
4. 2005 Saulis G., Bionanotechnologija: paskaitų medžiaga. VDU leidykla,Kaunas
Papildoma literatūra
1. 2007 Xiaohua Hu, Yi Pan. Hoboken (N. J.). Knowledge discovery in bioinformatics :techniques, methods, and applications John Willey and Sons, Inc., Hoboken, New Jersey, JAV
2. 2005 Andrade M. A. Bioinformatics and genomes :current perspectives Wymondham : Horizon Scientific Press
3. 2005 Baxevanis A. D., Ouellette B. F. F. Bioinformatics :a practical guide to the analysis of genes and proteins Wiley-Interscience
4. 2004 Orengo C., Jones D., Thornton J. Bioinformatics :genes, proteins and computers
5. 2004 Niemeyer C.M., Mirkin C.A. Nanobiotechnology: Concepts, Applications and Perspectives.