Molekularna biotehnologija

Predmet molekularna biotehnologija predstavlja številne primere aplikacij (predvsem) genske tehnologije, od klasičnih primerov proizvodnje antibiotikov in reagentov z gensko spremenjenimi organizmi do najnovejših dogajanj na področju sodobne biotehnologije iz strokovnih dnevnih novic. Razvoj novih orodij in tehnologij, (ne)uspehi pri kliničnih testiranjih potencialnih novih zdravil, priprava diagnostičnih sredstev, uporaba GSO za bioremediacijo in drugih aplikacijah v ekologiji itd.

Molekularno biotehnologijo lahko vpišete v 1. ali 2. letniku magistrskega študija. Nujno je dobro poznavanje DNA-tehnologije, dobro pa se predmet dopolnjuje s temeljnim predmetom Sintezna biologija. Predmet je mogoče vpisati v študijskem letu 2022/23, naslednjič pa predvidoma v št. letu 2024/25.

Izvedba predmeta bo s predavanji (30 h), seminarji (30 h) in laboratorijskimi vajami (15 h). Urnik v študijskem letu 2018/19 je bil: četrtek 10h-12h predavanja, potem 12h-14h seminar, oboje v seminarski sobi 1070 (lamela 1C), a bo lahko v tem letu drugačen.

Kot učbenik lahko uporabite knjigo Molecular Biotechnology - večino tistih poglavij, ki jih niste predelali pri Tehnologiji DNA. Uporabne so 3.-5. izdaja.

Vpis predmeta odsvetujem študentom, ki nimajo dovolj osnov s področja tehnologije rekombinantne DNA. Predmeta Molekulsko kloniranje (5 KT) in Tehnologija DNA (5 KT) predstavljata dobro osnovo za spremljanje tega predmeta, za nebiokemike pa nekateri drugi predmeti s tega področja v obsegu 10 KT ali več.

Vsebina predmeta

Predavanja:

1. Uvod. Biotehnologija in molekularna biotehnologija.
2. Molekularna biotehnologija in okolje: mikrobni biosenzorji, bioremediacija/fitoremediacija.
3. Molekularna biotehnologija v kmetijstvu: gensko spremenjene rastline (nadgradnja znanja iz Tehnologije DNA) in uporabna vrednost gensko spremenjenih bakterij
4. Molekularna biotehnologija in hrana: določanje GS sestavin in določanje sestave živil z analizo DNA.
5. Molekularna biotehnologija za pripravo terapevtikov: interferoni, rastni hormon, dejavnik tumorske nekroze, inzulin, interlevkini,….
6. Molekularna biotehnologija za pripravo encimov (nukleaze, lipaze).
7. Molekularna biotehnologija za pripravo diagnostičnih in terapevtskih protiteles.
8. Molekularna biotehnologija za pripravo cepiv: herpes, papilomavirus, kolera; DNA cepiva (karies), vektorska cepiva, mRNA-cepiva (novo), bakterije kot dostavni sistemi za antigene.
9. Molekularna biotehnologija za sintezo tržno zanimivih produktov: male biološke molekule, antibiotiki, biopolimeri.
10. Molekularna biotehnologija in uporaba biomase: proizvodnja fruktoze, alkoholov, mikrobna pretvorba celuloze in lignina.
11. Molekularna biotehnologija: metabolično inženirstvo.
12. Molekularna biotehnologija in novi viri energije.
13. Molekularna biotehnologija in gensko spremenjene rastline in živali.
14. Družbeni vidiki sodobne biotehnologije: varnost, okoljska tveganja, ekonomski vidiki in družbena sprejemljivost.

Laboratorijske vaje:

1. Določanje vrstne sestave mešanega mesa.
2. Določanje vsebnosti GS rastlin v živilu.
3. Načini transformacije cianobakterij.

Seminarji:

Primeri razvoja novih sistemov za proizvodnjo reagentov, terapevtikov, uporaba v zdravstvu, alternativni viri energije ipd. iz tekoče znanstvene periodike. Pregled novic iz sveta sodobne biotehnologije.

Vsak študent pripravi en seminar na osnovi članka, ki je bil objavljen v letu 2022 ali 2023 in se nanaša na eno od poglavij, ki jih bomo obravnavali na predavanjih. Napisati je treba povzetek s ~4000 znaki (dovoljeno odstopanje 10 %) in ga objaviti na wikiju. Razen tega pripravite predstavitev PPT (20 min (toleriram 17-23 min) + 5 min razprave). Na seznam se vpišite do 3.3. pod temo, ki vas zanima, oz. datum, ko bi želeli imeti seminar. Če članka ne boste predlagali sami oz. se glede teme ne boste uskladili z učiteljem, boste dobili dodeljen članek po presoji učitelja.

Poleg tega študent dvakrat v semestru predstavi neko novost s področja molekularne biotehnologije (npr. s spleta). Predstavitev poteka pred tablo (brez projekcije in računalnika); na voljo imate vsakič 3-4 min časa, čemur lahko sledi kratka razprava. Poimenski seznam po terminih bo objavljen v preglednici v spletni učilnici.

Seznam seminarjev prejšnje generacije in povezave do povzetkov: MBT seminarji 2021. Arhivirani so tudi seznami iz predhodnih let: MBT seminarji 2019, MBT seminarji 2017, MBT seminarji 2015, MBT seminarji 2014.

Ocenjevanje

Pri končni oceni štejejo: priprava in predstavitev seminarja 18 %, priprava novic in sodelovanje pri seminarjih 8 %, poročila z vaj 10 %, odgovori na izpitna vprašanja 64 % (pri izpitu je petina vprašanj z vaj, izpit je pisni). [V letu 2020/21 zaradi omejenih možnosti izvedbe vaj poročil ni bilo treba oddati, v dogovoru s študenti pa je bila utež za posamezne obveznosti naslednja: miniseminar 6 % (ta del je bil prej vključen v 'sodelovanje'), seminar 18 %, sodelovanje pri seminarjih 4 %, kolokvijski del izpita 22 %, teoretični del izpita 50 %.]