Behörighetskrav

Introduktion till bioteknik och bioinformatik 5 hp. Grundläggande kemi 10 hp.

Mål

Efter genomgången kurs skall studenten kunna

- beskriva huvuddragen hos prokaryota och eukaryota celler med utgångspunkt från ultrastruktur/ organisation, biokemi och genetik

- identifiera olika klasser av biomolekyler och redogöra för huvuddragen i deras struktur samt grundläggande samband mellan deras struktur och funktion

- beskriva principerna för makromolekylers katalytiska förmåga och betydelse för styrning av cellens aktiviteter och användning i biotekniska processer

- beskriva biologiska membraners strukturella uppbyggnad samt redogöra för deras roll i avgränsning, signalöverföring, transport och energiomsättning

- redogöra i allmänna termer för hur energi omsätts i levande system samt hur allmänna bärarmolekyler utnyttjas

- redogöra för strukturer och molekylära mekanismer som celler använder sig av för att förflytta sig själva samt organeller/ makromolekyler inuti cellen

- förklara principerna för genreglering och principerna för Mendelsk genetik, genetisk konstans och variation, samt grundläggande principer för evolution av det genetiska materialet

- genomföra enklare bioinformatiska analyser av organismers genetiska material

- planera, utföra, analysera och dokumentera laboratoriearbete samt utföra enklare risk- och säkerhetsbedömningar

- redogöra för och utföra vanligt förekommande metoder inom den biotekniska industrin såsom rening och analys av proteiner, elektrofores av biomolekyler samt grundläggande rekombinant DNA teknologi, dvs. restriktionsendonukleaser, DNA-sekvensering, PCR-teknologi

- redogöra och förklara hur man kan lösa grundläggande biotekniska problem med metoder från såväl biokemin, cellbiologin, molekylär biologin, genetiken och bioinformatiken

- redovisa undersökningsresultat och självständigt presentera och försvara sammanfattningar baserade på grundläggande litteratur i området

- förklara den kemiska/biokemiska/cellbiologiska bakgrunden till vardagliga biologiska fenomen samt beskriva hur kursinnehållet har betydelse för människan, miljön och samhället

- kommunicera principer, problem och forskningsresultet med specialister och icke specialister i frågor som ligger inom kursens ram

Innehåll

Kursen ger grundläggande kunskaper om cellers struktur och funktion och hur denna kunskap kan appliceras biotekniskt med utgångspunkt från grundläggande metoder inom biokemin, molekylär biologin, genetiken och bioinformatiken. Cellbiologi är ett tvärvetenskapligt ämnesområde och ett viktigt syfte med kursens innehåll är att målmedvetet integrera de fyra delområdena biokemi, molekylär cellbiologi, genetik och energetik.

Ämnesinnehållet är följande: Cellens kemiska sammansättning. Cellorganeller. Evolution från molekyler till celler. Hur celler och cellkomponenter studeras: mikroskoperingstekniker, metoder att fraktionera celler och cellkomponenter. Makromolekylers struktur och informationsinnehåll. Uppbyggnad och struktur hos nukleinsyror, proteiner, polysackarider och lipider. Enzymers struktur och funktion. Enzymreaktioners kinetik. Biokemiska tekniker: kromatografi, elektrofores, centrifugering. Cellväggars struktur. Organisation av lipider, polysackarider och proteiner i plasmamembranet. Membrantransport av små molekyler. Membranpotential. Biosyntes av lipider och polysackarider. Cellulär energiomsättning. Katabolism och anabolism. Energiutvinning ur organiska och oorganiska föreningar vid respiration och fermentation. Uppbyggnad av mitokondrier och kloroplaster. Fotosyntes. Näringsämnen. Cytoskelettets struktur, funktion och dynamik. Samspelet mellan cellens olika membransystem. Mekanismerna bakom: organelltransport, sekretion, endocytos och celldelning. Cellkommunikation; intercellulära kontakter, cellytereceptorer, celladhesion. Extracellulära matriser. Signaler över plasmamembranet. Cellrörelse och kemotaxi hos eukaryota och prokaryota celler. Biosyntes av DNA, RNA och proteiner. Genomorganisation. Genuttryck. Mutationer. Genetisk rekombination. Reparation av DNA. Mekanismerna bakom genetisk konstans och variation. Cellkärnans organisation. Kromatin. Kromosomer. Cellcykeln. Mitos och meios. Grundläggande genteknik; kloning av DNA, plasmider, virus. Laborationer: Ljusmikroskopi. Centrifugering. Elektrofores. Kromatografi. Spektroskopi. Odling av bakterier. Karaktärisering av enzymer och enzymkatalyserade reaktioner. Rekonstruktion av komplexa enzymatiska reaktioner in vitro. PCR. DNA sekvensering. Datorövningar.

Undervisning

Undervisningen omfattar föreläsningar, gruppövningar, seminarier och laborationer.

Examination

Kursen består av en teoretisk del (9 hp) med föreläsningar och gruppövningar samt två praktiska delar varav en del består av laborationer (5 hp) och den andra av ett självständigt litteraturarbete (1 hp) som redovisas skriftligt och muntligt.