C7201 Genomics - a basic course

Faculty of Science
Autumn 2013
Extent and Intensity
2/0/0. 1 credit(s) (fasci plus compl plus > 4). Recommended Type of Completion: zk (examination). Other types of completion: k (colloquium).
Teacher(s)
prof. RNDr. Jan Hejátko, Ph.D. (lecturer)
RNDr. Hana Konečná (lecturer)
Guaranteed by
prof. RNDr. Jiří Fajkus, CSc.
National Centre for Biomolecular Research – Faculty of Science
Contact Person: prof. RNDr. Jan Hejátko, Ph.D.
Supplier department: National Centre for Biomolecular Research – Faculty of Science
Timetable
Fri 12:00–13:50 B11/205
Prerequisites
Completion of basic courses of biochemistry and/or molecular biology and genetics is a prerequisite for subscription to the course.
Course Enrolment Limitations
The course is also offered to the students of the fields other than those the course is directly associated with.
fields of study / plans the course is directly associated with
there are 6 fields of study the course is directly associated with, display
Abstract
At the end of the course, student will acquire theory of basic approaches in current functional genomics: Theory of basic bioinformatics tools, basics of the work with genomic databases, identification of gene function using in silico approach, targeted gene silencing and gain of function approaches, phenotype profiling (DNA, RNA and protein chips), identification and analysis of sequence specific mutants, fragmental analysis and positional cloning, etc.. Lectures are conceived as an extended introduction into practical courses (Bi7201c), in frame of which students will be able to practice most of the theory. At the end of this course, students get an overview of modern approaches of functional genomics. Students will be able to use and interpret information deposited in genomic databases and they will be oriented in the modern biology approaches and problems. Student will be able to contribute in a creative way to the further development of modern biology.
Key topics
  • Introduction to genomics.
  • Methods of functional genomics.
  • Genome databases and basic tools of bioinformatics: (types of databases, databases search, finding of similar sequences [BLAST and FASTA], multiple sequence alignment [CLUSTALW], search in genomic databases of Arabidopsis thaliana, localization of genes on chromozomes, identification and analysis of promoter regions of individual genes [ALIBABA], virtual PCR).
  • In silico prediction of gene functions.
  • Forward and reverse genetics approaches (methods of the identification of sequence specific mutants, mutant collections and their analysis, physical and chemical mutagenesis, targeted gene silencing using RNA interference).
  • Fragmental DNA analysis and positional cloning as tools in forward genetics.
  • Gain of function approaches in identification of the gene function (activation T-DNA mutagenesis, ectopic overexpression, regulated gene expresion).
  • Phenotype profiling (cDNA, RNA and protein chips, metabolic profiling, microdissection, proteomic approaches).
  • Southern blot and DNA molecular hybridization.
  • Identification and characterization of an insertion mutation in a selected member of a complex gene family in Arabidopsis thaliana via a PCR based screen.
  • Methods for the gene expression analysis (qualitative and quantitative gene expression profiling, Genevestigator, translational and transcriptional fusions with reporter gene).
  • New approaches: Chemical genetics.
Study resources and literature
  • Hunt, S.P., Livesey, F.J. (Editors). Functional Genomics : A Practical Approach. Practical Approach Series
  • Starkey, M.P., and Elaswarapu R. (Editors). Genomics Protocols. Methods in Molecular Biology, Vol 175
Approaches, practices, and methods used in teaching
The main teaching methods are lectures that include particular examples from the own scientific praxis and demonstration of the solution of particular problems via individual tools of functional genomics.
Method of verifying learning outcomes and course completion requirements
Type of lectures: The lectures are facultative, however, the presence of students is highly desirable for complete understanding of principles of functional genomics approaches; the teaching materials available on-line are rather supporting. Type of exam: Written exam.
Language of instruction
Czech
Follow-Up Courses
Teacher's information
Tato přednáška je teotetickým základem k blokovým cvičením (Bi7201c) a její absolvování je nutným předpokladem k zápisu do cvičení. Přednáška bude zahrnovat teoretický úvod do současného pojetí funkční genomiky s důrazem na metody reverzní genetiky (metody identifikace sekvenčně specifických mutantů, analýza fenotypu), práce s databázemi a základními nástroji bioinformatiky a popis základních technik užívaných v současné, bouřlivě se rozvíjející molekulární biologii "postgenomového" věku (analýza transkriptomu a proteomu pomocí DNA, RNA a proteinových čipů i analýza expresních profilů jednotlivých genů, fragmentační analýza, poziční klonování, techniky transgenoze pro umlčování i aktivaci genů, atd.). Zdůrazněny budou zejména přístupy používané v naší laboratoři (Laboratoř molekulární fyziologie rostlin), která svým vybavením a znalostním zázemím umožňuje celou řadu těchto přístupů realizovat v praxi. Přednáška bude ukončena zkouškou, jejíž výsledky budou zároveň sloužit i jako doplňující kritérium při zápisu do cvičení. Doplňující informace o organizaci výuky v podzimním semestru 2012: Výuka bude probíhat v UKB, Kamenice 5, v učebně A11/306 a to každý pátek od 8:00 do cca 9:50. Přednášet budu vždy dvě (výukové) hodiny najednou a to pouze polovinu semestru. První přednáška proběhne v pátek 21.9. 2012. Tímto bych vás chtěl upozornit na možnost rozšířeného studia genomiky v rámci předmětu "CG020 Genomika", který jsme pro vás připravili v rámci nově akreditovaného magisterského oboru Biochemie genomů a proteomů (Genomika a proteomika); více k novému obooru na http://genpro.sci.muni.cz/. Oproti stávajícímu předmětu "Bi7201 Základy genomiky" došlo u předmětu "CG020 Genomika" k zařazení dalších kapitol týkajících se např. zíkávání a zpracování expresních dat metodami sekvenace příští generace (next-gen sequencig), strukturní genomiky (struktura virových, prokaryotických i eukaryotických genomů, vnitrodruhová a mezidruhová variabilita na úrovni genomu, atd.), úlohy lokalizací genových produktů v buňce (komunikace mezi jaderným a organelárními genomy, přenos signálu a transport proteinů přes jadernou mebránu, regulace na úrovni transportu RNA a posttranskripční regulace exprese, ...), přístupů systémové biologie (včetně metod počitačového modelování genových regulačních sítí (gene regulatory networks), regulace jednotlivých genů vs. integrované genomové okruhy, princip genového vypínače...), atd.. Na výuce tohoto předmětu se kromě mě budou podílet i další odborníci s velkou praktickou zkušeností z výzkumu: Dr. Roman Hobza, Biofyzikální ústav AV ČR a Centrum Haná, Olomouc (http://web.ibp.cz/cs/oddeleni/vyvojova-genetika-rostlin/informace-o-oddeleni/, http://www.cr-hana.eu/), Dr. Markéta Pernisová a Dr. Kamil Růžička, oba Funkční genomika a proteomika rostlin, CEITEC-MU (http://www.ceitec.muni.cz/index.php?option=com_content&view=article&id=112&Itemid=116&lang=cs). Tento předmět budu vyučovat první polovinu podzimního semestru společně s předmětem Bi7201 (vždy 2 hodiny týdně), poté přednáška pro ty z vás, kteří budete mít zapsaný předmět Bi7201 končí a výuka bude do konce semestru pokračovat výše zmíněným rozšířením v rámci výuky předmětu "CG020 Genomika". Podrobějsí info viz katalog předmětů (https://is.muni.cz/auth/predmet/sci/podzim2012/CG020). Pokud budete mít o tento rozšířený předmět zájem, zapisujte si jej tedy prosím pod novým kódem CG020. Vzhledem k velkému zájmu a kapacitnímu opmezení navazujícího předmětu "Bi7201c Základy genomiky, cvičení", budou při zápisu do tohoto předmětu upřednostněni zájemci, kteří budou mít zapsaný předmět CG020 (poskytne lepší teoretickou průpravu ke cvičením). Na základě svých předchozích zkušeností zde explicitně upozorňuji na to, že není možné přijít na opravný termín bez předchozího absolvování zkoušky v termínu řádném. Omlouvám se všem studentům, zejména nového PGS oboru Genomika a Proteomika, na které z kapacitních důvodů nezbylo místo. Cvičení probíhá v laboratořích, ve kterých běžně pracujeme a není možné je vyřadit z provozu na dobu delší než 3 týdny. Omezená kapacita cvičení je zárukou vaší kvalitní přípravy a z tohoto požadavku nemíním ustoupit. Nebudu proto umožňovat žádné výjimky, studenti oboru Genomika a Proteomika budou přednostně zařazování na potenciálně uvolněná místa. Prosím tedy studenty oboru Genomika a Proteomika, ale i ostatní studenty, kteří mají zájem o zařazení do tohoto seznamu "náhradníků", aby mi poslali potvrzení jejich zájmu e-mailem a do předmětu uvedli "Bi7201c, nahradnik". V této souvislosti velice apeluji na vaši kolegialitu. Pokud se cvičení nebudete moci z jakýchkoliv důvodů zúčastnit, dejte mi to prosím co nejdříve vědět a odhlašte se z příslušné seminární skupiny. Vlastni cvičení pak proběhne v arealu kampusu PřF (UKB) v Brne-Bohunicích, Kamenice 3, budova A2, 3.NP.
Further comments (probably available only in Czech)
Study Materials
The course is taught annually.
The course is also listed under the following terms Autumn 2014, Autumn 2015, Autumn 2024, Autumn 2025, Autumn 2026.
  • Enrolment Statistics (Autumn 2013, recent)
  • Permalink: https://is.muni.cz/course/sci/autumn2013/C7201