LV EN RU DE FR

Lauksaimniecības ģenētika un molekulārā bioloģija

Kursa izstrādātājs

Kursa anotācija

Kursa mērķis ir sniegt zināšanas vispārējā (klasiskajā) un molekulārajā ģenētikā, ģenētisko eksperimentu metodikā un to rezultātu analīzē. Maģistranti padziļināti iepazīstas ar ģenētikas likumiem par iedzimtību un mainību, tās molekulārajiem mehānismiem, DNS izpētes un transformēšanas metodēm.

Kursa rezultāti un to vērtēšana

Apgūstot kursu, maģistrantiem ir zināšanas ģenētikā un iedzimtības molekulārajos mehānismos, iemaņas ģenētisko pētījumu pamatmetodēs, maģistranti spēj sasaistīt iegūtās zināšanas ar citām lauksaimniecības apakšnozarēm.
Zināšanas. Maģistranti gūst padziļinātas zināšanas par ģenētikas likumiem, to molekulāro realizāciju, metodēm, kas izmantojamas ģenētiskajā izpētē un ģenētiskās informācijas transformēšanā. Studenti gatavojas semināriem, kur uzstājas ar mutiskiem ziņojumiem par izvēlētām, ar maģistra darbu saistītām tēmām, risina uzdevumus ģenētikā.
Prasmes. Maģistranti izprot ģenētikas likumsakarības, to molekulāro realizāciju šūnā. Izprot dažādas ģenētikas izpētes metodes, to potenciālo pielietojumu lauksaimniecībā.
Kompetence. Maģistranti ir kompetenti pielietot ģenētikas un molekulārās bioloģijas metodes dažādās lauksaimniecības apakšnozarēs, studēt un analizēt zinātnisko un citu literatūru, diskutēt par kursā apgūtajām tēmām. Analizē ģenētikas un molekulārās bioloģijas eksperimentālos datus, spēj novērtēt to pielietojamību dažādās lauksaimniecības apakšnozarēs.

Kursa saturs(kalendārs)

1. Ievads ģenētikā un molekulārajā bioloģijā (ģenētikas un molekulārās bioloģijas jēdziens, galvenie pētījumu virzieni, vēsturiskā attīstība, uzdevumi un nozīme mūsdienās, pētījumu objekts, metodes, pamatjēdzieni) [1 L]
2. Iedzimtības citoloģiskie un hromosomālie pamati (šūnas cikls, mitoze un mejoze, organismu kariotipi, hromosomālā iedzimtības teorija, hromosomu uzbūve, hromosomu ģenētiskās kartes) [2 L, 2 PD]
3. Iedzimtības likumsakarības (G. Mendeļa iedzimtības likumi, alēlisko gēnu mijiedarbība: mono-, di- un polihibrīdiskā krustošana, neatkarīgā pazīmju skaldīšanās, nealēlo gēnu mijiedarbība, komplementaritāte, epistāze, polimērija, modifikācijas, pazīmju saistītā iedzimšana, krustmija, tās veidi un biežums hibridoloģiskās analīzes principi) [2 L, 2 PD]
4. Mainība (organisma mainība, organismu iedzimstošā un neiedzimstošā mainība, gēna un ārējās vides mijiedarbības veidi, reakcijas norma, mutācijas, mutāciju teorija, mutāciju rašanās un to cēloņi, mutāciju klasifikācija: gēnu, hromosomu un genomu mutācijas, mutagēni, to iedalījums, kritiskās devas, mutāciju nozīme organismu pazīmju variāciju daudzveidībā) [1 L, 2 PD]
5. Iedzimtības molekulārie pamati (dezoksiribonukleīnskābes (DNS) uzbūve, struktūra, replikācija, mutaģenēze un reparācija, ribonukleīnskābes (RNS) biosintēze un veidi, transkripcija, proteīnu biosintēze, ģenētiskais kods, translācija, gēnu ekspresija prokariotos un eikariotos, genomu organizācija) [2 L, 2 LD]
6. Gēns - iedzimstošo īpašību noteicējs (uzbūve, gēnu struktūra un funkcijas, gēnu saistība un mijiedarbība) Ārpuskodola iedzimtība (citoplazmatiskās iedzimšanas organoīdi, mitohondriālais un hloroplastu DNS, citoplazmatiskā vīrišķā sterilitāte) [1 L, 1 PD]
7. Iedzimtības nesēja – DNS pavairošana un modificēšana (polimerāzes ķēdes reakcija (PCR), DNS klonēšana, ligēšana, restrikcija, nukleīnskābju vizualizācija, sekvencēšana) [2 L, 1 PD, 2 LD]
8. Ģenētiskie marķieri (morfoloģiskie, citoloģiskie, bioķīmiskie un molekulārie marķieri, to saistība ar pazīmju iedzimtību, pielietošana ģenētiskajās analīzēs) [1 L, 2 LD]
9. Nukleīnskābju molekulārie marķieri (metodes marķieru izstrādē, marķieru veidi, pielietojums ģenētiskajā analīzē) [2 L, 2 PD]
10. Dzimuma ģenētika (ar dzimumu saistīto, no dzimuma atkarīgo un dzimuma ierobežoto pazīmju iedzimšana, nealēlo gēnu mijiedarbība un dzimuma noteikto pazīmju iedzimtības pamatprincipi) [1 L]
11. Populāciju ģenētika (Hārdija – Veinberga likums, tā darbības nosacījumi, populāciju ģenētiskās struktūras izmaiņu ietekmējošie faktori un procesi, populāciju ģenētiskās struktūras analīze, elementārie evolūcijas faktori) [1 L]
Apzīmējumi: L – Lekcijas, PD - Praktiskie darbi/Semināri, LD – Laboratorijas darbi

Prasības kredītpunktu iegūšanai

1. Nostrādāti un ieskaitīti laboratorijas darbi.
2. Jāuzraksta kontroldarbs par ģenētikas uzdevumiem (10 % no gala vērtējuma).
3. Sagatavo rakstisku un mutisku referātu ar ilustratīvu Power Point slaidu atbalstu par maģistranta izvēlētu tēmu, kas saistīta ar studiju kursā apgūstamo vielu (10 % no gala vērtējuma).
4. Sagatavo mutisku referātu ar ilustratīvu Power Point slaidu atbalstu par studiju kursam atbilstošas tematikas zinātniskās publikācijas analīzi (10 % no gala vērtējuma).
5. Visiem darbiem jābūt izpildītiem sekmīgi. Ja visi darbi nav novērtēti ar sekmīgu vērtējumu, eksāmenu kārtot nav atļauts.
6. Vērtējums par semestra laikā sekmīgi novērtētiem darbiem veido 30% no gala vērtējuma.
7. Atlikušos 70% iegūst rakstiska eksāmena laikā, kas veidots kā tests. Lai iegūtu sekmīgu atzīmi, testā jābūt iegūtiem vismaz 50% punktu no kopīgā iespējamo punktu skaita

Studējošo patstāvīgo darbu organizācijas un uzdevumu raksturojums

1. Katrs maģistrants sagatavo referātu par paša izvēlētu tematu, kas saistīts ar studiju kursā apgūstamo vielu (Word formāts; sagatavojams atbilstoši LPTF noteikumiem. Vēlamais apjoms: 10 – 15 lpp. bez izmantotās literatūras saraksta.
2. Katrs maģistrants sagatavo vienu 15 min garu referātu (PowerPoint formāts) par paša izvēlētu tematu, kas saistīts ar studiju kursā apgūstamo vielu.
3. Katrs maģistrants sagatavo vienu 15 min garu referātu (PowerPoint formāts) par studiju kursam atbilstošas tematikas zinātniskās publikācijas analīzi.

Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji

1. Kontroldarbs tiek vērtēts ar atzīmi 10 ballu skalā.
2. Studiju darbi jāizpilda atbilstoši iepriekšējā punktā izvirzītajām prasībām; referāti – jāprezentē maģistrantu grupai: tiek vērtēti ar atzīmi 10 ballu skalā.
3. Gala eksāmens tiek vērtēts ar atzīmi 10 ballu skalā.

Obligātā literatūra

1. Misiņa M., Loža V. 1991. Ģenētika ar selekcijas pamatiem.- Rīga: Zvaigzne, 397 lpp.
2. Āboliņš M. 1997. Ģenētikas praktikums.- Jelgava: LLU, 225 lpp.
3. Madera S. S. 2001. Bioloģija: eksperimentāla mācību grāmata. 1. daļa. - Rīga: Zvaigzne ABC, 290 lpp.
4. Balodis V.Ģ. u.c. 2015. Rokasgrāmata bioloģijā. Rīga: Zvaigzne ABC, 432 lpp.
5. Alberts B. et al. 2022. Molecular Biology of the Cell. 7th edition, New York: Garland Science, 1552 pp.

Papildliteratūra

1. Jones P.G. and Sutton J. M. (Eds.) 1997. Plant molecular biology: essential techniques. Essential Techniques, Vol. 8, Wiley, 213 pp.
2. Watson J.D. 1992. Recombinant DNA, 2nd edition. W. H. Freeman, Scientific American books, 626 pp.
3. Ream W., Field K.G. 1998. Molecular Biology Techniques: An Intensive Laboratory Course. Academic Press, 234 pp.

Periodika un citi informācijas avoti

1. Žurnāls "Trends in Genetics", Cell Press, https://www.cell.com/trends/genetics/home
2. Žurnāls "Euphytica", Springer, https://www.springer.com/journal/10681
3. Žurnāls "Theoretical and Applied Genetics", Springer, https://www.springer.com/journal/122
4. https://www.nature.com/scitable/topic/genetics-5/
5. https://www.nursinghero.com/study-guides/microbiology/visualizing-and-characterizing-dna-rna-and-protein

Piezīmes

Lauksaimniecība, maģistra studiju programma