Biolog molekularny – współczesny Sherlock Holmes

Biolog molekularny – współczesny Sherlock Holmes

Autor/wykonawca: dr hab. Nina Smolińska, dr Agata Żmijewska, dr Grzegorz Panasiewicz

Terminy zajęć: 23.03, 6.04, 20, 04, 4.05. 2017


Cykl 2 zajęć ( każde spotkanie 3 h lekcyjne).

Biolog molekularny – współczesny Sherlock Holmes

Część I: Rozpoznawanie śladów biologicznych, izolacja materiału genetycznego oraz amplifikacja PCR.

Część II: Identyfikacja sprawcy zdarzenia kryminalnego z użyciem metod biologii molekularnej.

Umiejscowienie w cyklu naukowym:eksperymenty i obserwacje, wyciąganie wniosków, przedstawianie wyników na szkolnej konferencji naukowej.

Zalecany wiek uczestników: gimnazjum

(jeśli zajęcia mogą odbywać się w wariantach dla różnych grup wiekowy, proszę zaznaczyć taką opcję)


Typ (forma) zajęć: zajęcia laboratoryjne

Wprowadzenie

W dzisiejszym świecie ogromnym zagrożeniem dla ludzi są przestępstwa, ataki terrorystyczne i klęski żywiołowe, dlatego identyfikacja osobnicza ma ogromne znaczenie. Dzięki odkryciom z dziedziny biologii molekularnej, indywidualizacja śladów biologicznych i wskazanie konkretnej osoby, od której pochodzi dany ślad stały się możliwe. Ponadto, metoda opracowana przez K. Mullisa w latach 80, zwana techniką amplifikacji PCR (Polymerase Chain Reaction), umożliwiła badanie materiału zawierającego znikome ilości DNA i pozwoliła na analizę nawet częściowo zdegradowanego DNA.

W trakcie ćwiczeń prowadzący przedstawią krótkie wprowadzenia dotyczące tematów realizowanych ćwiczeń.

Cele (zajęć)

Ćwiczenia mają na celu poznanie metod biologii molekularnej stosowanych w diagnostyce kryminalistycznej.

Zakładane efekty

Uczeń wie co to są ślady biologiczne, DNA, rekcja PCR i jak je wykorzystać w identyfikacji osobniczej.

Uczeń potrafi typować i ujawniać ślady biologiczne w zależności od rodzaju zdarzeń kryminalistycznych, dobierać metodykę badawczą w zależności od rodzaju śladu, izolować DNA, przeprowadzać reakcję PCR i oceniać jakość produktu i analizować uzyskane wyniki, identyfikować płeć genetyczną na podstawie genu amelogeniny oraz sprawcę zdarzenia na podstawie polimorfizmów występujących w genomie człowieka.


Potrzebne materiały i pomoce dydaktyczne

Zestaw do izolacji DNA, zestaw BLUESTAR® Forensic, zestaw do amplifikacji PCR (Polimeraza Taq, startery, dNTP), agaroza, MidoriGreen, drobny sprzęt laboratoryjny jednorazowego użytku (końcówki do pipet, probówki typu eppendorf, PCRówki, rękawiczki).

Przebieg zajęć

Biolog molekularny – współczesny Sherlock Holmes

Część I: Rozpoznawanie śladów biologicznych, izolacja materiału genetycznego oraz amplifikacja PCR.

Teoretyczne omówienie zagadnień realizowanych na ćwiczeniach. W trakcie ćwiczeń uczestnicy przeprowadzą izolację gDNA oraz reakcję PCR genu amelogeniny oraz polimorficznych markerów genetycznych.

Część II: Identyfikacja sprawcy zdarzenia kryminalnego z użyciem metod biologii molekularnej.

Teoretyczne omówienie zagadnień realizowanych na ćwiczeniach. W trakcie ćwiczeń uczestnicy będą wykrywać plamy krwi zestawem BLUESTAR® Forensic, identyfikować płeć genetyczną na podstawie analizy fragmentów genu amelogeniny oraz sprawcę zdarzenia na podstawie polimorfizmów występujących w genomie człowieka.


Autorzy/wykonawcy będą mogli udzielić konsultacji po zajęciach w ramach Klubu Młodego Odkrywcy (internetowo) lub formie Żywej Biblioteki (konsultacje bezpośrednie lub internetowe).


Polecana literatura do tematu

Do samodzielnego zgłębiania przez uczniów lub nauczycieli, jako opiekunów klasy (zaleca się dostępne w sieci , z podaniem linków)

1) Ryszard Słomski (red), 2012 r., "Analiza DNA, teoria i praktyka", wyd. UP w Poznaniu.
2) Bal J. , 2008 r.,"Biologia molekularna w medycynie. Elementy genetyki klinicznej", wyd. PWN W-wa. 

3) Brown T.A, 2009 r.,"Genomy", wyd. PWN W-wa.

Jest możliwość wykorzystania zajęć w szkolnym festiwalu nauki (szkolna konferencja) - uczniowie będą mogli relacjonować wyniki eksperymentu w szkole, przed innymi uczniami.