Ny sökning
BK0002

Genomanalys

2021-09-07
Welcome to the course Genome Analysis
Due to the Covid-19 restrictions, the course will also this year run as a blended on campus/digital course to lower the number of staff and students present at campus. The mandatory group discussions, while some computer exercises, and lectures will be digital, and some on campus. The laboratory project is scheduled for most part of December and will be on campus in the large student laboratory Ymer in VHC.

Kursvärderingen är ännu inte aktiverad

Kursvärderingen är öppen mellan 2022-01-09 och 2022-01-30

Andra kursvärderingar för BK0002

Läsåret 2021/2022

Genomanalys (BK0002-M2159) 2021-11-02 - 2022-01-16

BK0002 Genomanalys, 15,0 Hp

Genome analysis

Kursplan fastställd

2020-11-12

Ämnen

Bioinformatik Biologi

Utbildningens nivå

Avancerad nivå

Moduler

Benämning Hp Kod
Laborationsprojekt 5,00 1002
Dataövningar 2,00 1003
Hemtentamen 8,00 1004

Fördjupning

Avancerad nivå, har endast kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav (A1N)

Betygsskala

5 / 4 / 3 / U Kraven för kursens olika betygsgrader framgår av betygskriterier, som redovisas i bilaga till kursplanen. Aktuell information om betygskriterier ska finnas tillgänglig senast vid kursstart.

Språk

Engelska

Förkunskapskrav

- 180 hp på grundnivå, varav
- 60 hp biologi eller husdjursvetenskap eller hippologi eller djuromvårdnad eller veterinärmedicin alternativt
- 60 hp lantbruksvetenskap (varav minst 30 hp husdjursvetenskap/zoologi)
Samt
- Engelska 6

Mål

Kursen avser att ge fördjupad kunskap om metoder för studier av uppbyggnad och evolution av eukaryota genom. Kursinnehållet är inriktat mot genomanalys på husdjur men metoder och teori är tillämpbara på flertalet organismer.
Efter avslutad kurs ska studenten kunna:
- utförligt beskriva uppbyggnad, diversitet och evolution av olika eukaryota genom och gener,
- utförligt beskriva olika typer av genetisk variation,
- utförligt förklara aktuella storskaliga metoder för analys av genetisk variation (t.ex. helgenomsekvensering) och variation av genuttryck (t.ex. RNA-seq),
- tillämpa och kritiskt bearbeta grundläggande molekylär fylogenetik-/genomik och evolutionär analys,
- i detalj beskriva transkriptomets olika typer av RNA och deras funktion,
- beskriva principer för transkriptionell reglering,
- beskriva och planera olika tillvägagångssätt för funktionell analys av gener och genom,
- sammanfatta genetisk rekombination och dess applikationer inom genomanalys,
- sammanfatta och värdera principerna för kartläggning av hela genom och jämförande genomik för att identifiera gener och loci som orsakar enkelt och kvantitativt nedärvda sjukdomar, såväl som viktiga fenotypiska egenskaper,
- förklara epigenetiska och epigenomiska markörer och metoder för analys av dessa,
- förklara innebörden och begreppen genomeditering och transgena djur,
- ställa samman data och tillämpa grundläggande statistik relevant för genomanalys,
- använda och värdera laborativa metoder inom molekylär genetik och grundläggande bioinformatisk metodik.

Innehåll

Kursen bygger på föreläsningar, övningar, diskussioner och laborationer. Innehållet bygger till stor del på genomforskning på djur. Såväl laborativ som teoretisk undervisning är till största del direkt tillämpbar även inom t.ex. human- och växtgenomik. Kursen baseras på aktuell metodik och forskning.

Datorövningar och gruppdiskussioner täcker:
- molekylär evolution och fylogenetik/-genomik,
- genetisk variation, sekvensanalys och primerdesign,
- genkartläggning och helgenomassociationsstudie (GWAS),
- analys av loci för kvantitativa egenskaper (QTL),
- helgenomsekvensering,
- epigenetik/-genomik,
- genomisk kopietalsvariation.

Målet med datorövningarna är att ge studenterna användbara verktyg för genetisk och genomisk analys. Därför används öppna och kostnadsfria mjukvaror vid datorövningarna så att studenterna kan använda sina egna datorer. Förutom i den skriftliga och muntliga examinationen förekommer obligatoriska moment inom t.ex. övningar, grupparbeten och laborationer.
Inom kursen tränas följande generella kompetenser: muntlig och skriftlig kommunikation, problemlösning och kritiskt tänkande.

Examinationsformer och fordringar för godkänd kurs

Godkänd skriftlig och muntlig examination. Godkänt deltagande i obligatoriska moment.
  • Om studenten inte blivit godkänd på ett prov har examinatorn rätt att ge en kompletteringsuppgift – om det finns skäl för det och om det är möjligt.
  • Om studenten har ett beslut från SLU om särskilt pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning, har examinatorn rätt att ge ett anpassat prov eller låta studenten genomföra provet på ett alternativt sätt.
  • Om denna kursplan ändras, eller om kursen läggs ner, ska SLU besluta om övergångsregler för examination av studenter som antagits enligt denna kursplan och ännu inte blivit godkända.
  • För examination av självständigt arbete (examensarbete) gäller dessutom att examinatorn kan tillåta studenten att göra kompletteringar efter inlämningsdatum. Mer information finns i utbildningens regelsamling.

Övriga upplysningar

  • Rätten att delta i undervisning och/eller handledning gäller endast det kurstillfälle som studenten blivit antagen till och registrerad på.
  • Om det finns särskilda skäl, har studenten rätt att delta i moment som kräver obligatorisk närvaro vid ett senare kurstillfälle. Mer information finns i utbildningens regelsamling.

Ytterligare information

Kursen förutsätter goda förkunskaper om grundläggande genetiska mekanismer (arvsmassans struktur och den genetiska koden, DNA-replikation, transkription), RNA-processning, translation, reglering av genexpression, allmän genetik och populationsgenetik, motsvarande 7,5 hp.

Ansvarig institution/motsvarande

Institutionen för husdjursgenetik

Kompletterande uppgifter

Fastställd av: Programnämnden för utbildning inom veterinärmedicin och husdjur (PN - VH)
Biologiområde: Genetik
Ersätter: BI1218, HV0122, HV0164, HV0187

Grading criteria* and type of examination for the different learning outcomes

5

Understand the functionality of eukaryotic genome organizations

Understand the concept of genome plasticity

Analytically interpret molecular evolutionary events

Explain the function of transcription factors and regulatory elements

Understand how to use advanced molecular technologies to resolve scientific questions

In depth understanding of principles for genetic mapping techniques

Understanding basic statistics relevant to genetic mapping

Understand the concept of systems biology and biological interactions.

Develop strategies to identify genes and genetic variation underlying phenotypic traits

Evaluate consequences resulting from causative and regulatory mutations underlying complex traits

Use population genetics and polymorphisms in the context of phenotypic variation

Explain how epigenetic mechanisms control chromatin structure and gene expression

Write reports with in depth analysis and scrutiny of the obtained results during laboratory project, computer exercises, and group discussions

4

Understand how genes and genomes are organized in eukaryotes

Understand fundamental principles of molecular evolution and phylogeny

Understand important mechanisms underlying gene expression

In detail describe different molecular genetic laboratory techniques and understand how to analyze and interpret the data produced

Understand principles for genetic mapping

Understand genotype-environment interactions and how genes within a genome interacts and controls the phenotype

Understand principles for methods used to study complex traits and diseases

Understand how gene interactions control complex traits in different environments

Understand the distinction on how genetic and epigenetic mechanisms influence phenotype

Compare genetic and epigenetic regulation of gene expression

Write reports showing understanding of the scientific tasks presented during mandatory parts of the course

3

Describe the architecture of eukaryotic genes and genomes

Understand principles of Mendelian and mitochondrial inheritance

Basic understanding of the principles of evolution and phylogenetics

Describe important mechanisms of gene expression

Describe the architecture of a eukaryotic nucleus and the role of its components

Ability to perform basic molecular genetic laboratory techniques

Describe the principles for genetic mapping

Describe advanced molecular techniques, modern DNA sequencing technologies and its applications

Understand the link between structure and function of biomolecules

Describe the different types of nucleic acids and other biomolecules important for a functional genome

Describe principles for methods used to study complex traits and diseases

Describe how gene interactions and environment control complex traits

Describe the histone code

Describe how chromatin structure is regulated

Following instructions, write reports about subjects in mandatory parts of the course

Learning outcomes

1. Knowledge about the organization structure of eukaryotic genome and genes

Understand the evolutionary mechanisms that shape eukaryotic genomes

2. Knowledge about principles for control of gene expression and how it influences phenotypic variation in animals

3. Knowledge about genetic recombination, and its importance for different gene mapping strategies and technologies

Understand how gene mapping is used to identify underlying disease and phenotypic variation

4. Knowledge about complex biological systems and functional genomics

5. Knowledge about complex traits and how they are influenced by genotype and environment

6. Knowledge of how epigenetic mechanisms control chromatin structure and gene expression

7. Skills in how to write scientific reports and how to perform an oral presentation of individual as well as group work(s)

Type of examination

Written reports and exam(s)

Written reports and exam(s)

Written reports and exam(s)

Written reports and exam(s)

Written reports and exam(s)

Written reports and exam(s)

Written reports and exam(s)

Activity in group discussions and activities

Oral presentation(s)

* Criteria for Grade 4 and 5 that defines the additional requirements besides the underlying grading level(s)

1) Genomes 4
Författare: Brown T
ISBN: 9780815345084
Kommentar: Genomes 4 has been completely revised and updated. It is a thoroughly modern textbook about genomes and how they are investigated. As with Genomes 3, techniques come first, then genome anatomies, followed by genome function, and finally genome evolution. The genomes of all types of organism are covered: viruses, bacteria, fungi, plants, and animals including humans and other hominids. Genome sequencing and assembly methods have been thoroughly revised including a survey of four genome projects: human, Neanderthal, giant panda, and barley. Coverage of genome annotation emphasizes genome-wide RNA mapping, with CRISPR-Cas 9 and GWAS methods of determining gene function covered. The knowledge gained from these techniques forms the basis of the three chapters that describe the three main types of genomes: eukaryotic, prokaryotic (including eukaryotic organelles), and viral (including mobile genetic elements). Coverage of genome expression and replication is truly genomic, concentrating on the genome-wide implications of DNA packaging, epigenome modifications, DNA-binding proteins, non-coding RNAs, regulatory genome sequences, and protein-protein interactions. Also included are applications of transcriptome analysis, metabolomics, and systems biology. The final chapter is on genome evolution, focusing on the evolution of the epigenome, using genomics to study human evolution, and using population genomics to advance plant breeding. Established methods of molecular biology are included if they are still relevant today and there is always an explanation as to why the method is still important. Each chapter has a set of short-answer questions, in-depth problems, and annotated further reading. There is also an extensive glossary. Genomes 4 is the ideal text for upper level courses focused on genomes and genomics.
2) Genetics and Genomics in Medicine
Författare: Tom Strachan, Judith Goodship, Patrick Chinnery
ISBN: 9780815344803
Kommentar: Genetics and Genomics in Medicine is a new textbook written for undergraduate students, graduate students, and medical researchers that explains the science behind the uses of genetics and genomics in medicine today. Rather than focusing narrowly on rare inherited and chromosomal disorders, it is a comprehensive and integrated account of how genetics and genomics affect the whole spectrum of human health and disease. DNA technologies are explained, with emphasis on the modern techniques that have revolutionized the use of genetic information in medicine and are indicating the role of genetics in common diseases. Epigenetics and non-coding RNA are covered in-depth as are genetic approaches to treatment and prevention, including pharmacogenomics, genetic testing, and personalized medicine. Cancers are essentially genetic diseases and are given a dedicated chapter that includes new insights into its molecular basis and approaches to its detection gained from cancer genomics. Specific topics, including multiple examples of clinical disorders, molecular mechanisms, and technological advances, are profiled in boxes throughout the text.

Kursfakta

Kursen ges som en fristående kurs: Ja Kursavgift: Studieavgift, endast för medborgare utanför EU, EES, och Schweiz: 38054 SEK Nivå: Avancerad nivå
Ämne: Bioinformatik Biologi
Kurskod: BK0002 Anmälningskod: SLU-20159 Distanskurs: Nej Undervisningsspråk: Engelska Ansvarig avdelning: Institutionen för husdjursgenetik Studietakt: 100%