Będąc na wymianie w USA miałam okazję skorzystać z licznych, bardzo dobrze wyposażonych laboratoriów w ramach przedmiotów z zakresu science. Nie byłam przywyczajona do możliwości nauki od tak praktycznej strony, dlatego też było to dla mnie zupełnie nowe odkrycie. Polskie lekcje chemii oraz biologii w większości szkół polegają jedynie na teoretycznym zrozumieniu materiału. W USA już w liceum po raz pierwszy spotkałam się z zaliczeniami praktycznymi (dokonując chociażby znanej Wam pewnie z amerykańskich filmów sekcji żaby). To właśnie zoologia i genetyka były przedmiotami, które skłoniły mnie do wybrania biotechnologii jako kierunku studiów. Już wtedy wiedziałam, że chcę zająć się science.

Przez dwa lata szkoły średniej skutecznie odradzano mi wybór mojego obecnego kierunku. Ostatecznie, pomimo to złożyłam papiery na kilka uczelni, z których ostatecznie zdecydowałam się na Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, głównie ze względu na tytuł inżyniera, który uzyskuje się na przestrzeni 3,5 roku. Czy do tej pory pożałowałam swojego wyboru? Absolutnie nie! Miałam nawet okazję pracować przez kilka miesięcy w zakładzie chemicznym, czyli de facto zdobyłam już pierwsze doświadczenie pracy "w zawodzie"

Możliwości rozwoju po skończeniu biotechnologii są duże. Nie chcę oczywiście pisać, że każdy, kto ją skończy bez problemu znajdzie dobrze płatną pracę. Prawdą jest, że aby odnieść sukces w tej dziedzinie należy robić więcej niż "tylko" studiować. Warto już od pierwszego roku zainteresować się możliwościami rozwoju - wszelkiego rodzaju staże, praktyki, projekty badawcze są tutaj jak najbardziej wskazane. Dodatkową motywacją może być to, że po uzyskaniu I-go stopnia, możliwe jest kształcenie się w wielu innych dziedzinach takich jak na przykład bioinżynieria medyczna. Dodatkowe umiejętności mogą okazać się kluczem przy szkuaniu zatrudnienia.

Biotechnologię wykorzystuje się m.in.:

• w rolnictwie

• w ochronie środowiska

• w inżynierii genetycznej

• w produkcji przemysłowej

• w ochronie środowiska

• w diagnostyce

• w badaniach klinicznych

Zdaję sobie sprawę, że powyższe przykłady są bardzo ogólne, postaram się więc podać Wam bardziej specyficznie możliwe do zajęcia przez biotechnologa/-lożkę. Pierwsze, co nasuwa mi się na myśl to praca w laboratorium chemicznym, związanym na przykład z analizą produkcji żywności. Kolejnym pomysłem może być szpital - w tym miejscu o pracę ubiegać mogą się absolwenci biotechnologii medycznej. Następnym rozwiązaniem jest kariera akademicka na uczelni wyższej, bądź w instytucie państwowym (np. w Polskiej Akademii Nauk).

Osobiście uważam, że biotechnologia jest bardzo przyszłościowym kierunkiem. Nie mogę jednak przejść obojętnie obok faktu, iż (w oparciu głównie o opinię znanych mi prowadzących, jak i absolwentów) aby odnieść sukces i znaleźć dobrą pracę należy włożyć naprawdę dużo pracy i zaangażowania w studia. Jednocześnie nie wyobrażam sobie rezygnacji z biotechnologii. Udział w różnego rodzaju konferencjach, udzielanie się w kołach i odbywanie praktych w coraz ciekawszych miejscach stało się dla mnie rzeczywistością, bez której nie wyobrażam sobie swojego studenckiego życia.

W pierwszym półroczu obowiązywały nas następujące przedmioty:

• WF - do wyboru: siłownia, gry zespołowe, jazda konna (dla osób doświadczonych), basen, tenis, fitness oraz spinning (dla niewtajemniczonych godzinna jazda na rowerze stacjonarnym pod nadzorem prowadzącej, szczerze Wam polecam, dla mnie był to idealny wybór).

Zaliczenie opierało się ono na obecności (można było nie pojawić się dwa razy).

• chemia organiczna i nieorganiczna – myślę, że był to najciekawszy, a zarazem najważniejszy przedmiot pierwszego semestru. W laboratoriach pracowaliśmy w parach, jedynie czasem łączyliśmy się w większe zespoły. Ćwiczenia wykonywaliśmy w oparciu o skrypt przekazany przez prowadzącego. Aby przystąpić do egzaminu z tego przedmiotu należało zaliczyć wszystkie protokoły z doświadczeń oraz przekroczyć ustalony na początku przez wykładowcę/-czynię próg punktowy. Punkty zbieraliśmy natomiast za wejściówki (bardzo częste) i kolokwia.

Co było obowiązkowe w laboratorium?

Fartuch, okulary ochronne, spięte włosy, oraz zeszyt ze sprawozdaniami, skrypt.

• analiza matematyczna – oh man... Granice, całki, niezrozumiałe wykłady i notoryczne uciekanie do "eTrapeza". Jestem przekonana, że poświęciłam na ten przedmiot więcej czasu niż na wszystkie inne razem wzięte. W trybie stacjonarnym (przed pandemią COVID-19) musieliśmy podejść do dwóch kolokwiów, a po ich zaliczeniu czekał na nas egzamin.

• biofizyka - każde ćwiczenia poprzedzone były testem w formie pytań otwartych z bierzącego zagadnienia. Po zaliczeniu prowadzący pomagał nam zarówno z wykonaniem eksperymentu, jak i wypełnieniem wymaganego protokołu. Egzamin polegał na opisowej odpowiedzi na pytania, podane nam wcześniej przez wykładowcę.

• technologie informacyjne – podstawy posługiwania się następującymi programami: Microsoft Excel, Microsoft Word. Zaliczenie - kolokwium praktyczne + prezentacja wykonana we własnym zakresie.

• ekonomia - obowiązywało nas uczestnictwo zarówno w wykładach, jak i ćwiczeniach. Aby zaliczyć przedmiot musieliśmy zdać kolokwium oraz egzamin (pytania różne).

• wiedza społeczna – wykłady i zaliczenie w formie testu.

Ze wględu na pandemię, która rozpoczęła się w Polsce na przełomie pierwszego i drugiego semestru, zaraz po sesji zimowej zmieniliśmy dotychczasowe zajęcia na uczelni na spotkania online. Z tego względu nie jestem niestety w stanie opowiedzieć zbyt wiele więcej o prowadzeniu reszty przedmiotów stacjonarnie. Oto przedmioty z drugiego semestru:

• chemia fizyczna i analiza instrumentalna - zaliczenie: protokoły + kolokwia przed każdymi ćwiczeniami +egzamin

• anatomia i fizjologia zwierząt - zaliczenie: dwa kolokwia + egzamin

• WF - zaliczenie: esej

• grafika inżynierska - zaliczenie: projekty przygotowane w AutoCAD + prezentacja + rysunki techniczne wykonane ręcznie

• statystyka - quizy + kolokwium + egzamin

• dwa przedmioty z bloku humanistycznego do wyboru

W razie jakichkolwiek pytań, jak zwykle zapraszam do zakładki: KONTAKT oraz na instagram @strzala_na_biotechu.

Enzymy są substancjami, które pełnią w komórkach funkcje biokatalizatorów, czyli związków przyspieszających reakcje biochemiczne poprzez obniżanie ich energii aktywacji (energii potrzebnej do zapoczątkowania reakcji). Wykorzystuje się je coraz częściej w różnych dziedzinach przemysłu.

KLASYFIKACJA ENZYMÓW

• Oksydoreduktazy - reakcje utleniania i redukcji

• Transferazy - reakcje przenoszenia grup funkcyjnych z jednego związku chemicznego na inny

• Hydrolazy - reakcje hydrolizy

• Liazy - reakcje rozkładu związków chemicznych bez udziału wody oraz reakcje tworzenia wiązań podwójnych przez dodanie lub usunięcie grup funkcyjnych

• Izomerazy - reakcje izomeryzacji

• Ligazy - reakcje syntezy związków chemicznych sprzężone z hydrolizą ATP

WPŁYW CZYNNIKÓW ŚRODOWISKA NA SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH

•temperatura – w granicy temperatury 0-30·C następuje wzrost szybkości reakcji zgodnie z regułą Van’t Hoffa, przy dalszym wzroście temperatury szybkość reakcji gwałtownie spada; postępuje szybkość denaturacji białka enzymu

•wartość pH – optimum pH dla większości enzymów występuje przy wartościach bliskich odczynu obojętnego; jeden enzym może mieć różne wartości optimum pH (np. pepsyna wykazuje dla syntetycznego peptydu pH równe 2,8)

ZWIERZĘCE ŹRÓDŁA ENZYMÓW

•gruczoły wydzielania zewnętrznego (produkt uboczny w rzeźniach) - enzymy proteolityczne (np. pepsyna, trypsyna) oraz inne (np. katalza).

•ściany żołądka młodych ssaków – podpuszczka (przemysł serowarski – wytrącanie skrzepu kazeiny)

•kultury bakterii Bacillus subtilis oraz grzyby strzępkowe Aspergillus - enzymy proteolityczne

•drożdże Sacharomyces – enzymy katalizujące rozkład wiązań glikozydowych np. β-fruktozydazy

ZASTOSOWANIE ENZYMÓW W PRZEMYŚLE

Enzymy amylolityczne - odpowiedzialne za rozkład skrobi

Zastosowanie: poprawianie zdolności wyrastania ciasta; produkcja syropu i skrobi; przekształcanie skrobi w sacharydy fermentujące; produkcja glukozy

Enzymy proteolityczne - odpowiedzialne za rozkład wiązań peptydowych

Zastosowanie: zmiękczanie mięsa; zapobieganie mętnieniu piwa; koagulacja białek mleka i dojrzewanie serów; zapobieganie krystalizacji laktozy, produkcja sztucznego miodu

Enzymy pektynolityczne - odpowiedzialne za rozkład wiązania glikozydowego w pektynach

Zastosowanie: zwiększanie wydajności przy tłoczeniu owoców, klarowanie, przeciwdziałanie żelowaniu zagęszczanych soków

ENZYMY WSKAŹNIKOWE

•enzymy wewnątrzkomórkowe

• uwalniane w wyniku uszkodzenia bł. komórkowej lub rozpadu komórki - wzrost aktywności we krwi

•zawartość enzymu wskaźnikowego w pł. pozakomórkowym jest zależna od jego ilości w uszkodzonej tkance, liczby uszkodzonych komórek i stopnia ich uszkodzenia, rozmieszczenia wewnątrzkomórkowego enzymów

•przykłady: kinaza kreatynowa (CK), dehydrogenza mleczanowa (LDH), aminotrasferazy: asparaginianowa (AspAT) i alaninowa (AlAT)

ENZYMY EKSKRECYJNE

•produkowane przez gruczoły i wydzielane do wydzielin ustrojowych: śliny, światła przewodu pokarmowego (żółć, sok trzustkowy), płynu nasiennego

•ich pojawienie się w osoczu świadczy o zaburzeniu procesu wydzielania (zastój wydzieliny) i/lub niszczeniu struktury gruczołu

•przykłady: amylaza, lipaza, fosfataza zasadowa

BIBLIOGRAFIA

•Praca zbiorowa pod redakcją Włodzimierza Bednarskiego i Arnolda Repsa. 2001. Biotechnologia żywności. Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne

•Jerzy Kączkowski. 1996. Podstawy biochemii. Warszawa: Wydawnictwo Naukowo-Techniczne

•https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32292011/

•https://www.hindawi.com/journals/er/2019/6139863/

Mikroiniekcja in vitro DNA do zygoty

Najstarsza i najczęściej wykorzystywana metoda, która polega na mikroiniekcji DNA do pęcherzyka zarodkowego niedojrzałego oocytu lub do jąder komórkowych zarodka dwukomórkowego przy pomocy mikrochirurgicznej szklanej pipety. Większość organizmów transgenicznych uzyskano właśnie przy użyciu tej techniki. Jej zaletą bez wątpienia jest to, że wprowadzony gen może być obecny w każdej komórce powstałego organizmu, pozwala to z kolei na ocenę ekspresji genów w różnych rodzajach komórek. Do wad możemy zaliczyć niski poziom integracji z genomem zarodka oraz niewysoki procent przeżywalności badanych zygot. W efekcie mikroiniekcja okazuje się kosztowna i mało efektywna

Transplantacja jądra komórkowego

Jedna z obecnie wykorzystywanych metod, która odbywa się poprzez przeniesienie jądra od dawcy do biorcy (niezapłodniona komórka jajowa). Z komórki biorcy przy pomocy mikropipety usuwa się jądro komórkowe, po czym zastępuje się je jądrem komórkowym dawcy. Z komórki jajowej rozwija się zarodek, który może być przeszczepiony do macicy matki zastępczej. Transplantacja jądra komórkowego pozwoliła naukowcom uzyskać pierwszego na świecie sklonowanego ssaka – owcę Dolly, która doczekała się aż sześciu potomków – Rosie, Darcy, Lucy, Bonnie, Sally, Cotton. Technika ta nie należy do wydajnych. Dolly była jedynym pomyślnie zakończonym eksperymentem z niemal trzystu ogólnie przeprowadzonych. Dodatkowo należy dodać, że organizmy uzyskane tą metodą bardzo często obciążone są wadami rozwojowymi.

Dolly the sheep (stuffed) at the National Museum of Scotland in Edinburgh

By Toni Barros from São Paulo, Brasil - Hello, Dolly!, CC BY-SA 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=5816342

Naukowcy dysponują obecnie innymi metodami manipulacji genomu takimi jak modyfikacja za pomocą spermy jako wektora czy transfekcja niezapłodnionych oocytów wektorami retrowirusowymi. Techniki te odznaczają się jednak relatywnie niską wydajnością i trudnościami związanymi z uzyskaniem stabilnych linii komórek macierzystych.

Zwierzęta transgeniczne uzyskuje się między innymi w celu uzyskania odpowiedzi na pytanie: pod wpływem jakich czynników dany gen staje się aktywny. To z kolei pozwala na określenie, w jakim procesie zachodzącym w komórce biorą udział produkty wytworzone na bazie danego genu. Zwierzęta te mogą być wykorzystywane przez ludzi w tradycyjnych hodowlach, jeśli posiadają pożądane przez człowieka cechy, takie jak szybki przyrost masy ciała czy wytwarzanie mięsa z niewielką ilością tłuszczu. Dodatkowo zwierzęta transgeniczne spełniają się w roli bioreaktorów – mogą wytwarzać białka ludzki, które znajdują wykorzystanie w medycynie. Proces pozyskiwania białek z produktów odzwierzęcych, takich jak jaja bądź mleko jest obecnie bardzo powszechny. Sztandarowym przykładem, jakim możemy się posłużyć, jest mleko kozy, które zawiera ludzki czynnik wzrostu wykorzystywany w leczeniu karłowatości. Przydatne okazuje się również mleko owiec, zawierające ludzki czynnik krzepliwości krwi, używany jako komponent leków dla osób dotkniętych hemofilią.

Warto wspomnieć również że na świecie obserwuje się obecnie bardzo wysoki odsetek zachorowań oraz zgonów spowodowanych przez choroby układu krążenia, takie jak nadciśnienie tętnicze, zawał mięśnia sercowego, niewydolność serca i nerek, czy udar. W ostatnich latach technologia transgeniczna odegrała znaczącą rolę w odkryciu specyficznych produktów genowych regulujących układ sercowo-naczyniowy i etiologii chorób.

Bibliografia:

https://epodreczniki.pl/a/zwierzeta-transgeniczne/D6Hvx1o6v

http://metlab.pl/Inzynieria_genetyczna_a_postep_biotechnologiczny_%E2%80%93_czy_boimy_sie_zwierzat_transgenicznych_p169.html

https://physoc.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/j.1469-445X.2000.02096.x

PRZEDMIOTY PODSTAWOWE:

• biochemia (wykłady i seminaria) - subiektywnie mogę powiedzieć, że był to dla mnie najciekawszy przedmiot, na wykładach poruszane były podstawowe preocesy biochemiczne wraz z wszystkimi definicjami oraz grafikami; podczas seminariów każdy ze studentów musiał przedstawić prezentację na wybrany przez siebie temat związany z przedmiotem (prowadzący musieli oczywiście zaakceptować nasz wybór, panowała jednak spora dowolność); na zajęciach stacjonarnych mieliśmy okazję m.in. wyizolować DNA kukurydzy oraz wykonać dwa inne doświadczenia ze skryptu

ZALICZENIE: prezentacja (ok. 15 min) + dwa kolokwia + egzamin opisowy (wszystko online)

• mikrobiologia (wykłady i ćwiczenia na podstawie skryptu) - dość wymagający przedmiot, na którym mogliśmy poznać fundamentalne zagadnienia związane z mikroogranizmami oraz wirusami; zajęcia online przypominały konwersatoria, podczas których wspólnie z prowadzącymi omawialiśmy wybrane tematy, wykładowczynie zapewniały nam zdjęcia wszystkich wykorzystywanych preparatów, przez co mogliśmy choć w części się z nimi zapoznać; na ćwiczeniach stacjonarnych wykonywaliśmy natomiast posiewy, uczyliśmy się korzystania z mikroskopów oraz rozpoznawaliśmy na podstawie wiedzy teoretycznej różne formy mikroorganizów

ZALICZENIE: dwa kolokwia oraz egzamin wielokrotnego wyboru

• genetyka (wykłady + ćwiczenia) - jedyny przedmiot podstawowy, prowadzony w pełni online; składał się z dwóch części: genetyki roślin, która opierała się wyłącznie na wykonywaniu krzyżówek genetycznych oraz genetyki zwierząt, podczas której zdobywaliśmy bardziej praktyczną wiedzę związaną z pracą w laboratorium (omawialiśmy PCR, RFLP, markery genetyczne itp.)

ZALICZENIE: trzy kolokwia oraz egzamin (pytania zamknięte i otwarte)

• fizjologia i anatomia roślin (wykłady + ćwiczenia) - przedmiot, który obok genetyki generuje najwięcej "warunków" na drugim roku; dzieli się na dwie części:

  • część fizjologiczna - opiera się na wykonywaniu doświadczeń w celu zaobserwowania wpływu wybranych czynników na rośliny, zajęcia dość ciekawe, moja grupa dodatkowo prowadzona była przez doktorantkę, więc wspominam je naprawdę dobrze, w normalnych warunkach pisalibyśmy kilka kolokwiów, w naszym wypadku możliwe było jedynie zaliczenie całości materiału (oczywiście stacjonarnie)

  • część anatomiczna - praca z preparatami z wykorzystaniem mikroskopów oraz omawianie ustne wybranych zagadnień z histologii roślin, również obowiązywało nas kolokwium z całego materiału (w formie zdalnej)

ZALICZENIE: średnia ocena z egzaminów osobnych dla każdej części + kolokwia

PS ocenę z ćwiczeń z fizjologii roślin może znacznie podnieść aktywność na zajęciach

PRZEDMIOTY DOBIERALNE:

• wprowadzenie do biochemii środowiska (wykłady) - prowadzący przybliżali tematykę przedmiotu poprzez prezentacje online

TEMATYKA: udział metabolitów chemicznych i procesów biochemicznych we wzajemnych oddziaływaniach między organizmami i ich regulacji; substancje i reakcje biochemiczne jako części składowe układów ekologicznych - procesy "ex vivo" oraz procesy biodegradacji i biotransformacji

ZALICZENIE: kolokwium (online)

• biomonitoring (wykłady + seminaria) - prowadzący najczęściej prowadzili swoje prezentajce w sposób interaktywny - często zadawali nam pytania, organizowali sesje Kahoot; przedmiot podzielony był na trzy segmenty - z każdego z nich wykonywaliśmy projekt, który zazwyczaj opierał się na graficznym przedstawieniu danych oraz ich interpretacji

TEMATYKA: ekologiczne podstawy bioindykacji; zastosowanie metod biologicznych i testów bioindykacyjnych w ocenie stanu środowiska i zmian ekosystemów; grupy organizmów wykorzystywane w ocenie stanu ekologicznego wód, powietrza oraz gleby

ZALICZENIE: średnia ocen za projekty z każdej części + aktywność

• zwierzęta labolatoryjne - najciekawszy przedmiot z tych możliwych do wyboru, polecam każdemu; ze względu na organiczoną ilość godzin stacjonarnych do zwierzętarni mogliśmy wejść jedynie raz - tam zapoznaliśmy się z procedurami związanymi z etyczną hodowlą myszy, szczurów i królików (od strony teoretycznej oczywiście)

TEMATYKA: charakterystyka poszczególnych gatunków zwierząt laboratoryjnych, podstawowe zabiegi przeprowadzane na zwierzętach, anestezja i analgezja, eutanazja – humanitarne metody uśmiercania zalecane przez Krajową Komisję Etyczną; metody alternatywne wykorzystywania zwierząt do hodowli tkankowych i komórkowych; organizmy transgeniczne

ZALICZENIE: wykonanie szycia + test (online)

PS przedmiot porwadzony jest przez najmilszych i najbardziej wyrozumiałych prowadzących, którzy zrobili wszystko, abyśmy pomimo pandemii byli w stanie odbyć choć część zajęć stacjonarnych

• organizmy modelowe - zajęcia opierały się na szczegółowym omówieniu poszczególnych organizmów modelowych; prowadzone w formie prezentacji online

TEMATYKA: charakterystyka wybranych modeli zwierząt, roślin, bakterii, grzybów i wirusów

ZALICZENIE: prezentacja wykonana przez studenta

• rośliny zielarskie (wykłady i seminaria) - ćwiczenia prowadzone w pełni zdalnie opierały się na przeglądzie prezentacji przygotowanych uprzednio przez studentów

TEMATYKA: uprawa ziół i ich dlaszy proces produkcyjny oraz charakterystyka poszczególnych gatunków

ZALICZENIE: prezentacja + egzamin ustny (online)

Osobiście jako najtrudniejszy przedmiot uznałabym genetykę. Zaliczenie obejmowało bardzo duży zakres (jako wymaganie egzaminacyjne podana zostaje zazwyczaj książka prowadzącego), więc ciężko określić co tak naprawdę obowiązuje na sesji. Polecam uczyć się z notatek przekazywanych z rocznika na rocznik oraz BARDZO szczegółowo zapoznać się z wykładami. Dodatkowym wyzwaniem były "rośliny", na które również trudno się odpowiednio przygotować. W tym wypadku odsyłam do "Fizjologii Roślin" Moniki Kozłowskiej. Jeśli chodzi o przedmioty dobieralne ze swojego doświadczenia mogę szczególnie polecić zwierzęta laboratoryjne oraz wstęp do biochemii. Nie powiedziałabym tego natomiast o biomonitoringu. Możliwe, że niezadowolenie większości osób z grupy wynika z prowadzenia tego przedmiotu w pełni online. Oprócz bardzo trudnego kontaktu z prowadzącymi, zaliczenie opierało się na wykonaniu prezentacji w oparciu o dużą liczbę danych, przedmiot ten nie wnosi zbyt wiele oprócz nauki przeklejania danych z Exela do PowerPointa.

Na sam koniec chcę dodać, że są to oczywiście moje własne odczucia i nie należy negatywnie nastawiać się do jakichkolwiek przedmiotów/prowadzących. Postem tym mam na calu jedynie przybliżenie możliwości poznani specyfiki studiów biotechnologicznych wszystkim zainteresowanym. Poza tym (jak z resztą widać na moim przykładzie) semestr ten, choć naszpikowany bardzo rozległymi i trudnymi treściami jest do przetrwania nie tylko dla piątkowych uczniów. Jak zwykle w razie pytań/porad zachęcam młodsze roczniki do kontaktu, chętnie odpowiem na wszelkie pytania!

ŹRÓDŁO:

https://skylark.up.poznan.pl/sites/default/files/dok_kierumek/biotechnologia_pierwszego_i_drugiego_stopnia_0.pdf - nasza obecna oferta dydaktyczna