1. Να καταστήσει τους φοιτητές/τριες γνώστες θεμάτων γενετικής πέραν αυτών που διδάσκονται στο υποχρεωτικό μάθημα ‘Γενετική’ και όσων εντάσσονται στην ύλη συγγραμμάτων Γενετικής διεθνώς.

2. Να βοηθήσει τους φοιτητές/τριες να αποκτήσουν ολοκληρωμένη γνώση περί δομής, λειτουργίας, οργάνωσης και έκφρασης του γενετικού υλικού, βλαβών και επιδιόρθωσης του DNA, μεταθετών γενετικών στοιχείων, προκαρυωτικής γενετικής, βασικής ιικής γενετικής, οριζόντιας μεταφοράς γονιδίων και χαρτογράφησης γενετικού υλικού, οργανιδιακής γενετικής και εξωχρωμοσωμικής κληρονομικότητας, χημικής επικοινωνίας και επαγωγής γενετικών φαινομένων σε προκαρυωτικούς και κατώτερους ευκαρυωτικούς οργανισμούς, σύγχρονης γενετικής τεχνολογίας και εφαρμογών αυτής, και σύγχρονων δυνατοτήτων αναζήτησης και ανάλυσης της πληροφορίας.

3. Να αναπτύξει την κριτική ικανότητα των φοιτητών/τριών σε βασικά και σύγχρονα θέματα Γενετικής, τη λειτουργία επίλυσης προβλημάτων, την αναλυτική αλλά και συνθετική σκέψη στο αντικείμενο, και, τέλος, τη γνώση της ιστορικότητας και των μελλοντικών προκλήσεων. 

4. Να εξοικειώσει όσους φοιτητές/τριες αναλαμβάνουν τη σπουδή και παρουσίαση θέματος σεμιναρίου, με τις διαδικασίες αναζήτησης της πλέον πρόσφατης σχετικής αρθρογραφίας, την αφομοίωση του περιεχομένου, τη σύνθεση της πληροφορίας και τη δημόσια παρουσίαση αυτής με συνοπτικό και ουσιαστικό τρόπο και να τους μυήσει στις σύγχρονες απαιτήσεις έκφρασης της επιστημονικής πληροφορίας, δεδομένου ότι η συγγραφή της συνοδού εργασίας ζητείται να είναι κατά τις προδιαγραφές της έγκριτης διεθνούς επιστημονικής αρθρογραφίας.

5. Να βοηθήσει όσους φοιτητές/τριες αναλαμβάνουν σεμινάριο σε ομάδα των δύο, να αναπτύξουν τη συνεργασία ως προς την κατανομή του έργου και την κοινή προσπάθεια για τον τελικό στόχο.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο/η φοιτητής/τρια αναμένεται να έχει εξοικειωθεί με: α) την αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών της σύγχρονης γενετικής επιστήμης, β) τη χρήση των απαραίτητων τεχνολογιών (τραπεζών δεδομένων, εξυπηρετητών και προγραμμάτων ανάλυσης δεδομένων, διεθνών ηλεκτρονικών βιβλιοθηκών), γ) την αυτόνομη εργασία κατά τη μελέτη, συγγραφή/παρουσίαση σεμιναρίων και εξέταση, δ) την ομαδική εργασία κατά τη συγγραφή/παρουσίαση σεμιναρίων, ε) την εργασία σε διεθνές και διεπιστημονικό περιβάλλον ανανέωσης της ύλης μαθήματος καθώς και βιβλιογραφικής αναζήτησης/παραλαβής εργασιών για τη σύνθεση των σεμιναρίων, στ) την ικανότητα εφαρμογής γνώσεων στην προσέγγιση επιστημονικών θεμάτων για τα πατραπάνω, ζ) την προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης και η) την παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών που προκύπτουν κατά τη διδασκαλία και τις παρουσιάσεις των φοιτητών/τριών.

Μεταθετά στοιχεία (8 Ώρες): Προκαρυωτικά και ευκαρυωτικά μεταθετά στοιχεία, μοριακοί μηχανισμοί μετάθεσης, ρύθμιση της μετάθεσης, ο ρόλος των μεταθετών στοιχείων στις γονιδιωματικές ανακατατάξεις, Tn3 – Τn5 – Τn10 – Μu ως παραδείγματα προκαρυωτικών μεταθετών στοιχείων, μεταθετά στοιχεία καλαμποκιού και δροσόφιλας ως παραδείγματα ευκαρυωτικών συστημάτων, ρετροϊοί και ρετροτρανσπόζονς, ανθρώπινες αλληλουχίες LINE και SINE.

Μοριακοί μηχανισμοί δημιουργίας και επιδιόρθωσης μεταλλαγών (6 Ώρες): Bλάβες του DNA: Μηχανισμοί δημιουργίας αυτόματων μεταλλαγών, ρόλος των DNA πολυμερασών, αποπουρίνωση-αποπυριμιδίνωση, περιβαλλοντικοί μεταλλαξογόνοι παράγοντες. Μοριακοί μηχανισμοί επιδιόρθωσης βλαβών του DNA: Χημικοί μεταλλαξογόνοι παράγοντες, φωτοεπιδιόρθωση, επιδιόρθωση βλαβών από αλκυλιωτικούς παράγοντες, ρόλος γλυκοζυλασών, ρόλος ΑΡ-ενδονουκλεασών, μηχανισμοί εκτομής βλαβών, επιδιόρθωση δίκλωνων θραύσεων, επιδιόρθωση μέσω γενετικού ανασυνδυασμού και μέσω του συστήματος SOS.

Εξωχρωμοσωμική κληρονομικότητα σε μικροοργανισμούς και φυτά, χλωροπλαστικό και μιτοχονδριακό DNA (6 Ώρες): Μέθοδοι εντοπισμού εξωχρωμοσωμικής κληρονομικότητας, μητρική επίδραση, δημιουργία και απομόνωση μιτοχονδριακών ή/και χλωροπλαστικών μεταλλαγών, δομή-λειτουργία-οργάνωση mtDNA και ctDNA γονιδιωμάτων, χαρτογράφηση κυκλικών γονιδιωμάτων, φυσικά συστήματα γενετικού ανασυνδυασμού mtDNA μικροοργανισμών, χρησιμότητα mtDNA σε πληθυσμιακές μελέτες, μοριακή ταυτοποίηση (RFLPs) και φυλογένεση με χρήση γονιδίων του mtDNA ή ολόκληρων γονιδιωμάτων, θεωρίες ενδοσυμβίωσης.

Μετασχηματισμός (4 Ώρες): Κινητική βακτηριακού μετασχηματισμού, δεκτικότητα κυττάρων, τύχη του DNA κατά τον μετασχηματισμό, μοριακοί μηχανισμοί μετασχηματισμού, μετασχηματισμός μυκήτων, γενετική χαρτογράφηση μέσω μετασχηματισμού.

Μεταγωγή (4 Ώρες): Μεταγωγικοί φάγοι, γενικευμένη – εξειδικευμένη – εκτρωτική μεταγωγή, το παράδειγμα του φάγου λ, δομή-λειτουργία-οργάνωση του φάγου λ, η γενετική βάση της λυσιγονίας, μοριακοί μηχανισμοί ανοσίας σε μόλυνση φάγων, χαρτογράφηση με τη βοήθεια φάγων, ρόλος των βοηθητικών φάγων λ, είσοδος φάγων στο χρωμοσωμικό υλικό του ξενιστή και διακοπή λειτουργίας γονιδίων, κατασκευή-βελτίωση στελεχών.

Σύζευξη – Πλασμίδια (8 Ώρες): Σύζευξη στο βακτήριο Escherichia coli, το παράδειγμα και η ιστορία του πλασμιδίου F, στελέχη F⁺, F^-, F’και Hfr. Μοριακοί μηχανισμοί της μεταφοράς DNA μέσω σύζευξης. Ρόλος πλασμιδίων, τύποι πλασμιδίων, ομοιότητες και διαφορές στη δομή και οργάνωση των πλασμιδίων, συζευκτική ασυμβατότητα. Καταβολικά πλασμίδια, R-τύπου πλασμίδια, καταστολή-αποκαταστολή συζευκτικότητας, επιβοηθούμενη σύζευξη, χαρτογράφηση γενετικού υλικού, κατασκευή-βελτίωση στελεχών.

Δημιουργία και σύντηξη πρωτοπλαστών (2 Ώρες): Ενζυμική απομάκρυνση κυτταρικών τοιχωμάτων μικροοργανισμών, επαγόμενη σύντηξη πρωτοπλαστών, ηλεκτροδιάτρηση.

Φαινόμενα διακυτταρικής επικοινωνίας στα προκαρυωτικά (2 Ώρες): Χημική επικοινωνία στα βακτήρια και φαινόμενα απαρτίας (quorum sensing), φαινόμενα απόσβεσης της σηματοδότησης (quorum quenching), δίκτυα σηματοδότησης, πειραματικός εντοπισμός, εφαρμογές.

Χρήση τραπεζών βιολογικών δεδομένων και επιστημονικών βιβλιοθηκών (2 Ώρες)

Γενετική Μηχανική (8 Ώρες): Απομόνωση DNA από κύτταρα ευκαρυωτικών και προκαρυωτικών οργανισμών, απομόνωση πλασμιδιακού, φαγικού και ιϊκού DNA. Τροποποιητικά ένζυμα, περιοριστικές ενδονουκλεάσες-πέψη DNA-χαρτογράφηση. Κλωνοποίηση–έκφραση γονιδίων. Δημιουργία γονιδιακών βιβλιοθηκών σε πλασμίδια, φάγους, κοσμίδια, ΒΑCs, YACs. Κατασκευή cDNA βιβλιοθηκών. Άμεση και έμμεση επιλογή γονιδιωματικών κλώνων. Χρήση τεχνολογιών ιχνηθέτησης, αλληλούχησης, PCR. Δημιουργία μικροβιακών στελεχών με επιλεγμένες ιδιότητες. Σύγχρονες εφαρμογές: μεμονωμένη ή μαζική μελέτη έκφρασης γονιδίων, μεταλλαξογένεση ειδικής θέσης, γονιδιακή αντικατάσταση ή απαλοιφή, διαγονιδιακή τεχνολογία, γονιδιωματική έρευνα.

Σεμινάρια (4 Ώρες): Προφορικές παρουσιάσεις επίκαιρων θεμάτων έρευνας που εμπίπτουν στη θεματολογία του μαθήματος από τους φοιτητές (συνοδεύονται από παράδοση γραπτών εργασιών).

Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα μαθήματα προκειμένου ο/η φοιτητής/τρια να παρακολουθήσει το μάθημα. Ωστόσο, για την καλύτερη παρακολούθηση και κατανόηση του μαθήματος απαιτούνται καλές γνώσεις Βασικής Γενετικής, Μοριακής Βιολογίας και Βιοχημείας. 

Η διαδικασία αξιολόγησης των φοιτητών/τριών γίνεται στην ελληνική γλώσσα (υπάρχει η δυνατότητα εξέτασης στην αγγλική για τους φοιτητές Erasmus), με τελική γραπτή εξέταση στο σύνολο της ύλης η οποία περιλαμβάνει ερωτήσεις εκτεταμένης απάντησης ή περιγραφής επίλυσης προβλημάτων. Για όσους φοιτητές/τριες αναλαμβάνουν επιπροσθέτως σεμινάριο, η διαδικασία περιλαμβάνει τη δημόσια παρουσίαση του σεμιναρίου και την παράδοση/αξιολόγηση της συνοδευτικής εργασίας.

Ο βαθμός της γραπτής εξέτασης αποτελεί το 100% του βαθμού μαθήματος για όσους δεν ανέλαβαν σεμινάριο και το 85% για όσους ανέλαβαν, με το σεμινάριο να συνεισφέρει το υπόλοιπο 15%.