Κατανόηση των βασικών μοριακών και γενετικών μηχανισμών που ελέγχουν τη λειτουργία του ευκαρυωτικού κυττάρου. Σχεδιασμός ορθολογικών προσεγγίσεων βασικής έρευνας σε απλούς πρότυπους οργανισμούς όπως οι μύκητες. Κατανόηση εξελικτικών μηχανισμών. Κριτική προσέγγιση νέων ανακαλύψεων στο χώρο της Μοριακής Βιολογίας & Γενετικής. Αξιοποίηση των παραπάνω γνώσεων για τη στοχευμένη χρήση μικροοργανισμών στην παραγωγή και τροποποίηση προϊόντων και υπηρεσιών (χημική βιομηχανία, βιομηχανία τροφίμων και ποτών). Κατανόηση των μηχανισμών αλληλεπίδρασης μικροοργανισμών και περιβάλλοντος και της χρήσης των μικροοργανισμών στην επεξεργασία αστικών αποβλήτων και χημικών ρυπαντών.

Οι φοιτητές/τριες με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος να αποκτήσουν γνώσεις στους τομείς της Μοριακής Βιολογίας και Γενετικής, της Συστηματικής, της Οικολογίας, της Φυσιολογίας και της Βιοχημείας των μικροοργανισμών, της Περιβαλλοντικής και Κλινικής Μικροβιολογίας και της Μικροβιολογίας Τροφίμων. Επίσης παρέχεται η δυνατότητα στους φοιτητές/τριες να γνωρίσουν και να εξοικειωθούν με μικροβιολογικές μοριακές τεχνικές και μεθόδους χειρισμού περιβαλλοντικών μικροβιολογικών δειγμάτων, να κατανοήσουν θέματα που αφορούν στη θρέψη, στο μεταβολισμό, στις τεχνικές αύξησης, στα μαθηματικά πρότυπα και στους παράγοντες περιβάλλοντος που επιδρούν στην ανάπτυξη των μικροοργανισμών, να έρθουν σε επαφή με την πολυπλοκότητα του μικροβιακού κόσμου και την έννοια της βιοποικιλότητας και να εκπαιδευτούν σε πρακτικές και μεθόδους που αφορούν εφαρμογές της μικροβιολογίας στην καθημερινή ζωή και τη βιομηχανία.

ΜΕΡΟΣ 1: Μοριακή Μικροβιολογία

1. Βασική και εφαρμοσμένη ερευνά σε πρότυπα μικροβιακά συστήματα (3 Ώρες): Μικροοργανισμοί ως πρότυπα γενετικά και μοριακά συστήματα βασικής βιολογικής έρευνας. Μια νέα ματιά στο οπερόνιο της λακτόζης. Πρότυπα συστήματα μυκήτων: Saccharomyces cerevisiae και Aspergillus nidulans. Ανάλυση μικροβιακών γονιδιωμάτων-λειτουργική γονιδιωματική.

2. Τα πρότυπα συστήματα S. cerevisiae και A. nidulans (9 Ώρες): Προσεγγίσεις αντιστροφής γενετικής.Πλασμίδια και μετασχηματισμός. Μεθοδολογίες στοχευμένης απενεργοποίησης ή αντικατάστασης γονιδίων, γονιδιακή υπερέκφραση, κατευθυνόμενη μεταλλαξιγένεση. Μεθοδολογίες μελέτης πρωτεϊνικών αλληλεπιδράσεων. Η χρήση βάσεων δεδομένων του S. cerevisiae και άλλων οργανισμών μοντέλων.

3. Κατασταλτικές μεταλλαγές και κλασικές γενετικές προσεγγίσεις (3 Ώρες): Η Γενετική καταστολή ως εργαλείο μελέτης των σχέσεων δομής-λειτουργίας-εξειδίκευσης ή αλληλεπιδράσεων πρωτεϊνών. Το παράδειγμα του διαμεβρανικού μεταφορέα ουρικού στον A. nidulans.

4. Μεμβρανική κυκλοφορία (4 Ώρες): Εξοκύττωση-στόχευση μεμβρανικών πρωτεϊνών. Ενδοκύττωση, ρόλος ενδοσωμάτων, αποδόμηση στα χυμοτόπια/λυσοσώματα, ανακύκλωση στη πλασματική μεμβράνη. Ο ρόλος της ουβικουΐτιλίωσης και πως διαβάζεται ο κώδικας της ουβικουΐτίνης. Η επανάσταση της Πράσινης Φθορίζουσας Πρωτεΐνης (GFP) και συναφών μεθοδολογιών. Τα νέα μικροσκόπια και η συνεχής συμβολή τους σε μια νέα εποχή κυτταρικής μικροβιολογίας. Η συμβολή της γενετικής μυκήτων στη νέα κυτταρική μικροβιολογία.
UapA.

ΜΕΡΟΣ 2: Εφαρμοσμένη Μικροβιολογία

1. Υδάτινο μικροβιακό οικοσύστημα (2 Ώρες): Η φύση του υδάτινου οικοσυστήματος. Σημαντικοί μικροβιακοί πληθυσμοί. Ο κύκλος του άνθρακα. Διαχείριση υδάτινων οικοσυστημάτων.

2. Επεξεργασία αποβλήτων (6 Ώρες): Μικροβιολογικά χαρακτηριστικά αστικών αποβλήτων, συστήματα αερόβιας επεξεργασίας λυμάτων, αναερόβιοι βιοαντιδραστήρες μικροβιακής χώνευσης, κομποστοποίηση. Βιομηχανικά και πετρελαϊκά απόβλητα και μικροβιακές διεργασίες αποικοδόμησής τους. Βιοεξυγίανση και σχετικοί βιοχημικοί μηχανισμοί. Βιοαποικοδόμηση παρασιτοκτόνων και εντομοκτόνων.

3. Μικροβιολογία πόσιμου ύδατος (3 Ώρες): Ασθένειες που σχετίζονται με το νερό. Ποιότητα του εδαφικού νερού και οικιακά συστήματα επεξεργασίας. Ολοκληρωμένες διεργασίες καθαρισμού πόσιμου ύδατος, διήθηση, μικροβιακή ανάλυση. Διεργασίες απολύμανσης με χλώριο και όζον.

4. Εδαφικό μικροβιακό οικοσύστημα (3 Ώρες): Σύσταση του εδαφικού περιβάλλοντος και η συμβολή των μικροοργανισμών. Σημαντικοί μικροβιακοί πληθυσμοί. Βιοαποικοδόμηση. Βιοεξυγίανση. Μικροβιακά παρασιτοκτόνα και η χρήση τους στη γεωργία.

5. Μεθοδολογία μικροβιακής οικολογίας (2 Ώρες): Εκτίμηση μικροβιακών παραμέτρων και μοριακές τεχνικές. Πρότυπα συστήματα οικοφυσιολογικών μελετών. Μικρόκοσμοι.

6. Μικροβιολογία τροφίμων (4 Ώρες): Φθορά των τροφίμων εξαιτίας των μικροοργανισμών. Συντήρηση των τροφίμων. Ασθένειες μεταδιδόμενες μέσω τροφών. Οι μικροοργανισμοί ως πηγή τροφής, μικροβιολογία ζυμωμένων τροφίμων. Χρήση ενζύμων στα τρόφιμα. Παραγωγή γαλακτοκομικών προϊόντων.

1. Βασικές αρχές μοριακής κλωνοποίησης-κατασκευή χιμαιρικού γονιδίου μεταφορέα με την προσθήκη της GFP. 2. Μετασχηματισμός δεκτικών βακτηριακών κυττάρων και επιλογή ανασυνδυασμένου πλασμιδίου. 3. Μετασχηματισμός νηματοειδή μύκητα. 4. In vivo μικροσκοπία επιφθορισμού κυττάρων A. nidulans – η τεχνολογία της GFP στην πράξη.  5. Αποκωδικοποίηση αλληλουχιών DNA & πρωτεϊνών in silico. Φροντιστήριο χρήσης βάσεων δεδομένων μυκήτων και άλλων οργανισμών μοντέλων. 6. Βακτηριακή αποικοδόμηση ναφθαλενίου. 7. Μικροβιολογική ανάλυση νερού – Προσδιορισμός καταλληλότητας για ανθρώπινη χρήση. 8 - 9. Προσδιορισμός συντελεστών απόδοσης σε κλειστό και ανοικτό σύστημα μικροβιακής καλλιέργειας για τη παραγωγή βιοαιθανόλης. 10. Μελέτη της ζύμωσης του γάλακτος προς γιαούρτι. 11 - 12. Επίσκεψη σε γαλακτοβιομηχανία και οινοποιείο.

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 των φοιτητών/τριών στα βασικά μαθήματα του Τμήματος που σχετίζονται με το αντικείμενο, όπως Μικροβιολογία, Βιοχημεία, Γενετική, Βοτανική, Κυτταρική Βιολογία, Μοριακή Βιολογία.

Η διαδικασία αξιολόγησης των φοιτητών/τριών γίνεται στην ελληνική γλώσσα (υπάρχει η δυνατότητα εξέτασης στην αγγλική για τους φοιτητές Erasmus), με τελική εξέταση στο σύνολο της ύλης και περιλαμβάνει: Α. Γραπτή εξέταση του εργαστηρίου με: α) Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής και β) Ερωτήσεις σύντομης ανάπτυξης βασισμένες στις μεθοδολογίες και πρακτικές που ασκήθηκαν - Β. Γραπτή εξέταση του μαθήματος με ερωτήσεις διαβαθμισμένης δυσκολίας, η οποία περιλαμβάνει: α) Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής και β) Ερωτήσεις θεωρητικής ανάπτυξης και ασκήσεις βασισμένες στις γνώσεις που αναπτύχθηκαν στις παραδόσεις - Γ. Υποχρεωτικές εργασίες, ατομικές, ή σε ομάδες των δύο ατόμων, για την αξιολόγηση των ικανοτήτων αναζήτησης, επεξεργασίας και παρουσίασης επιστημονικών δεδομένων. Ο συνολικός βαθμός προκύπτει ως άθροισμα των παραπάνω επιμέρους αξιολογήσεων.