«Биология клетки (цитология, гистология, биофизика, биохимия, молекулярная биология) модуль Молекулярная биология» (профиль Биохимия)
Тематический план
- Общее
- Лекция 1. Структурно-функциональная организация про- и эукариотических геномов. Репликация ДНК
Лекция 1. Структурно-функциональная организация про- и эукариотических геномов. Репликация ДНК
Бактериальный геном. Компактизация ДНК бактерий. Суперспирализованные петли нуклеоида. ДНК-связывающие белки петель, структура и функции. Роль доменной организации в функционировании бактериального генома. Геном эукариот. Структурные элементы генома: сателлитная ДНК, умеренно повторяющиеся и уникальные последовательности. Функции структурных элементов генома. Основные свойства генома эукариот: избыточность, компактность. Отличия генома эукариот от генома прокариот. Структура хроматина. Основные компоненты хроматина - структура и функции. Уровни компактизации ДНК хроматина. Репликация ДНК у прокариот. Ориджин репликации E. coli, структура и функции. Ферментативный аппарат и вспомогательные белки репликации. ДНК-полимеразы прокариот (I, II, III), структура, функции, полимеразная и экзонуклеазные активности этих ферментов. Репликативная вилка, ее организация и функционирование.
- Лекция 2. Особенности репликации ДНК у эукариот. Репарация ДНК
Лекция 2. Особенности репликации ДНК у эукариот. Репарация ДНК
Полирепликонный характер репликации. ДНК-полимеразы эукариот ( α, β, γ, δ, ε,), их функции. Комплекс узнавания точки начала репликации (origin recognition complex или ORC). Инициация репликации. Белки, участвующие в репликации: RPA, геликаза А, RFC, PCNA. Теломеры эукариотических хромосом. Теломераза – особенности структуры и механизм действия.
Виды повреждений ДНК и факторы их вызывающие. Естественный, химический и радиационный мутагенез. Причины ошибок при синтезе ДНК. Репарация ДНК и ее виды: прямая и эксцизионная репарация, репарация неспаренных нуклеотидов, SOS-репарация. - Лекция 3. Транскрипция. Процессинг РНК
Лекция 3. Транскрипция. Процессинг РНК
Общая характеристика процесса транскрипции. Основные этапы транскрипции (инициация, элонгация и терминация). Транскрипция у прокариот. Опероны бактерий. Механизмы их репресии и дерепресии. Строение промотора прокариот (на примере E. coli): последовательности –10 (Прибнов-бокс) и –35. Строение РНК-полимеразы эубактерий. Структура терминаторов транскрипции, факторы терминации, ρ-зависимая и ρ-независимая терминация. Транскрипция у эукариот. Формы эукариотической РНК-полимеразы (I, II, III). Особенности промоторов. Энхансеры, сайленсеры. Базальные транскрипционные факторы TFIIA, THIIB, TFIIF, THIIE. Терминация транскрипции, её связь с процессингом 3’-конца РНК-транскрипта. Процессинг первичных транскриптов. Процессинг тРНК и рРНК. Процессинг про- мРНК и созревание мРНК (cплайсинг, кэпирование, полиаденилирование). Сплайсинг и его виды. Механизмы сплайсинга и его виды.
- Лекция 4. Трансляция
Лекция 4. Трансляция
Организация рибосом. Большая и малая субъеденицы рибосомы про- и эукариот. Функциональные сайты рибосомы: сайты связывания аминоацил-тРНК, пептидил-тРНК и деацилированной тРНК (А-, Р-, Е-сайты). Подготовка аминокислот к трансляции. Активирование аминокислот. Аминоацил-тРНК-синтетазы, механизм специфического узнавания субстратов. Стадии трансляции. Инициация. Связывание мРНК с малой субчастицей рибосомы. Образование инициаторного комплекса на связывающем сайте рибосомы. Инициирующие кодоны и инициаторные тРНК у про- и эукариот. Элонгация. Роль фактора переноса — Т (EF-Tu в бактериях) и связанного GTP при поступлении аминоацил-тРНК в А-сайт рибосомы. Гидролиз GTP и высвобождение фактора элонгации Т. Роль 50S субчастицы рибосомы в реакции транспептидации, механизм реакции. Характеристика этапа транслокации, необходимость фактора транслокации (EF-G бактерий, eEF-2 эукариот). Терминация. Терминирующие кодоны и факторы терминации (рилизинг-факторы) RF1/2 и RF3 у прокариот и eRF1 и eRF3 у эукариот. Механизмы освобождения полипептида, вытеснения тРНК из рибосомы и отделение рибосомы от мРНК. Диссоциация рибосомы. Регуляция трансляции у про- и эукариот, способы регуляции.
- Лекция 5. Молекулярные механизмы регуляции клеточного цикла. Апоптоз
Лекция 5. Молекулярные механизмы регуляции клеточного цикла. Апоптоз
Комплексы циклинзависимых киназ, определяющие разные фазы цикла. "Сверочные точки" клеточного цикла. Механизм остановки цикла и перехода к апоптозу. Белок р53. Биологические ответы клетки с участием p53: остановки клеточного цикла в периодах G1, G2, репарация, репликативное старение, апоптоз. взаимодействие с мембраной митохондрий. Апоптоз. "Апоптоз изнутри". "Апоптоз по команде". Морфология апоптоза и некроза. Факторы апоптоза. Каспазы. Эндонуклеазы. Митохондриальные факторы.
- ЗАНЯТИЯ СЕМИНАРСКОГО ТИПА
- Тематический блок 1. Выделение плазмидной ДНК на GeneJET Plasmid Miniprep Kit (Fermentas). Часть 1-3
Тематический блок 1. Выделение плазмидной ДНК на GeneJET Plasmid Miniprep Kit (Fermentas). Часть 1-3
Разбор методики, подготовка питательной среды, посев штамма и культивирование, подготовка реактивов.
Лизис бактериальной массы, получение осветленного лизата, сорбция плазмидной ДНК на колонке, промывка, элюция.
Приготовление агарозного геля, проведение электрофореза, визуализация результата.
- Тематический блок 2. Постановка ПЦР. Часть 1-3
Тематический блок 2. Постановка ПЦР. Часть 1-3
Разбор методики, знакомство с управлением амплификатором.
Пробоподготовка, набор реакционной смеси, электрофорез.
Продукты амплификации, учет результатов. - Тематический блок 3. Основные методы молекулярной клинической диагностики
Тематический блок 3. Основные методы молекулярной клинической диагностики
Области применения. Теоретические и практические основы полимеразной цепной реакции (ПЦР). Условия проведения ПЦР: параметры реакции, детекция результатов. Модификации метода. Генодиагностика инфекционных болезней. Пробоподготовка и выделение нуклеиновых кислот из клинического материала, объектов внешней среды и пищевых продуктов, подозрительных на бактериальную или вирусную обсемененность. Организация работы методом ПЦР при исследовании материала, инфицированного патогенными биологическими агентами.
- Тематический блок 4. Основы генетической инженерии
Тематический блок 4. Основы генетической инженерии
Предпосылки возникновения и этапы развития генетической инженерии. Схема эксперимента по получению и клонированию рекомбинантных молекул ДНК. Понятие о векторных системах. Типы векторов. Используемые ферменты (рестриктазы и др.). Методы отбора и анализа рекомбинантных клонов. Применение трансгенных технологий.
- Тематический блок 5. Генотипирование
Тематический блок 5. Генотипирование
Полиморфные маркеры, основанные на тестировании однонуклеотидных замен (SNPs). Методы детекции SNP. Методы геноидентификации личности в судебно-медицинской практике. Гипервариабельные мини- и микросателлитные повторы (VNTR, STR) как основа локусной системы с высоким индивидуализирующим потенциалом. Схема анализа при экспертизе спорного отцовства. Индивидуализирующая системы на основе анализа митохондриальной ДНК. Молекулярное генотипирование в трансплантологии. Иммунологическая и генетическая совместимость. HLA-типирование.
- Методические и иные документы, разработанные для обеспечения образовательного процесса
Методические и иные документы, разработанные для обеспечения образовательного процесса
Экзаменационные билеты для проведения промежуточной аттестации (экзамена) по дисциплине Биология клетки (цитология, гистология, биофизика, биохимия, молекулярная биология) модуль Молекулярная биология обучающихся направления подготовки "Биология" (профиль Биохимия)
- Текущая аттестация
- Самостоятельная работа обучающегося
- Фонд оценочных средств
- Методические и иные документы, разработанные для обеспечения образовательного процесса
- Дополнительные материалы
- Промежуточная аттестация