«Биология клетки (цитология, гистология, биофизика, биохимия, молекулярная биология) модуль Молекулярная биология» (профиль Генетика)
Topic outline
- General
- 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.
- 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.
- Самостоятельная работа обучающегося
- Методические и иные документы, разработанные для обеспечения образовательного процесса
- Фонд оценочных средств
- Дополнительные материалы
- Промежуточная аттестация