Производственная практика (практика по профилю профессиональной деятельности в генетике)
Topic outline
- General
- Фонд оценочных средств
- Тематический блок 1. Вводное занятие
Тематический блок 1. Вводное занятие
Знакомство студентов с целью и задачами учебной практики. Техника безопасности во время проведения практики. Знакомство с оборудованием и лабораторной базой практики. Понятие об организации наследственной информации живых систем. Основные свойства молекулы ДНК. Доказательства организации наследственной информации в виде ДНК. Структура и основные свойства полинуклеотидной цепи и двойной спирали ДНК. Расчет длины гена на основе данных о кодируемом им белке. Использование теоретических знаний о физических свойствах и параметрах биополимеров для решения молекулярно-генетических задач.
Формирование индивидуальных заданий. Индивидуальная проработка нормативной документации.
- Тематический блок 2. Репликация ДНК и ее генетический контроль. Принцип комплементарности
Тематический блок 2. Репликация ДНК и ее генетический контроль. Принцип комплементарности
Полуконсервативный механизм репликации. Репликативная вилка. Ферменты репликации. Координирование синтеза ведущей и отстающей цепей. Применение принципа комплементарности для построения антипараллельных последовательностей ДНК.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 3. Строение РНК-полимераз
Тематический блок 3. Строение РНК-полимераз
Действие РНК-полимеразы. Бактериальная РНК-полимераза. РНК-полимераза в эукариотических клетках. Функциональные области. Транскрипция ДНК и обратная транскрипция. Восстановление структуры РНК с использованием ДНК в качестве матрицы. Восстановление структуры ДНК с использование РНК в качестве матрицы.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 4. Матричные РНК
Тематический блок 4. Матричные РНК
Посттранскрипционные модификации РНК. Анализ структуры мРНК. Моноцистронная и полицистронная мРНК. Кодирующие и нетранслируемые области. Вторичная структура мРНК.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 5. Ген и генетический код
Тематический блок 5. Ген и генетический код
Основные характеристики гена. Свойства гена. Структурные гены. Функциональные гены. Транспортная РНК. Структура и процессинг транспортной РНК. Расчет количества молекул тРНК, принявших участие в синтезе полипептида заданной длины.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 6. Открытые рамки считывания
Тематический блок 6. Открытые рамки считывания
Поиск и анализ открытых рамок считывания.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 7. Рибосомы
Тематический блок 7. Рибосомы
Строение рибосом. Активные центры рибосом. Сборка рибосом из субъединиц. Диссонация и антиассоциация субъединиц рибосом. Кодоны и триплеты. Работа с таблицами соответствия кодонов мРНК и аминокислот. Синонимичные и несинонимичные однонуклеотидные последовательности.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 8. Трансляция ДНК
Тематический блок 8. Трансляция ДНК
Работа с таблицами соответствия кодонов мРНК и аминокислот. Восстановление вероятной структуры ДНК на аминокислотной последовательности.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 9. Генетические основы наследственной изменчивости
Тематический блок 9. Генетические основы наследственной изменчивости
Понятие о мутационной изменчивости. Типы мутаций. Обратимость изменения структуры ДНК. Эффекты, оказываемые мутациями. Горячие точки генома. Поиск горячих точек генома. Прогнозирование возникновения мутаций в результате спонтанного дезаминирования на основе данных о метилировании фрагмента ДНК.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 10. Эффекты, оказываемые мутациями
Тематический блок 10. Эффекты, оказываемые мутациями
Выявление изменений открытой рамки считывания и структуры аминокислотной последовательности в результате мутаций различных типов.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 11. Модели мутагенеза
Тематический блок 11. Модели мутагенеза
Полимеразная и Таутомерная модели мутагенеза. Моделирование на уровнях репликации, репарации и рекомбинации.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 12. Регуляция экспрессии генов
Тематический блок 12. Регуляция экспрессии генов
Основные принципы, уровни и механизмы регуляции экспрессии генов. Контроль на уровне инициации транскрипции. Промотор, оператор и регуляторные белки. Позитивный и негативный контроль экспрессии генов. Контроль на уровне терминации транскрипции. Опероны и регулоны. Анализ структуры и функции различных оперонов прокариот.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 13. Методы выделения нуклеиновых кислот
Тематический блок 13. Методы выделения нуклеиновых кислот
Методы экстракции на основе органических растворителей, с помощью силики, гель-фильтрации, магнитных частиц, ионобменных смол, на микроцентрифужных колонках, бумажных фильтрах. Выделение тотальной хромосомной ДНК.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 14. Гибридизация нуклеиновых кислот
Тематический блок 14. Гибридизация нуклеиновых кислот
Денатурация и ренатурация ДНК. Термодинамика ДНК. Использование гибридизации нуклеиновых кислот в молекулярно-генетических исследованиях. Термодинамика ДНК. Вычисление температуры плавления фрагментов ДНК.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 15. Электрофорез нуклеиновых кислот
Тематический блок 15. Электрофорез нуклеиновых кислот
Электрофорез в полиакриламидном и агарозном гелях. Капиллярный электрофорез. Пульс-электрофорез. Расчет параметров электрофореза нуклеиновых кислот. Использование компьютерных программ для рассчета параметров электрофореза. Влияние различных факторов на электрофоретическую подвижность нуклеиновых кислот в агарозном геле.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 16. Анализ электрофоретических паттернов
Тематический блок 16. Анализ электрофоретических паттернов
Эмуляция гель-электрофореза с использованием компьютерных программ. Определение размеров фрагментов ДНК на электрофореграммах. Сравнительный анализ электрофоретических паттернов.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 17. Внехромосомные репликоны
Тематический блок 17. Внехромосомные репликоны
Основные виды плазмид и их характеристика. Фенотипические прихнаки, обусловленные плазмидами. Методы выделения. Плазмидный скрининг. Моделирование плазмидного скрининга с последующим учетом и интерпретацией результатов. Анализ электрофореграмм плазмидного скрининга. Решение ситуационных задач.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 18. Рестрикционный анализ ДНК
Тематический блок 18. Рестрикционный анализ ДНК
Классификация эндонуклеаз рестрикции. Сайты рестрикции. Изомезы. Искусственные рестриктазы. Подбор эндонуклеаз рестрикции in silico. Выбор метода и режимов фракционирования фрагментов ДНК в зависимости от анализируемого диапазона размеров рестриктов. Анализ электрофореграмм рестрикционного анализа.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 19. Построение и анализ рестрикционных карт ДНК
Тематический блок 19. Построение и анализ рестрикционных карт ДНК
Эмуляция рестрикции и последующего гель-электрофореза с использованием компьютерных программ. Построение и анализ рестрикционных карт ДНК.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 20. Генетические базы данных
Тематический блок 20. Генетические базы данных
Алгоритмы поиска и сравнение нуклеотидных последовательностей в генетических базах данных. Использование on-line сервиса BLAST для поиска гомологичных нуклеотидных последовательностей.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 21. Консервативные и вариабельные фрагменты генома
Тематический блок 21. Консервативные и вариабельные фрагменты генома
Сравнительный анализ аннотированных геномов. Характеристика вариабельных и консервативных фрагментов.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 22. Полимеразная цепная реакция
Тематический блок 22. Полимеразная цепная реакция
Основные концепции ПЦР-смеси и их роль. Этапы и температурные режимы. Ингибиторы ПЦР. Проблема контаминации. Контроли в реакции амплификации. Расчёт параметров и эффективности ПЦР. Эмуляция ПЦР с использованием компьютерных программ. Постановка ПЦР.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 23. Конструирование олигонуклеотидных затравок для полимеразной цепной реакции
Тематический блок 23. Конструирование олигонуклеотидных затравок для полимеразной цепной реакции
Основные критерии для выбора праймеров для ПЦР. Проверка сконструированных олигонуклеотидных затравок in silico. Конструирование праймеров. Конструирование олигонуклеотидных затравок для полимеразной цепной реакции.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 24. Конструирование внутреннего контроля для ПЦР
Тематический блок 24. Конструирование внутреннего контроля для ПЦР
Выбор ДНК-мишени для детекции фрагмента искусственной плазмиды. Конструирование олигонуклеотидных праймеров для детекции выбранного фрагмента.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 25. Метод детекции продуктов ПЦР
Тематический блок 25. Метод детекции продуктов ПЦР
Метод гель-электрофореза для визуализации ампликонов. Флуоресцентная детекция результатов ПЦР. Основные характеристики флуоресцентных красителей и гасителей флуоресценции. Флуоресцентная детекция результатов ПЦР. Расчет необходимых характеристик флуоресцентных красителей и гасителей флуоресценции для ПЦР в реальном времени, а также с детекцией по конечной точке.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 26. Конструирование олигонуклеотидных гибридизационных зондов для флуоресцентной детекции результатов ПЦР
Тематический блок 26. Конструирование олигонуклеотидных гибридизационных зондов для флуоресцентной детекции результатов ПЦР
Выбор олигонуклеотидных гибридизационных зондов для флуоресцентной детекции результатов ПЦР. Подбор флуоресцентных красителей и гасителей флуоресценции для мультиплексной ПЦР.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 27. Методы секвенирования 1-го поколения
Тематический блок 27. Методы секвенирования 1-го поколения
Основные принципы секвенировния по Сэнгеру: «плюс-минус» метод и метод «обрыва цепи». Компоненты реакционных смесей и их функции. Анализ данных Сэнгеровского секвенирования. Анализ данных Сэнгеровского секвенирования. Восстановление исходной последовательности ДНК на основе электрофореграмм результатов сиквенсовой реакции.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 28. Методы секвенирования 2-го поколения
Тематический блок 28. Методы секвенирования 2-го поколения
Массовое параллельное секвенирование. Основные характеристики методов и платформ секвенирования 2-го поколения. Анализ данных массового параллельного секвенирования. Оптимизация данных массового параллельного секвенирования.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 29. Проблемы сборки генома
Тематический блок 29. Проблемы сборки генома
Ошибки секвенирования. Повторы и полиморфизмы. Ресурсоемкие алгоритмы. Сборка генома.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 30. Методы генотипирования
Тематический блок 30. Методы генотипирования
Методы молекулярного типирования на основе рестрикции, ПЦР и секвенирвания. Достоинства и недостатки, области применения. Анализ результатов генотипирования с использованием различных методов.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 31. Решение ситуационных задач по генотипированию
Тематический блок 31. Решение ситуационных задач по генотипированию
Выбор стратегии и метода генотипирования для расшифровки вспышки инфекций.
Выполнение индивидуальных заданий. Индивидуальный анализ полученного фактического материала, оформление протоколов.
- Тематический блок 32. Итоговое тестирование. Подведение итогов учебной практики. Промежуточная аттестация
- Дополнительные материалы
- Промежуточная аттестация
- Методические и иные документы, разработанные для обеспечения образовательного процесса
- Тестовые задания "Производственная практика (практика по профилю профессиональной деятельности в генетике)"