Программа курса по специальности 050102 Биология с дополнительной специальностью 050101 Химия icon

Программа курса по специальности 050102 Биология с дополнительной специальностью 050101 Химия


1 чел. помогло.
Смотрите также:
Программа курса по специальности 050102 Биология с дополнительной специальностью 050101 Химия...
Программа учебной практики методика преподавания химии Направление 050000 Образование и...
Учебное пособие для студентов по специальности 050102 Биология с дополнительной специальностью...
Программа курса По специальности 050102 Биология с дополнительной специальностью 050101 химия...
Программа учебной практики прикладная химия Направление 050000 Образование и Педагогика...
Рабочая программа по дисциплине «почвоведение с основами географии почв» Учебно-методический...
Программа учебной дисциплины «Химия окружающей среды» для специальности 050101 «Химия с...
Учебная программа курса по специальности 032400 «Биология» с дополнительной специальностью...
Учебная программа курса по специальности 032400 «Биология» с дополнительной специальностью...
Учебно-методический комплекс по дисциплине специальность 032300...
Учебная программа курса Стерлитамак 2007 Федеральное агентство по образованию...
Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования специальность...



Загрузка...
скачать
Молекулярная биология

Учебная программа курса


Стерлитамак 2007


Федеральное агенство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Стерлитамакская государственная

педагогическая академия


МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ

Учебная программа курса

по специальности


050102 Биология с дополнительной специальностью 050101 - Химия


Стерлитамак 2007


УДК 577.2(073.8)

ББК 28.070

М75

Учебная программа по дисциплине «Молекулярная биология» составлена в соответствии с требованиями государственного стандарта России. Предназначена для студентов специальности 050102 Биология с дополнительной специальностью 050101 - Химия.


Составители:

Петрова С.Н., к. б. н., старший преподаватель кафедры общей биологии

Курамшина З.М., к. б. н, доцент кафедры общей биологии


Утверждена на заседании кафедры общей биологии 22.05.07 г., протокол № 9


© Петрова С.Н., Курамшина З.М., 2007

© Стерлитамакская государственная педагогическая академия, 2007

^ Введение к учебной программе:

Начало нынешнего тысячелетия ознаменовано выдающимся событием – расшифровкой нуклеотидной последовательности генома человека, что по праву позволяет считать 21 век веком расцвета молекулярной биологии и связывать с этой наукой надежды на решение многих проблем человечества. Введение молекулярной биологии в Государственный образовательный стандарт обучения биологии - закономерный результат достижений этой дисциплины и актуальности знаний, сформированных на ее базе.

В настоящее время молекулярная биология находится в центре наук, составляющих современную физико-химическую биологию: биофизики, биохимии и биоорганической химии. Прогресс в области определения нуклеотидных последовательностей геномов различных организмов привел к возникновению на базе молекулярной биологии геномики – науки, изучающей наборы всех генов какого-либо организма как единого целого, и протеомики – исследующей полные наборы белков, функционирующих на различных этапах развития этих организмов.

Изучение курса «Молекулярная биология» в СГПА тесно связано с такими дисциплинами, как «Биоорганическая химия», «Биологическая химия», «Биотехнология».

Специфика настоящей учебной дисциплины обусловлена изучением молекулярных основ микромира клетки, что обусловливает необходимость использования в лекционном и практическом разделах курса мультимедийной техники для наглядного представления материала. Лабораторные занятия по курсу связаны с использованием специфического молекулярно-биологического оснащения учебного процесса.

Программа курса построена в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта подготовки по специальности 050102 Биология с дополнительной специальностью 050101 - Химия.


^ Организационно-методические указания:

1. Цель настоящего курса – изучить особенности строения и свойств молекул, обеспечивающих существование биологической формы движения материи, усвоить механизмы хранения, передачи и реализации генетической информации.

Основные задачи курса – рассмотреть и усвоить:

  • структурно-функциональную организации генетического аппарата клеток,

  • механизм сохранения и реализации наследственной информации,

  • появление разнокачественных клеток в ходе индивидуального развития,

  • молекулярные основы злокачественного роста и клеточного апоптоза,

  • экогенетические аспекты мутагенеза,

  • современные молекулярно-биологические методы исследования.

Программой курса предусмотрено чтение лекций, проведение лабораторных и практических занятий, а также самостоятельная работа студентов.

2. В результате изучения настоящего курса студент должен знать:

  • основные понятия и термины молекулярной биологии,

  • этапы возникновения, место и значимость дисциплины среди биологических наук,

  • принципы организации и функции нерегулярных биополимеров,

  • особенности хранения и механизмы реализации наследственной информации в разных типах клеток,

  • сходство и различие биологической формы движения материи у низших и высших организмов,

  • причины повреждения и системы восстановления генетической информации,

  • механизмы злокачественной трансформации и старения организмов,

  • молекулярные основы генетической инженерии, принципы конструирования рекомбинантных молекул.

Студент должен ставить задачи в ходе проведения практических занятий, пользоваться дополнительной литературой при подготовке реферативных работ, приобрести навыки лабораторных манипуляций с биополимерами (фракционирование, очистка, ферментативное расщепление, синтез полимеров, детекция), уметь формулировать заключения и выводы.

3. Курс «Молекулярная биология» согласно общим рекомендациям изучается в течение одного семестра общим объемом 75 часов, из них: лекции - 24 часов, лабораторные занятия - 20 часов, самостоятельная работа - 31 часов. Для каждой специальности, в зависимости от общей учебной нагрузки, объем и сроки изучения курса устанавливаются учебным планом.

4. Основные виды занятий и особенности их проведения при изучении настоящего курса для студентов на кафедре общей биологии СГПА:

  • Для студентов очной формы обучения: лекции – 24 часа, лабораторные занятия – 20 часов, самостоятельная работа – 31 час. Курс изучается в 10 семестре, общим объемом 75 часов.

  • Для студентов заочной формы обучения: лекции – 8 часов, практические и лабораторные занятия – 6 часов, самостоятельная работа студентов – 61 час. Курс изучается в 6 семестре, общим объемом 75 часов.

5. В ходе изучения настоящего курса студент слушает лекции, посещает практические и лабораторные занятия. Особое место отводится самостоятельной работе, которая включает освоение таких разделов программы, как «Введение», «История возникновения и развития молекулярной биологии», «Методы молекулярной биологии», а также подготовку рефератов на основе изучения основной и дополнительной литературы по предмету.

6. Техническое и программное обеспечение дисциплины включает мультимедийную технику для наглядного представления материала, специфическое молекулярно-биологическое лабораторное оснащение учебного процесса.

7. Курс «Молекулярной биологии» для студентов завершается зачетом. К зачету студент должен представить реферат на основе изучения основной и дополнительной литературы по предмету. Обязательным условием допуска студента к зачету является выполнение отчетов о проведенных лабораторных занятиях.


^ Содержание курса:

Тема 1. Введение. История возникновения и развития молекулярной биологии

Молекулярная биология, возникшая во второй половине 20 века, изучает особенности структуры и функций нерегулярных биополимеров - нуклеиновых кислот и белков, обеспечивающих существование биологической формы движения материи, механизмы хранения, передачи и реализации генетической информации.


Идентификация ДНК как носителя генетической информации.

Работы по рентгеноструктурному анализу ДНК, выяснению химического состава нуклеиновых кислот. Доказательство универсальности ДНК в животном и растительном мире. Создание биспиральной модели молекулы ДНК.

Расшифровка структуры ряда белков. Выявление связи между структурой и фун­кцией белков.

Становление основного постулата молекулярной генетики: ДНК  РНК  белок. Выявление основных этапов биосинтеза белков и принципов его регуляции. Расшифровка генетического кода.

Химический синтез гена. Изучение структурной организации рибосомы. Выяснение основных механизмов синтеза нуклеиновых кислот. Открытие обратной транскрипции. Исследование первичной структуры ДНК. Получение рекомбинантных ДНК. Открытие сплайсинга, рибозимов и аутосплайсинга. Мобильные генетические элементы .

Изучение молекулярной организации мембран. Возникновение белковой инженерии и инженерной энзимологии.

Современные аспекты: проект «Геном человека», расшифровка структур геномов, создание банка генов, геномная дактилоскопия, полимеразная цепная реакция, изучение молекулярных основ эволюции, адаптации, биоразнообразия, канцерогенеза и др.).


Тема 2. Методы молекулярной биологии

Молекулярная биология использует широкий арсенал биологических, физических и химических методов, как известных ранее, до возникновения дисциплины, так и созданных в процессе ее собственного развития специально для работы с молекулярными объектами.


Физические методы изучения структуры и свойств нуклеиновых кислот и белков: рентгеноструктурный анализ, электронная микроскопия, седиментационный анализ, хроматография.

Химические методы: «метод хирургии молекул», методы определения первичной структуры биополимеров, метод адресованных реагентов. Модификация биологических макромолекул in vivo и in vitro и изучение их функциональных свойств.

Биологические и биохимические методы: культуры клеток, гибридные клетки, бесклеточные системы, клеточные линии гибридов, получение моноклональных антител, гель-фильтрация, изоэлектрофокусирование, гель-электрофорез, другие методы фракционирования биополимеров.

Методы генетической инженерии: рекомбинантные ДНК, рестрикция ДНК. Ферменты генетической инженерии. Рестриктазы и их виды, свойства и особенности воздействия на ДНК. Клонирование ДНК. Плазмиды. Векторы молекулярного клонирования.

Гибридизация нуклеиновых кислот. ДНК-зонды. Блоттинг, его виды.

Определение нуклеотидных последовательностей ДНК: метод Максама - Гилберта, метод Сангера - Коульсона, их модификации.

Химико-ферментативный синтез генов. Получение генов с использованием обратной транскриптазы.

Достижения и перспективы генетической инженерии. Получение пептидных гормонов: гормон роста человека, соматотропный гормон, инсулин. Получение интерферонов.

Полимеразня цепная реакция.

Трансгенные животные. Генная инженерия и лечение молекулярных болезней. Проблемы инженерной геронтологии.


Тема 3. Молекулярная биология белков

Белки (протеины – «первые», «важнейшие») – нерегулярные биополимеры, мономерами которых являются L – аминокислоты. Занимают первое место среди всех макромолекул живой клетки (50-80 % сухого веса клетки). Это молекулярные инструменты, посредством которых генетическая информация организма получает свое реальное воплощение.


Разнообразие белков, их свойства и особенности. Функции белков. Структурная организация. Примеры связи структуры и функций белков. -спирали, -складчатые листы. Структурная классификация. Сверхвторичные структуры. Домены. Фолдинг. Молекулярные шапероны, их роль в фолдинге полипептидных цепей. Метаболоны.

Белковая инженерия. Конструирование абзимов и перспективы их применения. Прионы, патологические последствия.


Тема 4. Молекулярная биология нуклеиновых кислот

Нуклеиновые кислоты – биологические полимеры, состоящие из нуклеотидов, являющиеся структурами хранения и реализации генетической информации организма. ДНК – правозакрученная двойная спираль, осуществляющая хранение информации. Различные виды РНК осуществляют реализацию генетической информации.


ДНК. Первичная структура. ДНК прокариот, эукариот, вирусов. Особенности двойной спирали. Полиморфизм форм ДНК. Сверхспирализация ДНК. Гиразы и топоизомеразы. Уникальные и повторяющиеся последовательности ДНК. Сателлитная ДНК. Отличия структуры геномов про- и эукариот. ДНК-содержащие вирусы и фаги. Особенности структуры и функций ДНК митохондрий и хлоропластов.

Использование гибридизации ДНК для идентификации видов, дифференциации внутривидовых различий и отдельных особей. Геномная дактилоскопия.

Структура хроматина. Гистоны и негистоновые белки хроматина. Строение нуклеосомы. Уровни конденсации хроматина.

РНК. Первичная структура РНК. Виды РНК. Современные представления о структуре тРНК, рРНК, мРНК. Структура зрелой мРНК. Моноцистронные и полицистронные мРНК.

РНК-содержащие вирусы.

Концепция «Мир РНК». РНК как вероятный первичный биополимер, ее значение в эволюции форм жизни на Земле. Способность РНК к самовоспроизведению, обратной транскрипции. Регуляторное значение РНК. Каталитические функции РНК и рибонуклеотидов. «Антисмысловые» РНК и перспективы их использования.


Тема 5. Структура генома вирусов и фагов

Вирусы – это внеклеточная форма жизни, обладающая собственным геномом и способная к воспроизведению только в клетках живых организмов. Вирусы бактерий – бактериофаги. Геном вирусов может быть представлен ДНК или РНК.


Геномы вирусов. Жизненный цикл.

ДНК-содержащие вирусы и фаги (бактериофаг Т4, фаги λ, φХ174, М13, вирус SV-40, аденовирусы, вирус оспы).

РНК-содержащие вирусы. Ретровирусы. Вирус иммунодефицита человека, его структура, цикл развития; подходы для борьбы с ним. Вирусы гриппа. Онкогенные вирусы. Онкогены и протоонкогены. Современные теории вирусного канцерогенеза.

Механизм репликации генетического материала у различных вирусов.

Взаимодействие клетка-хозяин – вирус. Литический, лизогенный пути развития.

Роль вирусов в эволюции.


Тема 6. Геном прокариот

Основной особенностью молекулярной организации прокариот является отсутствие в их клетках ядра. Их геном компактен, прост в строении. Количество некодирующих нуклеотидных последовательностей минимально. Многие механизмы регуляции экспрессии генов, использующиеся у эукариот, у прокариот никогда не встречаются.


Особенности генома прокариот. Структура бактериальной хромосомы. Структура прокариотических генов. Оперонная организация геномов прокариот.

Бактериальные плазмиды. Мобильные генетические элементы. IS-элементы и транспозоны прокариот. Генетическая изменчивость бактерий.


Тема 7. Геном эукариот

В клетках эукариот информационной макромолекулой генома является ДНК, расположенная в оформленном ядре, которая неравномерно распределена по нескольким хромосомам в виде комплексов с многочисленными белками. Для эукариот характерно наличие внехромосомной генетической информации, заключенной в молекулах ДНК хлоропластов и митохондрий.

Геном эукариот – это суммарная ДНК гаплоидного набора хромосом и каждого из внехромосомных генетических элементов организма.


Сложность генома эукариот. Последовательности нуклеотидов эукариотического генома. Структура генов, кодирующих белки. Экзоны, интроны, регуляторные элементы (промоторы, терминаторы, энхансеры, адаптерные элементы и их чувствительность к воздействию ксенобиотиков). Рибосомные гены. Гены тРНК. Гистоновые гены. Мультигенные семейства (глобиновые гены) и уникальные гены (гены, кодирующие интерфероны).

Тандемные повторы. Мини- и микросателлиты.

Онкогены и антионкогены. Подвижные генетические элементы эукариот.

Особенности структуры и функций ДНК митохондрий и хлоропластов. Полиморфизм митохондриальной ДНК и эволюция человека.

Результаты проекта «Геном человека».


Тема 8. Репликация ДНК

Репликация (репликативный синтез) – процесс удвоения родительских молекул геномной ДНК во время воспроизводства клеток живого организма. Синтез матричный, одноцепочечный, полуконсервативный.


Основные принципы репликации. Белковые факторы (ДНК-полимеразы, ДНК-праймаза, ДНК-лигаза, ДНК- хеликаза, белки, стабилизирующие одноцепочечную ДНК, и др.). Репликация кольцевых ДНК. Репликативная вилка, ее организация, функционирование. Однонаправленная, двунаправленная репликация. Репликоны.

Инициация, элонгация, терминация, регуляция репликации. Особенности репликации у про- и эукариот. Роль РНК в регуляции репликации. Точность и ошибки репликации. Механизмы коррекции ошибок репликации и их биологическое значение.

Репликация теломерных участков эукариотических хромосом. Теломеразы.

Обратная транскрипция.


Тема 9. Генетическая рекомбинация

Генетическая рекомбинация – процесс, приводящий к перераспределению нуклеотидных последовательностей в геноме. Рекомбинация - основа генетической изменчивости организмов.


Общая рекомбинация. Белковые факторы рекомбинации. Кроссинговер. Сайт-специфическая рекомбинация. Подвижные генетические элементы. Рекомбинация как способ регуляции экспрессии генов, как фактор эволюции.


Тема 10. Транскрипция

Транскрипция – биосинтез РНК на матрице ДНК. Это первая стадия реализации генетической информации, в результате которой образуются мРНК, кодирующие аминокислотные последовательности белков, а также тРНК, рРНК и другие виды РНК, выполняющие структурные, регуляторные и каталитические функции.


Принципы транскрипции. Транскриптоны и их строение. Инициация, элонгация и терминация транскрипции. Транскрипция у прокариот. Опероны бактерий (1ас-оперон, trp-оперон), механизмы их репрессии и дерепрессии. Роль аттенюаторов и рибосом в регуляции транскрипции. Регуляция транскрипции у бактериофага λ и вопросы «генетической памяти».

Особенности транскрипции у эукариот. Разнообразие белков-регуляторов транскрипции у эукариот и их значение для функционирования промоторов, терминаторов, энхансеров и других контролирующих элементов эукариотических геномов. Механизмы акгивации белков-регуляторов транскрипции. Значение гормонов в регуляции транскрипции.


Тема 11. Процессинг РНК

Процессинг – процесс посттранскрипционной модификации первичных транскриптов. Весьма специфичен в отношении разных видов РНК у про- и эукариот.


Процессинг первичных транскриптов. Особенности у про- и эукариот. Процессинг тРНК и рРНК. Процессинг про-мРНК и созревание мРНК у эукариот (кэпирование, сплайсинг, полиаденилирование). Механизм сплайсинга, его виды. Альтернативный сплайсинг. Низкомолекулярные ядерные РНК и их участие в сплайсинге. Аутосплайсинг. Природные и синтетические рибозимы (нуклеозимы, минизимы) и перспективы их использования.


Тема 12. Биосинтез белка

Биосинтез белка (трансляция) – важнейший этап реализации генетической программы клеток, в процессе которого информация, закодированная в первичной структуре нуклеиновых кислот, в соответствии с правилами генетического кода, переводится в аминокислотную последовательность синтезируемых белков.


Принципы трансляции. Генетический код.

Современные представления о структуре рибосом. Прокариотический и эукариотический типы рибосом. Полирибосомы.

Этапы трансляции (инициация, элонгация, терминация), ее механизмы и регуляция. Позитивная и негативная регуляция трансляции. Регуляция трансляции у бактериофагов. Регуляция трансляции рибосомных белков. Структура и механизм воздействия бактериальных токсинов на биосинтез белка. Трансмембранный перенос белков, котрансляционные и посттрансляционные модификация белков. Шапероны, их роль в фолдинге.

Бесклеточные системы трансляции и перспективы их использования для внеклеточного синтеза белков. Репликазы фагов, их применение в системах искусственного синтеза белка.


Тема 13. Репарация ДНК

Репарация ДНК – процесс восстановления первичной структуры ДНК, изменения которой произошли в результате спонтанных или индуцированных повреждений ДНК.


Виды повреждений ДНК и факторы окружающей среды, их вызывающие. Естественный, химический и радиационный мутагенез, значение для эволюции. Мутагены и раковое перерождение клеток. Сбалансированность митоза и репликации ДНК.

Репарация ДНК, ее виды. Прямая и эксцизионная репарация. SOS-система. Ферменты репарации. Репарация и метилирование ДНК.


Тема 14. Апоптоз

У всех многоклеточных организмов генетически заложена программа гибели клеток. В том случае, когда программа самоликвидации активируется под влиянием определенных внешних или внутренних стимулов (вирусов, токсинов, клеточных онкогенов, ДНК-повреждающих агентов) вступает в действие запрограммированная клеточная смерть – апоптоз.


Апоптоз, каскадность процесса. Особенности, отличие от некроза. Белки, контролирующие апоптоз. Контроль и нарушения как причина канцерогенеза.


^ Методические рекомендации по изучению курса:

1. Перечень и тематика самостоятельных работ студентов по курсу включает освоение разделов программы «Введение. История возникновения и развития молекулярной биологии», «Методы молекулярной биологии» (Тема 1, Тема 2), а также подготовку рефератов на основе изучения основной и дополнительной литературы по предмету.


2. Состав технических средств и рекомендации по работе с ним

Специфика настоящей учебной дисциплины обусловлена изучением молекулярных основ микромира клетки, что обусловливает необходимость использования в лабораторных и практических занятиях по курсу специфического молекулярно-биологического оснащения учебного процесса. В связи с этим студент должен знать основы безопасной работы с молекулярно-биологическими объектами, приборным оснащением, строго соблюдать правила безопасной работы при проведении лабораторных и практических работ.


3. Обзор рекомендованной литературы:

- Основная литература:

  1. Молекулярная биология: Учеб. для студ. пед. вузов / Коничев А.С., Севастьянова Г.А. - М.:Изд. Центр «Академия», 2003.

  2. Молекулярная биология: Структура и биосинтез нуклеиновых кислот / Под ред. А.С. Спирина. – М.: Высшая школа, 1990.

  3. Степанов В.М. Молекулярная биология. Структура и функции белков. - М.: Высшая школа, 1996.

  4. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки. - М.: Мир, 1994.

- Дополнительная:

  1. Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение / Под ред. Н.К. Янковского. – М.: Мир, 2002.

  2. Овчинников Ю. А. Биоорганическая химия. - М.: Просвещение, 1987.

  3. Остерман Л.А. Методы исследования белков и нуклеиновых кислот. – М.: Наука, 1981.

  4. Ленинджер А. Основы биохимии. В 3-х томах. – М.: Мир, 1985.

  5. Уотсон Дж., Туз Дж., Курц Д. Рекомбинантые ДНК. - М.: Мир, 1986.

  6. Элиот В., Элиот Д. Биохимия и молекулярная биология / Под. ред. А.И. Арчакова и др. – М.: Изд-во НИИ биомедицинской химии РАМН, 1999/2000.


4. Самостоятельное выполнение практических заданий должно осуществляться студентом в тесной связи с формой обучения и теоретическим программным материалом в соответствии с нормами времени на самостоятельную работу, содержать конкретность и ясность формулировок.


5. Контрольные вопросы для самостоятельной оценки качества освоения дисциплины:

  1. Что изучает молекулярная биология. Взаимосвязь с другими науками.

  2. Основные вехи молекулярной биологии. Первооткрыватели, их имена.

  3. Проект «Геном человека». Его результаты.

  4. Основные физические, химические, биологические и биохимические методы изучения структуры и свойств нуклеиновых кислот и белков.

  5. Методы генетической инженерии. Инструментарий генетической инженерии.

  6. Гибридизация нуклеиновых кислот. ДНК-зонды. Блоттинг, его виды.

  7. Определение нуклеотидных последовательностей ДНК: метод Максама - Гилберта, метод Сангера - Коульсона, их модификации. Химико-ферментативный синтез генов.

  8. Полимеразная цепная реакция.

  9. Разнообразие белков, свойства, особенности, функции, структурная организация.

  10. Нуклеиновые кислоты. Виды, свойства, структура, полиморфизм.

  11. ДНК. Особенности двойной спирали. Структура хроматина.

  12. РНК. Первичная структура РНК. Виды РНК. Современные представления о структуре тРНК, рРНК, мРНК.

  13. Концепция «Мир РНК».

  14. Вирусы и фаги.

  15. Онкогенные вирусы. Онкогены и протоонкогены. Современные теории вирусного канцерогенеза.

  16. Особенности генома прокариот. Структура бактериальной хромосомы. Структура прокариотических генов. Оперонная организация геномов прокариот.

  17. Бактериальные плазмиды. Мобильные генетические элементы.

  18. Сложность генома эукариот. Экзоны, интроны, регуляторные элементы (промоторы, терминаторы, энхансеры, адаптерные элементы и их чувствительность к воздействию ксенобиотиков).

  19. Тандемные повторы. Мини- и микросателлиты. Онкогены и антионкогены. Подвижные генетические элементы эукариот.

  20. Особенности структуры и функций ДНК митохондрий и хлоропластов. Полиморфизм митохондриальной ДНК и эволюция человека.

  21. Основные принципы репликации. Белковые факторы.

  22. Особенности репликации у про- и эукариот.

  23. Репликация теломерных участков эукариотических хромосом. Теломеразы.

  24. Обратная транскрипция.

  25. Генетическая рекомбинация. Виды. Рекомбинация как способ регуляции экспрессии генов, как фактор эволюции.

  26. Принципы транскрипции. Транскриптоны и их строение.

  27. Транскрипция у прокариот. Опероны бактерий, механизмы их репрессии и дерепрессии.

  28. Особенности транскрипции у эукариот.

  29. Процессинг первичных транскриптов. Особенности у про- и эукариот.

  30. Биосинтез белка. Принципы трансляции. Генетический код.

  31. Современные представления о структуре рибосом.

  32. Этапы трансляции (инициация, элонгация, терминация), ее механизмы и регуляция.

  33. Виды повреждений ДНК и факторы окружающей среды, их вызывающие.

  34. Репарация ДНК, ее виды.

  35. Апоптоз.


6. Темы контрольных работ:

  1. Основные физические, химические, биологические и биохимические методы изучения структуры и свойств нуклеиновых кислот и белков. Методы генетической инженерии. Инструментарий генетической инженерии.

  2. Молекулярная биология белков и нуклеиновых кислот.

  3. Особенности генома про- и эукариот.

  4. Экспрессия у про- и эукариот.

  5. Основные принципы репликации. Белковые факторы.

  6. Повреждения ДНК. Системы восстановления и уничтожения ДНК.


7.Форма отчетности о результатах самостоятельной работы по курсу:

- промежуточная – контрольные работы,

- итоговая – зачет.


^ 8. Словарь основных терминов:


Альтернативный сплайсинг – различные пути комбинирования экзонов для образования разных вариантов белка.

Амплификация – увеличение числа копий определенного фрагмента ДНК.

Антимутегенез – процесс предотвращения закрепления (становления) мутации, возврат первично поврежденной хромосомы или гена в исходное состояние.

Апоптоз – запрограммированная клеточная смерть, программа самоликвидации, активирующаяся под влиянием определенных внешних или внутренних стимулов (вирусов, токсинов, клеточных онкогенов, ДНК-повреждающих агентов).

^ Блот-гибридизация по Саузерну – идентификация участка ДНК, содержащего искомую нуклеотидную последовательность, путем гибридизации разделенных гель-электрофорезом и фиксированных на твердом матриксе фрагментов ДНК с меченым комплементарным ДНК-зондом.

^ Вектор для клонирования – любая небольшая плазмида, фаг или ДНК-содержащий вирус животных, в которые может быть встроена чужеродная ДНК.

Ген – последовательность нуклеотидов в ДНК, которая обусловливает определенную функцию в организме или обеспечивает транскрипцию другого гена.

^ Генетическая инженерия – совокупность приемов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.

^ Геном – это суммарная ДНК гаплоидного набора хромосом и каждого из внехромосомных генетических элементов организма.

Гетероплазмия – наличия в клетках нормальных и мутантных молекул митохондриальных ДНК.

Гибридизация – взаимодействие комплементарных цепей ДНК (или ДНК и РНК), приводящее к образованию двуцепочечной молекулы.

^ Дактилоскопия генная – выявление вариаций в числе и длине тандемных повторов ДНК.

ДНК-кодирующая – последовательности, транскрибирующиеся в белковую структуру.

^ ДНК комплементарная – последовательность ДНК, полученная с помощью обратной транскриптазы с информационной РНК.

ДНК повторяющаяся – последовательности разной длины, существующие в геноме эукариот в виде многократно повторяющихся копий; составляет большую часть генома.

ДНК-полимераза – фермент, осуществляющий комплементарный синтез (репликацию) ДНК.

^ Домен – участок аминокислотной последовательности белка, связанный с определенной функцией.

Зонд генетический – короткий отрезок ДНК или РНК (16-30 пар нуклеотидов) известной структуры или функции, меченный каким-либо радиоактивным или флюоресцентным соединением.

^ Интрон – сегмент ДНК в гене, не содержащий информацию о структуре белкового продукта гена.

Кодон – три рядом находящихся нуклеотида, обеспечивающих включение одного аминокислотного остатка в полипептидную цепь, либо сигнал начала или завершения транскрипции.

Комплементарность – свойство нуклеотидов образовывать пары по правилу А-Т, C-G за счет формирования водородных связей между ними в двуцепочечной молекуле ДНК или в гибридной молекуле ДНК/РНК.

Кроссинговер – обмен участками между гомологичными, не сестринскими хроматидами в процессе мейоза.

^ Маркер (ДНК) фрагмент ДНК известного размера, используемый для калибровки фрагментов в электрофоретическом геле.

Маркерный ген ген, идентифицированный по месту расположе­ния и имеющий четкое фенотипическое проявление.

^ Обратная транскриптаза – фермент, осуществляющий перевод молекулы мРНК в молекулу кДНК (обратная транскрипция).

Онкоген ген, принимающий участие в позитивном контроле клеточного цикла, повышение экспрессии которого вызывает развитие опухолей.

Оперон единица генетической регуляторной структуры, в состав которой входят: один или несколько связанных между собой структур­ных генов, а также промоторный, операторный и другие регуляторные участки, контролирующие транскрипцию оперона.

^ Отрицательная суперспирализация введение в двухцепочечную ковалентно замкнутую ДНК супервитков, направление которых про­тивоположно направлению витков цепей молекулы.

Плазмида – кольцевая бактериальная ДНК, способная к независимой репликации; искусственные плазмиды могут быть интегрированы в бактерии с целью амплификации ДНК для секвенирования.

^ Полимеразная цепная реакция (ПЦР) – метод циклического синтеза in vitro огромного числа копий строго определенного участка ДНК длиной от десятков до нескольких тысяч пар нуклеотидов.

^ Полиморфизм длин рестрикционных фрагментов (ПДРФ) наличие участков ДНК разной длины после обработки ДНК определенной рестриктазой.

Полиморфизм – варианты последовательностей ДНК, распространенные в общей популяции с частотой не менее 1%.

Праймер – олигонуклеотид, выполняющий роль «затравки» и инициирующий синтез полинуклеотидной цепи на ДНК- или РНК-матрице.

Промотор – регуляторный участок гена, с которым связывается РНК-полимерза перед началом транскрипции.

^ Процессинг РНК («созревание» РНК) – процесс превращения первичного РНК-транскрипта в молекулу зрелой мРНК путем удаления интронов и полиаденилирования.

Полиаденилирование присоединение последовательности полиаденилиновой кислоты к 3'-концу эукариотической РНК после заверше­ния ее синтеза.

Пролиферация новообразование клеток и тканей путем размно­жения.

^ Профаг – фаговый геном, интегрированный в бактериальную хро­мосому.

Ре(ду)пликация ДНК – самоудвоение молекулы ДНК путем обра­зования ее копии при помощи набора ферментов (ДНК-полимераз, лигаз и др.).

^ Регуляторная область – сегмент ДНК, контролирующий наличие и степень экспрессии гена.

Рекомбинантный ген – ген, состоящий из компонентов различных генов.

^ Рекомбинантная ДНК – молекула ДНК, «собранная» в пробирке при использовании сегментов ДНК из двух различных источников.

Репарация – исправление повреждений в молекуле ДНК и восстановление ее нативной первичной структуры.

^ Рестриктаза (рестрикционная эндонуклеаза) – фермент бактериального происхождения, распознающий специфическую нуклеотидную последовательность длиной от 4 до 10 пар нуклеотидов и «разрезающий»двунитевую молекулу ДНК в этом месте.

^ Рестрикционный анализ – метод анализа ДНК с использованием рестрикционных эндонуклеаз.

РНК-полимераза – фермент, осуществляющий синтез РНК на ДНК-матрице.

^ Сайт – определенное место (позиция) в молекуле ДНК.

Секвенирование – определение последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК или последовательности аминокислот в молекуле белка.

Сплайсинг – процесс удаления интронов и объединения экзонов в зрелую ДНК.

Стоп-кодон – нуклеотидный триплет, являющийся сигналом окончания трансляции.

^ Тандемные повторы – множественные и расположенные друг за другом копии определенной последовательности ДНК, число которых варьирует у разных индивидов (варьирующее число тандемных повторов – VNTR).

^ Трансгенные организмы – животные, растения, микроорганизмы, вирусы, генетическая программа которых изменена с помощью методов генной инженерии.

Транскриптом – полный набор активированных генов, мРНК или транскриптов в определенной момент времени.

Транскрипция – считывание наследственной информации при экспрессии гена.

Трансляция – передача наследственной информации; синтез белковой молекулы или перевод последовательности оснований мРНК в последовательность аминокислот в полипептидной цепи.

Фактор транскрипции – белок, связывающийся с регуляторной областью гена и регулирующей его экспрессию.

Экзон – отдельный фрагмент прерывистого гена, сохраняющийся в зрелой РНК.

Экспрессия гена – активизация транскрипции гена, в процессе которой на смысловой нити ДНК синтезируется мРНК.




Скачать 263,97 Kb.
оставить комментарий
Дата30.11.2011
Размер263,97 Kb.
ТипПрограмма, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

отлично
  1
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх