Рабочая программа подготовки аспирантов по специальности научных работников 03.01.03 – молекулярная биология (стр. 4 )

8. Патрушев генов. М., Наука, 2000.

9. Спирин биология: Структура рибосом и биосинтез белка. М., Высшая школа, 1986.

10. Гены и геномы. М., Мир, 1998.

11. Биохимия и молекулярная биология. М., Академкнига, 2002.

Дополнительная

1.  Патрушев генетические системы. В 2-х томах. Том 1. Генная и белковая инженерия. «Наука» Москва. 20С.

2.  Щелкунов инженерия. «Сибирское университетское издательство» Новосибирск. 20С.

3.  Калинин и регуляция экспрессии генов. Санкт-Петербург, изд-во СПбГТУ, 2001.

4.  ДНК-полимеразы эукариот. // Мол. биол. 1999. Т. 33. № 4. С. 567—580.

5.  , Картель повторяющиеся последовательности и экспрессия генов. // Мол. биол. 2000. Т. 34. № 3. С. 357-362.

6.  , , Вахитов ДНК. М., Наука, 1999.

7.  , Габибов . Механизмы изменения топологии ДНК. // Мол. биол. 1999. Т. 33. № 3. С. 368-384.

5.2.  Дисциплины по выбору аспиранта

Методы и аппаратура в молекулярной биологии (ОД. А.04)

(64 часа)

№	Раздел дисциплины (количество часов самостоятельной работы)	Задания по самостоятельной работе аспирантов	Рекомендуемая литература	Форма контроля самост. работы
1	Физико-химические основы и инструментарий молекулярно-биологических методов. Методы определения структуры биомакромолекул и изучения их взаимодействий. (16 часов)	Проработать лекцию, рекомендов. литературу	[1, 5-9, 2д, 7д, 12д]	Тестовая контрольная работа
2	Методы выделения, получения и детекции биомакромолекул (16 часов)	Проработать лекцию, рекомендов. литературу	[1-3, 5, 6, 1д, 9д]	Тестовая контрольная работа
3	Методы генной инженерии (16 часов)	Проработать лекцию, рекомендов. литературу	[3, 8, 3д, 6д]	Тестовая контрольная работа
4	Методы амплификации нуклеиновых кислот (16 часов)	Проработать лекцию, рекомендов. литературу	[1-4, 8, 6-9д, 11д]	Тестовая контрольная работа

Рекомендуемая литература

Основная

1.  Methods in Molecular Biology, №№ 1-615, Humana Press,

2.  Rapley R. The nucleic acids protocols. Humana Press, 1999. pp. 1050.

3.  RT-PCR Protocols / Joe O’Connell, in Methods in Molecular Biology, Humana Press, 2002. V. 193.

4.  Льюис Дж., Уотсон Дж. Д. Молекулярная биология клетки. – М.: Мир, 1994.

5.  Введение в ультрацентрифугирование, М.: Мир, 1973.

6.  Остерман исследования белков и нуклеиновых кислот: Электрофорез и ультрацентрифугирование. – М.: Наука, 19с.

7.  Остерман белков и нуклеиновых кислот. – М.: Наука, 19с.

8.  Патрушев генов. - М.: Наука, 20с.

9.  , , Френкель молекул в растворах, М.: Наука", 1964.

Дополнительная

1.  DNA Microarrays: Gene Expression Applications. Principles and Practice / B. R. Jordan, Springer-Verlag. 2001. pp. 140.

2.  Permyakov E. A. Luminescent spectroscopy of proteins. CRC Press. Boca Raton, Ann Arbor, London, Tokyo. 1993.

3.  PCR Protocols / Bartlett J. M.S., Stirling D. 2nd ed. in Methods in Molecular Biology, Humana Press, 2003. V. 226. pp. 531.

4.  Волькенштейн биофизика. М.: Наука, 1975.

5.  Биофизическая химия. тт. 1-3. М.: Мир, 1985.

6.  , Севастьянова биология. - М.: Издательский центр "Академия", 20с.

7.  Лакович Дж. Основы флуоресцентной спектроскопии. М.: Мир, 1986.

8.  Биофизическая химия, тт. 1,2. М.: Мир, 1981.

9.  ПЦР «в реальном времени» / , , А., , – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 20с.

10.  Рубин . В 2-х томах. М.: Высшая школа, 1987.

11.  Гены и геномы: в 2 томах: пер с англ. М.: Мир, 19, 377 с.

12.  Современные методы биофизических исследований. Практикум по биофизике. Под ред. . М.: Высшая школа, 1988.

Вопросы к зачету

1.  Физико-химические основы молекулярно-биологических методов.

2.  Взаимосвязь строения и физико-химических характеристик белков и нуклеиновых кислот.

3.  Влияние структуры биомакромолекул на выбор способа (метода) их выделения и анализа.

4.  Модификация нативных форм белков и нуклеиновых кислот для последующего анализа.

5.  Общие представления о методах молекулярной спектроскопии биомолекул.

6.  Времяпролетная масс-спектрометрия белков и нуклеиновых кислот.

7.  Методы прямой визуализации биомакромолекул. Электронная и сканирующая зондовая микроскопии.

8.  Биочиповые технологии анализа биомолекул. Сферы применения.

9.  Ручные и автоматизированные способы пробоподготовки в молекулярной биологии.

10.  Виды хроматографического анализа биомакромолекул. Примеры применения.

11.  Гель-электрофорез ДНК, РНК, белков и пептидов.

12.  Детекция ДНК и РНК методами блоттинга.

13.  Использование синтетических олигонуклеотидов в реакциях амплификации нуклеиновых кислот. Практические аспекты применения.

14.  Использование синтетических олигонуклеотидов в генно-инженерном эксперименте.

15.  Секвенирование ДНК: история развития метода, современное состояние.

16.  Ферменты нуклеинового обмена, используемые в генной инженерии.

17.  Способы амплификации, основанные на использовании ДНК-полимераз. Полимеразная цепная реакция.

18.  Способы амплификации, основанные на использовании ДНК-лигаз. Лигазная цепная реакция.

19.  Общие понятия о способах детекции результатов амплификации. Детекция «по конечной точке» и в режиме реального времени.

20.  Сигнальные (аналитические) системы для детекции результатов амплификации. Олигонуклеотидные зонды.

21.  Амплификация нуклеиновых кислот как способ их количественной оценки. Цифровая ПЦР.

22.  Медицинская ДНК-диагностика.

Темы рефератов

1.  Флуоресцентные методы анализа в исследовании белков.

2.  Флуоресцентные методы анализа в исследовании нуклеиновых кислот in vitro.

3.  Использование MALDI масс-спектрометрии в протеомных исследованиях.

4.  ДНК-чипы как инструмент молекулярной генетики.

5.  Хроматография белков и их комплексов.

6.  Гель-электрофорез как способ выделения целевых фрагментов нуклеиновых кислот.

7.  Ферменты нуклеинового обмена. Основные группы и их применение в генной инженерии.

8.  Цепные реакции нуклеиновых кислот.

9.  Способы детекции результатов амплификации нуклеиновых кислот.

Иммобилизованные биологические системы (ОД. А.05)

(64 часа)

№	Раздел дисциплины (количество часов самостоятельной работы)	Задания по самостоятельной работе аспирантов	Рекомендуемая литература	Форма контроля самост. работы
1	Физико-химические аспекты иммобилизации биологических структур. Носители, подложки, биологические компоненты, способы иммобилизации (16 часов)	Проработать лекцию, рекомендов. литературу	[2; 3, 5; 6; 2д, 6д]	Тестовая контрольная работа
2	Биосенсоры, их разновидности. Физико-химические основы функционирования биосенсоров (16 часов)	Проработать лекцию, рекомендов. литературу	[1, 6, 2д, 5д]	Тестовая контрольная работа
3	Мембранные биоаналитические системы. Биочиповые технологии. Наноразмерные иммобилизованные системы (16 часов).	Проработать лекцию, рекомендов. литературу	[2, 4, 6, 4д, 5д]	Тестовая контрольная работа
4	Практическое применение иммобилизованных биологических систем (16 часов)	Проработать лекцию, рекомендов. литературу	[1; 2; 1д, 3д]	Тестовая контрольная работа

Рекомендуемая литература

Основная:

1.  DNA Microarrays: Gene Expression Applications. Principles and Practice / B. R. Jordan, Springer-Verlag. 2001. pp. 140.

2.  Биосенсоры: основы и приложения / Под ред. Э. Тернера и др. М.: Мир, 19с.

3.  Евдокимов на основе одноцепочечных и двухцепочечных нуклеиновых кислот // Сенсорные системы. 1998. Т.12. Вып.1. С.5-21.

4.  Нанотехнологии: простое объяснение очередной гениальной идеи. — М.: Издательский дом «Вильямс», 2004. — 240 с.

5.  Химия привитых поверхностных соединений / Под ред. . — М.: Физматлит, 2003. — 592 с.

6.  Химические и биологические сенсоры. М.: Техносфера, 2005

Дополнительная:

1.  Methods in Molecular Biology, №№ 1-615, Humana Press,

2.  , , Муринов с модифицированными и ультрамикроэлектродами. М.: Наука, 19с.

3.  Биология: В 3 т. / Под ред. Р. Сопера. М.: Мир, 1996.

4.  , Солдаткін і та технологічні засади створення мініатюрних електрохімічних біосенсорів. — 1-е изд. — Киев: Наукова думка, 2006. — С. 3, 6. — 256 с. 

5.  Решетилов биосенсоров на основе потенциометрических и амперометрических преобразователей для использования в медицине, биотехнологии, мониторинге объектов окружающей среды (обзор)

6.  , , Френкель молекул в растворах, М.: Наука", 1964.

б) программное обеспечение: общесистемное и прикладное программное обеспечение.

в) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы:

PubMed – электронно-поисковая система. Включает MEDLINE. Это база данных медицинской информации, включающая библиографические описания из более чем 4800 медицинских периодических изданий со всего мира, начиная с начала 1960-х.

***** - научная электронная библиотека, крупнейший российский информационный портал в области науки, технологии, медицины и образования, содержащий рефераты и полные тексты более 12 млн. научных статей и публикаций.

Sciencedirect – крупнейший в мире онлайн-сборник опубликованных научных исследований. Содержит около 11 млн. статей из более чем 2500 журналов и более 6000 электронных книг, справочников, научных сборников.

Scopus - библиографическая и реферативная база данных и инструмент для отслеживания цитируемости статей, опубликованных в научных изданиях. Индексирует 18 тыс. названий научных изданий по техническим, медицинским и гуманитарным наукам 5 тыс. издателей.

HighWire Press – большое хранилище научных журналов, предоставляющих бесплатный полнотекстовый доступ к своим статьям (968 журналов, 1.39 млн. статей).

Вопросы к зачету

1.  Принципы иммобилизации биологических объектов. Молекулярные основы иммобилизации. Иммобилизация в объеме и на поверхности.

2.  Подложки для иммобилизации белков и нуклеиновых кислот. Основы химии иммобилизации.

3.  Технологические аспекты изготовления биосенсоров. Проблемы сохранения функциональной активности биообъектов.

4.  Понятие о биосенсорах как аналитических инструментах. Типы биосенсоров.

5.  Аналитические характеристики и распознающие элементы биосенсоров. Чувствительность и специфичность биосенсоров.

6.  Сенсоры на основе микроорганизмов, растительных и животных тканей, биомолекул.

7.  Носители для иммобилизации белков и нуклеиновых кислот. Способы иммобилизации на мембранах.

8.  Методы блот-гибридизации.

9.  Биочипы как разновидность биосенсоров. Типы и виды биочипов. Чувствительность и специфичность биочипов.

10.  «Лаборатория на чипе». Микрофлуидные чипы.

11.  Наночастицы как носители иммобилизованных объектов. Нанопробы, нанобиомашины, нанобиороботы.

12.  Использование иммобилизованных систем в производстве биопрепаратов. Применение иммобилизованных систем при очистке сточных вод.

13.  ДНК-чипы как диагностические инструменты.

Перечень тем рефератов

1.  Технологические аспекты изготовления биосенсоров.

2.  Биосенсорах как аналитические инструменты.

3.  Оптические биосенсоры.

4.  Электрохимические биосенсоры.

5.  Микрофлуидные чипы.

6.  ДНК-чипы как медицинские диагностические инструменты.

7.  Иммобилизованные ферменты в производстве биопрепаратов.

Эпигенетические механизмы регуляции экспрессии генов (ОД. А.06)

(64часа)

№	Раздел дисциплины (количество часов самостоятельной работы)	Задания по самостоятельной работе аспирантов	Рекомендуемая литература	Форма контроля самост. работы
1	Предмет эпигенетики и ее место в системе научных знаний. Природа эпигенетических процессов. Основные понятия. Модельные системы для изучения эпигенетики (16 часов)	Проработать лекцию, рекомендов. литературу	[1- 6, 1-13д]	Тестовая контрольная работа
2	Роль хроматина в регуляции активности генов. Метилирование ДНК (16 часов)	Проработать лекцию, рекомендов. литературу	[1- 6, 1-13д]	Тестовая контрольная работа
3	Другие эпигенетические процессы и их механизмы и значение (16 часов)	Проработать лекцию, рекомендов. литературу	[1- 6, 1-13д]	Тестовая контрольная работа
4	Эволюционная и биологическая роль эпигенетических процессов. Эпигенетика у эукариот. Эпигенетика и болезни человека (16 часов)	Проработать лекцию, рекомендов. литературу	[1- 6, 1-13д]	Тестовая контрольная работа

Рекомендуемая литература

Основная

1.  Генетика. Учебник для вузов/ Под ред. академика РАМН . - М.: ИКЦ«Академкнига», 20с.

2.  Жимулев и молекулярная генетика. – Новосибирск: «Сибирское университетское издательство», 2003. – 480 с.

3.  , Севастьянова биология. - М.: Издательский центр "Академия", 20с.

4.  Эпигенетика. Под ред. , Т. Дженювейна, Д. Рейнберга - М.:Техносфера, 2010. – 496 с.

5.  Гены и геномы: в 2 томах: пер с англ. М.: Мир, 19, 377 с.

6.  Льюис Дж., Уотсон Дж. Д. Молекулярная биология клетки. – М.: Мир, 1994.

Дополнительная

1.  Эпигенетика: как современная биология переписывает наши представления о генетике, заболеваниях и наследственности. – Ростов н/Д: Феникс, 2012. – 349 с.

2.  -Г. Наглядная биохимия. - М.: Изд-во БИНОМ, 2011. – 469 с.

3.  , Жимулев . Структура и функции. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2009. – 258 с.

4.  , : Метилирование ДНК и канцерогенез. БИОХИМИЯ, 2001,. том 66, вып. 3, с. 293 – 317.

5.  , некодирующие рнк (обзор)// БИОХИМИЯ, 2007, том 72, вып. 11, с. 1427 – 1448.

6.  Москалёв и гены. – СПб.: Наука, 2008. – 359 с.

7.  , Быстрицкий : упакованный геном. - БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. – 176 с.

8.  , , Баранов B. C. Метилирование ДНК - универсальный механизм регуляции активности генов // Экологическая Генетика. -2004.-Т. 2.-№ 1.-С. 27-37.

9.  Саложин СВ., , Георгиев ДНК как один из основных эпигенетических маркеров // БиохимияТ. 70. - №

10.  Шишкин как эпигенетический процесс // Современная палеонтология. Т. 2. Ч. 7. Общие закономерности эволюции органического мира. М.: Недра. 1988. С. 142-168.

11.  Bestor Т. Н. The DNA methyltransferases of mammals // Hum. Mol. Genet. 2000. Vol.10. P. .

12.  Petronis A. Human morbid genetics revisited: relevance of epigenetics // Trends Genet. 2001. Vol. 17. P. 142-146.

13.  Fire A, Xu S, Montgomery M, Kostas S, Driver S, Mello C. Potent and specific genetic interference by double-stranded RNA in Caenorhabditis elegans // Nature. 19: 806–11.

б) программное обеспечение: общесистемное и прикладное программное обеспечение.

в) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы:

PubMed – электронно-поисковая система. Включает MEDLINE. Это база данных медицинской информации, включающая библиографические описания из более чем 4800 медицинских периодических изданий со всего мира, начиная с начала 1960-х.

***** - научная электронная библиотека, крупнейший российский информационный портал в области науки, технологии, медицины и образования, содержащий рефераты и полные тексты более 12 млн. научных статей и публикаций.

HighWire Press - это большое хранилище научных журналов, предоставляющих бесплатный полнотекстовый доступ к своим статьям (968 журналов, 1.39 млн. статей).

вопросы к зачету

1.  История изучения эпигенетики. Проблема индивидуального развития организма как ключевая проблема современной биологии Основные этапы познания эпигенетических процессов. Примеры эпигенетических явлений.

2.  Генетика и эпигенетика. Определение и предмет эпигенетики. Задачи эпигенетики. Объект и методы исследования. Связь с другими научными дисциплинами.

3.  История открытия эпигенетических механизмов. Представление о многоуровневой регуляции экспрессии генов эукариот. Модельные объекты эпигенетики

4.  Природа и суть эпигенетических процессов. В чем заключается эпигенетический контроль. Основные вопросы в эпигенетических исследованиях. Основные понятия: ген, геном, транскриптом, протеом, эпигеном. Виды эпигенетических процессов.

5.  Хроматин – высоко организованная система хранения информации, генетической и эпигенетической информации. Гистоновые и негистоновые белки хроматина. Инвариантные формы гистонов.

Эухроматин и геторохроматин. Модификации гистонов и гистоновый код. Комплексы, осуществляющие ремоделинг хроматина, и варианты гистонов. Значение модификаций гистонов в развитии организма и регуляции гомеостаза.

7.  Метилирование ДНК: известные функции. ферментативный аппарат, другие факторы Репликативный цикл. Активное и пассивное деметилирование ДНК.

8.  Метилирование ДНК: биологическая специфичность, распределение метилированной ДНК в геномах эукариот. Геномный импринтинг

9.  РНК-интерференция, модификация гистонов и метилирование ДНК: связь между механизмами

10.  Связь гипо - и гиперметилирования ДНК с канцерогенезом и возможная связь со старением. Изменение паттернов метилирования ДНК в онтогенезе

11.  Эффект положения, парамутация, трансвекция, прионизация.

12.  Геномный импринтинг: механизм, значение.

13.  Эпигенетическая модификация генома - метилирование ДНК и компактизация хроматина.

14.  РНК-интерференция – принцип, основные свойства и механизмы. Разнообразие эффектов малых регуляторных РНК на экспрессию генов и функций этих РНК

Некодирующие РНК. Виды и механизмы действия некодирующих РНК. РНК интерференция и сайленсинг генов. Значение некодирующей РНК в развитии организма и регуляции гомеостаза. Прионы и прионоподобные явления в эпигенетическом наследовании. Регуляция транскрипции белками групп Polycomb и Trithorax. Эффекты положения генов. Компенсация дозы. Инактивация Х-хромосомы и факультативный гетеорохроматин. Значение данных механизмов в развитии организма и регуляции гомеостаза.

20.  Структура и экспрессия гена, альтернативный сплайсинг, псевдогены и мобильные элементы генома, сайзеры и МГСУ, генные сети и их роль в эпигенетических процессах.

21.  Гомеобокс, метилирование и системы эпигенетической наследственности, C-парадокс, G-парадокс и роль «хламовой ДНК», концепция морфогенетического поля и эпигенетические процессы. Регуляция некодирующими РНК.

22.  Временные локальные изменения хроматина в окрестностях промотора в регуляции транскрипции на примере генов, участвующих в репликации. Сайленсинг – эпигенетическая репрессия протяженных фрагментов хромосом (Формирование гетерохроматина).

23.  Эффект положения гена – инструмент для выявления и изучения гетерохроматиновых районов. Экспериментальные модели для исследования (хромосомные эу-гетерохроматиновые перестройки дрозофилы, встройка репортерных генов в хромосомы дрожжей). Современные поправки в исторически сложившиеся представления о гетерохроматине. Варианты паттернов экспрессии генов в эухроматине. Неоднородность эухроматина по способности влиять на экспрессию репортерного гена. Факторы, определяющие свойства хроматинового домена. Механизмы усиления экспрессии, связанные с изменениями структуры хроматина.

24.  От эпигенеза Аристотеля и до эпигенетики . Эпигенетическая теория эволюции и эпигенетическая концепция ограничений эволюционного процесса П. Олберча.

25.  Популяционный онтогенез и концепция эпигенетического ландшафта популяции. Соотношение эпигенетической и реализационной изменчивости. Проблема связи ген – признак и рекурсивная программа онтогенеза.

26.  Соотношение понятий «изменчивость» и «биоразнообразие». Популяционная эпигенетика и соотношение роли «мутаций» и «модификаций» в эволюционных преобразованиях адаптивной нормы. Функция и эволюция геномного импринтинга.

Эпигенетические механизмы у эукариот (дрожжи Saccharomyces cerevisiae, нематоды C. Elegans, инфузории, дрозофила, растения).

28.  Эпигенетическая нестабильность и заболевания человека.

Перечень тем рефератов

Роль хроматина в регуляции активности генов. Репрессия и сайленсинг Механизмы регуляции экспрессии генов в эухроматине Короткие некодирующие РНК и регуляция экспрессии генов эукариот Эпигенетические модификации ДНК и их роль в регуляции экспрессии генов РНК-интерференция – способы анализа и перспективы практического применения Молекулярные механизмы эпигенетики Метилирование ДНК как один из основных эпигенетических механизмов Инсуляторы позвоночных животных: регуляторные механизмы и структура хроматина Формирование гетерохроматина: роль коротких РНК и метилирования ДНК Векторные системы РНК-интерференции Роль микроРНК в регуляции активности генов у эукариот РНК-интерференция: фундаментальные и прикладные аспекты РНК-интерференция. использование метода для создания нокаутных организмов и клеточных линий белки, связывающие РНК в процессах РНК-интерференции Механизмы ретровирусного эпигенетического молчания Сиртуины - универсальные регуляторы клеточных функций Регуляторные механизмы импринтинга у млекопитающих Метилирование гистоновых белков и его последствия для организма Наследование эпигенетических модификаций хроматина, направляемое РНК Генетическая и эпигенетическая регуляция развития растительных организмов Генетические и эпигенетические механизмы в реализации наследственной информации Эпигенетические модификации ДНК-(цитозин-5-с): 5-аза-2'-дезоксицитидин и деметилирование ДНК Энзиматическое метилирование ДНК - эпигенетический контроль за генетическими функциями клетки Двойной негативный эпигенетический контроль генов, вовлеченных в регуляцию дифференцировки клеток Метилирование ДНК и эпигенотипы Метилирование и деметилирование ДНК как мишени для противораковой терапии Клеточный цикл и эпигенетические изменения ДНК у растений Эпигенетические перестройки популяций как вероятный механизм наступления биоценотического кризиса Эпигенетические механизмы предрасположенности к комплексным патологиям человека Эпигенетические аспекты нарушений эмбрионального развития человека Эпигенетическая регуляция функционирования онкогенов и возможности ее практического использования Эпигенетика экологических ниш Роль пептидов в эпигенетической регуляции активности генов в онтогенезе Посттрансляционная регуляция программируемых клеточных процессов у низших эукариот Редактирование рнк: вклад в многообразие транскриптома и развитие организмов

Молекулярная биология нуклеиновых кислот (ОД. А.07)