Б1.В. ОД.8 Биосинтез макромолекул
Цели и задачи изучения дисциплины
Цель: формирование систематизированных знаний о биосинтезе основных макромолекул клетки (ДНК, РНК и белков); получение знаний о роли биосинтеза ДНК и РНК в сохранении генома и реализации основных генетических программ организма; формирование представлений об особенностях биосинтеза макромолекул в основных типах ДНК-содержащих органелл (ядра и митохондрий животных; ядра, митохондрий и хлоропластов растений); получение целостного представления об основных этапах биосинтеза белка (трансляции) и роли РНК в этом процессе; формирование понимания взаимосвязи между структурой и функциями рибосом; формирование современных представлений о регуляции биосинтеза белков на уровне трансляции.
Задачи:
- изучение матричных механизмов биосинтеза ДНК и РНК;
- получение знаний об энзимологии репликации и транскрипции и молекулярных механизмах регуляции этих генетических процессов;
- формирование представлений о связи топологического состояния ДНК с активностью процессов биосинтеза макромолекул; изучение роли ДНК-топоизомераз в биосинтезе ДНК и РНК;
- получение представлений о точности процессов репликации, регуляции биосинтеза репликонов разной сложности; особенностях репликации теломерных участков хромосом;
- формирование знаний об организации единиц транскрипции и особенностях регуляции этого процесса у прокариот и эукариот; изучение случаев нарушения принципа колинеарности при биосинтезе РНК;
- изучение структурной организации рибосом и принципов их функционирования; получение знаний о строении трех основных видов РНК (мРНК, тРНК, рРНК) и их роли в процессе трансляции; получение представлений о генетических и энзиматических функциях рибосом и их функциональных центрах;
-формирование знаний о стадиях трансляции и механизмах регуляции этого процесса;
- знакомство с классификацией аминоацил-тРНК-синтетаз, их структурой и механизмом действия;
Требования к результатам освоения дисциплины Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
ПК-1 способность творчески использовать в научной и производственно-технологический деятельности знания фундаментальных и прикладных разделов дисциплин, определяющих направленность программы магистратуры;
ПК-2 способность планировать и реализовывать профессиональные мероприятия (в соответствии с направленностью программы магистратуры)
В результате изучения дисциплины студент должен:
знать:
- принципы матричного биосинтеза ДНК и РНК; энзимологические механизмы, обеспечивающие репликацию и транскрипцию; значение топологии ДНК в реализации матричных процессов;
- геномные элементы регуляции репликации и транскрипции прокариот и эукариот; строение единиц репликации и транскрипции у организмов разной сложности; роль кодирующих и некодирующих РНК в процессе биосинтеза белка;
- строение и функции рибосом, основные этапы трансляции и механизмы регуляции этого процесса.
уметь использовать полученные знания для расширения своего кругозора, совершенствования общей профессиональной подготовки и в повседневной жизни.
Владеть навыками решения задач и обсуждения экспериментальных данных по отдельным темам дисциплины
Объем дисциплины (модуля) и виды учебной работы
Вид учебной работы
| Всего часов / зачетных единиц | Семестры | |||
1 | |||||
Аудиторные занятия (всего) | 26 | 26 | |||
В том числе: | - | - | - | - | |
Лекции | |||||
Практические занятия (ПЗ) | 18 | 18 | |||
Семинары (С) | |||||
Лабораторные работы (ЛР) | |||||
Контроль самостоятельной работы | 8 | 8 | |||
Самостоятельная работа (всего) | 82 | 82 | |||
В том числе: | - | - | - | - | |
Курсовой проект (работа) | |||||
Расчетно-графические работы | |||||
Реферат (при наличии) | |||||
Другие виды самостоятельной работы | |||||
Подготовка к проверочным работам | |||||
Вид промежуточной аттестации (зачет) | |||||
Контактная работа (всего) | 42 | 42 | |||
Общая трудоемкость часы зачетные единицы | 108 | 108 | |||
3 | 3 |
Краткая характеристика содержания учебной дисциплины
Биосинтез нуклеиновых кислот. Матричный тип хранения и реализации генетической информации – основа биосинтеза информационных макромолекул. Неканонические последовательности ДНК. Их связь с синтезом ДНК и РНК. Топология ДНК: ДНК-топоизомеразы и их роль в репликации и транскрипции. Репликация. Ферментный аппарат репликации. Регуляция репликации на примере репликона ColE1. Строение репликонов разной сложности. Транскрипция. РНК-полимеразы эукариот: РНК-полимераза I. РНК-полимераза II. РНК-полимераза III. Факторы транскрипции. Инициация транскрипции. Элонгация транскрипции. Терминация транскрипции.
Процессинг РНК. Регуляция транскрипции у организмов разной сложности.
Репликация ДНК митохондрий и хлоропластов. Митохондриальные плазмиды как кольцевые и линейные минирепликоны. Транскрипция в митохондриях и хлоропластах. Редактирование РНК. Редокс-регуляция как механизм координации транскрипции митохондриальных и ядерных генов.
Биосинтез белков. Кодирующие и некодирующие РНК. Трансляция и происхождение жизни. Функциональные центры рибосом. Дорибосомный и рибосомный этапы синтеза белка. Стадии трансляции: инициация, элонгация и терминация. Регуляция трансляции на стадии инициации и элонгации полипептида. Рибосомный туннель и регуляция трансляции. Трансмембранный транспорт белков.
Форма промежуточной аттестации зачет
Разработчики программы:
д. б.н., профессор
д. б.н., профессор
