Генетика (стр. 4 )

Плазмиды и мобильные генетические элементы бактерий. Строение IS-элементов и транспозонов (Tn3, Tn5, Tn9) бактерий. Роль мобильных генетических элементов в различных генетических явлениях у бактерий. Механизм репликативной транспозиции. Консервативный механизм перемещения транспозонов. Подвижные генетические элементы генома эукариот. Ретропозоны. Ретротранспозоны. Мобильные элементы эукариот с концевыми инвертированными повторами.

Литература

1) ены и геномы /М. Сингер, П. Берг. - М.: Мир, Т.1-2.- 1998.

2) Рыбчин генетической инженерии /. - СПб, СПбГТУ, 1998.

3) Энциклопедия. Современное естествознание. Том. 2. Общая биология. /Под редакцией . - М.: Магистр-Пресс. 2000.

4) Агол биология: Структура и биосинтез нуклеиновых кислот /, , и др. - М.: Высшая школа. 1990.

5) ены /Б. Льюин. - М.: Мир, 1987. (on-line версия этого учебника: http://www. /)

6) олекулярная биология клетки /Б. Альбертс, Д. Брей, Дж. Льюис, М. Рэфф, К. Робертс, Дж. Уотсон. - М.: Мир. 1994. Т.1-2.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«Молекулярная генетика»

Составитель рабочей программы: , профессор кафедры генетики

Цель курса - изучение генетических процессов (транскрипции, репликации, репарации, рекомбинации) на молекулярном уровне организации живого. Курс молекулярной генетики призван дать студентам систематические знания о молекулярных механизмах реализации генетической информации у прокариот и эукариот.

В задачи курса входит изучение принципов организации геномов живых организмов, знакомство с основами и последними достижениями в области транскрипции генов, репликации, рекомбинации и репарации, рестрикции и модификации генетического материала. Полученные знания могут быть успешно использованы для нужд современной биотехнологии.

Содержание дисциплины

История возникновения молекулярной генетики. Молекулярные основы наследственности. Доказательство генетической роли нуклеиновых кислот. Структура и функции нуклеиновых кислот. Первичная структура нуклеиновых кислот. Сверхспирализация ДНК, топоизомеразы. Макромолекулярная структура ДНК и РНК. Модель Уотсона-Крика. Альтернативные двуспиральные структуры ДНК.

Структурно-функциональные особенности генов прокариот и эукариот.

Репликация ДНК. Полуконсервативный механизм. Ферменты биосинтеза ДНК. ДНК-полимеразы прокариот и эукариот. ДНК-полимеразы бактериофагов. Точность редупликации ДНК и мутантные ДНК-полимеразы. ДНК-лигазы.

Механизм репликации ДНК (на примере E. coli). Схема синтеза ДНК в репликативной вилке. Особенности репликации у эукариот. Фрагменты Оказаки. Регуляция репликации. Современные модели репликации.

Молекулярные механизмы возникновения мутаций. Мутации, возникающие в процессе генетических процессов: репликации ДНК, генетической рекомбинации. Гены - мутаторы. Индуцированный мутагенез. Механизм действия мутагенов (УФ-свет, ионизирующая радиация, аналоги оснований, алкилирующие агенты, азотистая кислота, акридиновые красители и т. д.).

Репарация ДНК. Типы повреждений ДНК: апуринизация пуринового кольца, образование пиримидиновых димеров. Особенности репарации у прокариот и эукариот. Прямая реактивация ДНК. Механизмы эксцизионной репарации. Мутанты E. coli по ферментам репарации. Система SOS-репарации и результат их индукции.

Генетическая рекомбинация и ее типы. Рекомбинация - гомологичная и сайт-специфическая. Общая (гомологичная) рекомбинация. Разрыв и воссоединение нитей ДНК. Ассимиляция нитей. Образование гетеродуплексной области. Генная конверсия. Энзимология процесса рекомбинации. Сайт-специфическая рекомбинация (на модели интеграции хромосомы фага лямбда). Гены, контролирующие интеграцию и эксцизию. Сайт-специфическая рекомбинация, приводящая к инверсиям участков хромосомы (на примерах инверсии фрагмента G фага Mu и фазовым вариациям у салмонеллы). Биологическая роль инверсий. Механизм работы инвертаз. Механизм гомологичной рекомбинации (на примере E. coli). Структуры Холлидея. Анализ мутантов E. cоli по ферментам рекомбинации.

Особенности генетической рекомбинации у эукариот. Мейотический кроссинговер. Генетический контроль. Митотический кроссинговер: соотношение между реципрокной и нереципрокной рекомбинацией. Горячие точки рекомбинации у прокариот.

Роль систем рестрикции и модификации ДНК, индуцируемых клеткой-хозяином. Метилирование ДНК фагов и бактерий. Рестрикция ДНК и модификация. Ферменты рестрикции и модификации. Специфичность и механизм действия рестриктаз и метилаз. Антирестриктазные механизмы бактериофагов. Рекомбинантные ДНК. Клонирование гена. Стадии молекулярного клонирования: создание рекомбинантной молекулы ДНК, введение ее в организм-реципиент, отбор клеток, несущих ген-мишень. Ферменты, используемые при создании рекомбинантных ДНК. Векторные молекулы ДНК. Конструирование и использование векторов для клонирования генов в клетках дрожжей, млекопитающих и человека. Методы и механизмы трансформации клеток рекомбинантными ДНК. Выявление трансгенных клеток. Практическое применение.

Литература

1) ены и геномы / М. Сингер, П. Берг. - М.: Мир, 1998.

2) Рыбчин генетической инженерии /. - СПб.: СПбГТУ, 1998.

3) Агол биология: Структура и биосинтез нуклеиновых кислот /, , и др. - М.: Высшая школа, 1990.

4) ены/Б. Льюин. - М.: Мир, 1987. (on-line версия учебника: http://www. /)

5) олекулярная биология клетки /Б. Альбертс, Д. Брей, Дж. Льюис, М. Рэфф, К. Робертс, Дж. Уотсон. - М.: Мир, 1994. Т.1-2.

6) Хесин генома /. - М.: Наука, 1984.

7) олекулярная генетика /Г. Стент, Р. Кэлиндар. - М.: Мир, 1981.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«Генетика микроорганизмов»

Составитель рабочей программы: , профессор кафедры генетики, , доцент кафедры генетики.

Цель курса - изучение фундаментальных генетических процессов наследственности и изменчивости микроорганизмов.

Курс состоит из нескольких разделов, включая «Организация rенетическоrо аппарата и жизненные циклы микроорганизмов», «Мутации у микроорганизмов», «Гибридологический анализ хромосомных признаков у эукариотических микроорганизмов», «Формы переноса генетического материала и генетическое картирование у бактерий», «Слияние протопластов у микроорганизмов - метод создания гибридных штаммов», «Рекомбинация и генетический анализ у бактериофагов», «Внехромосомные генетические системы», «Мигрирующие генетические элементы микроорганизмов», «Генетические аспекты селекции микроорганизмов».

Содержание дисциплины

Организация rенетическоrо аппарата и жизненные циклы микроорганизмов.

Прокариоты, особенности строения клетки и генетического аппарата. Организация хромосом бактерий. Репликация бактериальных хромосом.

Мутации у микроорганизмов. Мутационная и модификационная изменчивость микроорганизмов. Мутации микроорганизмов, используемые в генетических исследованиях. Мутации бактериофагов.

Популяционная изменчивость бактерий.

Формы переноса генетического материала и генетическое картирование у бактерий. Трансформация. Генетическое картирование при трансформации: сцепление маркеров (котрансформация), рекомбинационный анализ. Трансфекция. Лизогения и трансдукция. Конъюгация.

Рекомбинация и генетический анализ у бактериофагов. Вирулентные бактериофаги (на примере Т-четных фагов). Умеренные бактериофаги (на примере λ).

Внехромосомные генетические системы. Мутации генов хлоропластов и митохондрий. Генетические карты.

Бактериальные плазмиды и их репликация. Интеграция плазмид в хромосому. Использование плазмид при генетическом анализе у бактерий. Мигрирующие генетические элементы микроорганизмов. Инсерционные последовательности (Is) и транспозоны (Тn) бактерий. Механизмы и генетические эффекты транспозиции.

Строение вириона и генома бактериофага Мu. Механизм интеграции в бактериальный геном и возможности использования Мu в генетических экспериментах.

Мигрирующие элементы дрожжей. ТуI элемент, его структура и способ внедрения в ДНК-мишень, генетические эффекты.

Система определения типа спаривания у дрожжей (α---).

Генетические аспекты селекции микроорганизмов. Основные направления и методы селекции микроорганизмов (использование естественной изменчивости; искусственный отбор, основанный на селекции спонтанных мутаций; искусственный отбор с применением мутагенных факторов (ступенчатая селекция и мутационные блоки путей биосинтеза); возможности использования гибридизации; генная инженерия и селекция).

Литература

1) Дебабов методы создания промышленных штаммов микроорганизмов /, . - М.: Высшая школа, 1988.

2) Захаров генетики микроорганизмов /. - Минск: Вышейшая школа, 1978.

3) Крылов бактериофагов / //Сб. Организация генома. - М.: Наука, 1989.

4) Плазмиды. Методы. Под редакцией К. Харди. - М.: Мир, 1990.

5) Прозоров трансформация и трансфекция /. - М.: Haукa,1980.

6) Рыбчин генетической инженерии /. - Изд-во СПбГТУ, 1999.

7) Щелкунов инженерия /.- Новосибирск: Сиб. Унив. изд-во, 2008.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«Генетика человека»

Составитель рабочей программы: , доцент кафедры генетики.

Цель курса - получение будущими специалистами в области медико-биологических наук глубоких знаний по основам современной генетики, генетики человека и медицинской генетики, являющихся базисом для успешной разработки медико-биологических проблем.

Задачи курса - формирование представлений об основных молекулярных, клеточных, организменных и иных биологических процессах, обеспечивающих нормальное существование и развитие человека

- формирование представлений, пороков развития человека и их профилактика

Содержание дисциплины

Наследственность и патология человека.

Предмет и задачи генетики человека и генотоксикологии. Формирование научных представлений наследственной патологии у человека. (Гальтон, Гаррод, Давенпорт, Холцейн и др.). Становление и развитие генетики человека и медицинской генетики в России (, , и др.). Связь генетики человека с биологическими и медицинскими дисциплинами.