Генетика (стр. 1 )

Генетика

Направление: 020200 Биология

Степень (квалификация): магистр биологии

Название программы: генетика

Цель программы, общая характеристика:

Представляемая магистерская программа направлена на подготовку студентов-биологов, специализирующихся в области генетики человека и животных и владеющих современными методами молекулярной генетики и цитогенетики с целью изучения геномики человека и сельскохозяйственных животных и ее практического использования для профилактики, диагностики и лечения наследственных и ненаследственных (мультифакториальных) болезней человека и животных, а также для проведения маркерной селекции у сельскохозяйственных животных.

Руководитель программы: зав. кафедрой генетики – доктор биологических наук, профессор

Общие курсы и обязательные спецкурсы программы:

1. Постановка научного эксперимента

2. Генетические основы селекции

3. Генетика сельскохозяйственных животных

4. Молекулярно-генетические методы в исследовании матричных процессов»

5. Цитогенетика

6. Гены и геномы

7. Молекулярная генетика

8. Генетика микроорганизмов

9. Генетика человека

10. Генетика популяций

 РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«Постановка научного эксперимента»

Составитель рабочей программы: , профессор кафедры генетики.

Цель курса - формирование и реализация исследовательских компетенций студентов в научно-исследовательских проектах; формирование теоретических и практических основ методологии научного исследования; углубление и расширений знаний в области генетики; совершенствование использования информационных технологий и самоорганизации исследовательской деятельности.

Курс состоит из нескольких разделов, включая «Современные проблемы генетики», «Тематику научно-исследовательских работ, рекомендуемых для реализации в виде научно-исследовательских проектов», «Методическое и техническое обеспечение, включая информационные компьютерные технологии», «Приемы работы с техническими средствами по обработке результатов исследования», «Содержание и оформление законченного проекта научного исследования».

Содержание дисциплины

Актуальные проблемы генетики: теоретические и практические аспекты. Основные направления генетических исследований.

Ферментный инструментарий. Ферменты, применяемые в молекулярно-генетическом исследовании. Рестриктазы: I, II и III типов. Изошизомеры. Изменение субстратной специфичности рестриктаз в неоптимальных условиях. Построение рестрикционных карт.

ДНК-метилазы, их использование для получения крупных рестрикционных фрагментов ДНК. ДНК-лигазы. Механизм лигирования ДНК Т4-ДНК-лигазой.

ДНК-зависимая ДНК-полимераза I Е. со1i и ее фрагмент Кленова. Их использование для введения концевой радиоактивной метки, «затупления» концов ДНК и ник-трансляции. Термостабильные ДНК-зависимые ДНК - полимеразы.

РНК-зависимые ДНК-полимеразы (обратные транскриптазы), их использование для получения кДНК.

Стратегии выделения новых генов и оптимизации их экспрессии. Факторы, оказывающие влияние на эффективность экспрессии рекомбинантных генов в бактериальных клетках.

Метод полимеразной цепной реакции (ПЦР). Стандартные условия и критические параметры проведения ПЦР. Разновидности ПЦР: метод «горячего старта», КТ-ПЦР, амплификация длинных фрагментов ДНК, методы повышения точности амплификации. Проблема количественного определения содержания матричных полинуклеотидов в амплифицируемых образцах. ПЦР в реальном времени. Получение точковых мутаций, делеций и вставок с помощью ПЦР.

Генетические и физические карты генома.

Гибридизация по Саузерну. Концепция STS-маркеров. Контиги. Компьютерный анализ нуклеотидных последовательностей. Электронная ПЦР.

Вектор и его емкость. Полилинкер. Функциональная классификация векторов: экспрессирующие векторы, челночные (бинарные) векторы. Особенности строения плазмидах векторов. Векторы на основе хромосомы фага λ. Космиды и фазмиды в качестве векторов. Ретровирусные и аденовирусные векторы, векторы на основе хромосом аденоассоциированных вирусов. Принципы адресной доставки трансгенов. Управление экспрессией трансгенов в клетках-мишенях. Сверхъемкие векторы YАС, ВАС и РАС.

Выявление дифференциально экспрессирующихся генов: дифференциальный дисплей, анализ репрезентативных различий (в мРНК) (RDA), вычитающая гибридизация.

Секвенирование. Современное оборудование: приборы и технические средства.

Клонирование ДНК. Клонирование фрагментов ДНК по сайтам рестрикции, а также с использованием адаптеров, линкеров и коннекторов.

Библиотеки и клонотеки кДНК, генов и нуклеотидных последовательностей. Получение библиотек EST-последовательностей. Методы скрининга библиотек и клонотек ДНК. Гибридизация с зондами. Использование ПЦР. Использование антител и функциональные тесты.

Способы введения ДНК в клетки: трансформация, трансфекция, электропорация.

Компьютерные технологии в генетическом анализе. Компьютерное моделирование. Базы данных: NCBI, KEGG, SWISS-PROT, EMBL и др..

Методы статистической обработки результатов исследования. Техническое обеспечение генетического исследования

Написание статьи, научного отчета.

Литература

1)  Инге-Вечтомов в молекулярную генетику /-Вечтомов. - М.: Высшая школа, 1983.

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

3)  олекулярная клиническая диагностика. Методы /С. Херрингтона, Дж. Макги. - М.: Мир, 1999.

4)  Набокина в генетическую инженерию /.- Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2002.

5)  ены и геномы /М. Сингер, П. Берг. - М.: Мир, в 2-х т., 1998.

6)  Чемерис ДНК /, , . - М.: Наука, 1999.

7)  Проблемы и перспективы молекулярной генетики /Отв. ред. . - М.: Наука, Т.1. 2003.

8)  Трофимов нуклеиновых кислот /, . - Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2002.

9)  Георгиев высших организмов и их экспрессия /. - М.: Наука, 1989.

10)  Маниатис клонирование с основами генной инженерии / .- М.: Мир, 1985.

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

12)сновы генетики /У. Клаг, М. Каммингс. - М.: Техносфера, 2007.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«Генетические основы селекции»

Составитель рабочей программы: , доцент кафедры генетики.

Цель курса – изучить методы, используемые для создания новых и совершенствования существующих пород и линий животных, которые наилучшим образом повышают производительность труда в животноводстве.

Задачи курса – изложение всех основ селекции: наследственной изменчивости, системы скрещивания, теории и методов отбора. Изучить интенсивно развивающиеся научные направления: генную инженерию, биотехнологию, трансплантацию эмбрионов, клонирование животных, селекционно-ветеринарную генетику.

Содержание дисциплины

Основные задачи животноводства. Значение селекционно-племенных мероприятий для повышения продуктивности с. х. животных. Становление генетических основ селекции животных. Роль отечественных ученых в развитии селекционной и зоотехнической науки (, , и др.).

Происхождение домашних животных. Сопоставление современных культурных пород с родственными дикими формами. Проблемы и достижения отдаленной гибридизации животных. Доместикационные признаки. Экспериментальное моделирование процесса доместикации на серебристо-черных лисах, на антилопах канна и др.. Отбор по поведенческой реакции (отсутствие агрессивности и сопутствующие морфо-физиологические изменения организма животных: ускорение мутационного процесса, активация нефункционирующих генов, изменение гормонального статуса, полового цикла). Роль дестабилизирующего отбора по .

Понятие об исходном материале. Аборигенные породы, заводские породы и линии, инбредные линии, мутантные формы, родственные домашним животным дикие виды.

Сохранение генофонда ценных, но малопродуктивных пород крупного рогатого скота, овец, лошадей, свиней, птицы и других видов. Создание коллекционных стад в Аскания – Нова, ВНИТИН, сектора акклиматизации и гибридизации животных (п. Черга, Алтайский край).

Развитие исследований по частной генетике животных. Мутационная и комбинативная изменчивость и их роль в селекционном процессе. Иллюстрация закона гомологических рядов наследственной изменчивости у животных. Признаки качественные и количественные. Генетический анализ сложных признаков. Принцип сигнальных генов . Генетические карты с. х. животных, методы их построения с помощью гибридологического анализа.

Селекция по сельскохозяйственно-ценным количественным признакам.

Использование популяционно-генетических и математических методов (h2) – показатель степени генетического разнообразия популяции (стада) по определенному селекционируемому признаку. Повторяемость (R) - показатель степени сходства и проявлении признаков у одной и той же группы животных в разные периоды их жизни. Зависимость показателей наследуемости и повторяемости от условий кормления, содержания животных и уровня селекции.

Методы разведения животных. Чистопородное разведение (аутбридинг, инбридинг, топкроссинг). Племенные книги. Система записи родословных. Методы учета инбридинга: коэффициент инбридинга по Райту, Система Шапоружа. Инбредная депрессия и ее проявление у разных видов животных. Создание инбредных животных и птицы. Межпородные и межлинейные скрещивания и отдаленная гибридизация животных. Типы скрещиваний: вводное, поглотительное, воспроизводительное, переменное. Промышленное скрещивание в товарном животноводстве.

Гетерозис и формы его проявления. Адаптационный, соматический, репродуктивный. Генетические основы гетерозиса. Гипотезы доминирования, сверхдоминирования, гетерозисности. Явление моногибридного гетерозиса. Общая и специфическая комбинационная способность на гетерозис. Компенсационный гетерозис по . Возможность получения 100%-ой гетерозисности животных по определенным хромосомам и блокам генов.