Тема 4. Экспрессия генов и ее регуляция (семинарское занятие).

Молекулярная организация генов. Современное определение гена. Структура гена про- и эукариот. Классификация генов согласно их функциям. Структурные гены. Понятие о генах “домашнего хозяйства” и генах терминального дифференцирования. Типы регуляторных генов про- и эукариот.

Механизмы генной экспрессии. Понятие об экспрессии генов. Современное состояние центральной догмы молекулярной генетики. Свойства генетического кода. Этапы биосинтеза белку. Ферментативные механизмы и этапы транскрипции. Процессинг первичного транскрипта. Альтернативный процессинг, Рнк-редакциювання. Активация аминокислот. Молекулярная организация рибосом. Инициирующая, елонгация| и терминация синтезу полипептидной цепи. Посттрансляционная модификация белков.

Тема 5. Регуляция экспрессии генов. Регуляция экспрессии генов в прокариот. Катаболические и анаболические опероны бактерий. Контроль экспрессии генов в эукариот. Регуляция на уровне транскрипционных процессов. Белки – факторы транскрипции. Понятие об эпигенетической регуляции экспрессии генов. Метилювання ДНК, геномний импринтинг. Гормональная регуляция экспрессии генов. Контроль на уровне трансляции и посттрансляционных процессов.

Тема 6. Организация геномов неклеточных и клеточных организмов (семинарское занятие).

Организация генома неклеточных организмов и прокариот. Организация геному вирусов. Понятие о лизогенном и литическом циклы вирусов. Особенности геному и жизненного цикла ретровирусов. Геном бактерий. Плазмиды.

Тема 7. Организация генома эукариот. Современные представления о геноме человека. Уникальная, умеренная- и высокоповторяемая ДНК. Гены, которые кодируют полипептиды, РНК. Мультигенни семейства. Суперсемейства генов и их продукты. Псевдогены. Транспозони. Рассеянные и тандемные повторы. Мини- и микросателитная ДНК. Внеядерная наследственность. Митохондриальный геном.

Контроль усвоения содержательного модуля 1.

Смысловой модуль 2. Молекулярные основы наследственных заболеваний.

Конкретные цели:

• Классифицировать формы изменчивости как фундаментального свойства живой материи.

• Классифицировать виды мутационной изменчивости.

• Объяснять молекулярные механизмы действия определенных мутагенных факторов и методов исследования мутагенной активности.

• Трактовать механизмы действия антимтутагенов.

• Объяснять значение мутаций и мутагенных факторов (мутагенов) разной природы в возникновении хромосомных и моногенных болезней человека.

• Сделать вывод о роли факторов регуляции митотического цикла в онтогенезе.

• Усвоить основные механизмы апоптоза.

Тема 8. Молекулярные механизмы генных, хромосомных и геномных мутаций (семинарское занятие).

Мутационная изменчивость у человека. Молекулярные механизмы генных мутаций. Классификация генных мутаций. Понятие о моногенных наследственных болезнях. Молекулярные и цитологические механизмы хромосомных мутаций. Современные методы изучения кариотипа человека: дифференциальная расцветка, FISH-метод и др. Классификация мутаций за причинами возникновения. Мутагенные факторы, методы определения мутагенной активности веществ. Антимутагенез. Генеративные и соматические мутации.

Тема 9. Регуляция клеточного цикла. Апоптоз.

Митотический цикл и его регуляция. Роль циклинов и циклин-зависимых киназ. Принципы передачи митогенного сигнала. Роль факторов роста, интегринов и кадгеринов. Контрольные точки митотического цикла. Апоптоз.

Тема 10. Онкогенетика Генетические механизмы канцерогенеза. Общая характеристика генов, которые принимают участие в канцерогенезе: вирусный онкоген, протоонкогены, гены-супрессоры опухолей, гены-мутаторы. Канцерогенные факторы.

Смысловой модуль 3. Современные вопросы генных технологий

Конкретные цели:

Трактовать современные методы изучения геному человека.

Интерпретировать значение молекулярно генетических методов для диагностики наследственных и инфекционных болезней, в судебной медицине.

Трактовать значение генной инженерии и биотехнологии в медицине.

• Трактовать значение метода клонирования для биологии и медицины.

Тема 11. Исследование нуклеиновых кислот. Методы ДНК-диагностики (семинарское занятие).

Методы исследования нуклеиновых кислот. Методы выделения ДНК с растительных и животных тканей и ее очистки. Ферменты, которые используются для генно инженерных исследований. Рестриктази. Зонды ДНК. Электрофорез ДНК. Идентификация фрагментов ДНК и РНК методами гибридизации. Саузерн-, Нозерн-, Вестерн-блоттинг. Клонирование фрагментов нуклеиновых кислот in vitro. Полимеразная цепная реакция. Секвенирование ДНК.

Методы ДНК-диагностики. Показы для ДНК-диагностики. Прямые и непрямые методы. Чипы ДНК. Молекулярно генетические методы исследования в судебной медицине.

Тема 12. Методы генной инженерии (семинарское занятие). Понятие о генной инженерии. Рекомбинантние ДНК, принципы их конструирования. Клонирование фрагментов нуклеиновых кислот in vivo. Определение понятия вектора в биологии. Векторы: плазмиды, бактериофаги, космиды, искусственные хромосомы. Методы поиска специфических рекомбинантных ДНК. Геномные ДНК-библиотеки, библиотеки кДНК.

Тема 13. Трансгенные организмы. Принцип конструирования трансгенных организмов. Трансгенные бактерии. Главные направления применения в народном хозяйстве и медицине. Рекомбинантные лекарственные препараты. Трансгенные растения. Главные направления использования трансгенных растений. Трансгенные животные как модели заболеваний и биореакторы. Проблемы экологической безопасности.

Генная терапия. Принципы генной терапии. Генотерапия эх vivo и in vivo. Вирусные и невирусные векторы в генотерапии. Перспективы и ограничения генной терапии. Генные вакцины. Генная терапия в онкологии.