Характеристика дисциплины
|
Распределение часов по видам
занятий
|
лекции
|
практ/лабор/сем
|
срсп
|
срс
|
15
|
15/15
|
11,25
|
105
|
Формируемые результаты обучения по дисциплине
|
Знание и понимание основ молекулярной биотехнологии, общебиологических закономерностей организации и выражения генетической информации в различных организмах, перспектив создания новых микробных продуцентов биологически активных веществ, трансгенных животных и растений
|
Цель дисциплины
|
освещение современного состояния методологии клеточной и молекулярной биоинженерии
|
Задачи дисциплины
|
дать знания об общих принципах и методах биоинженерии, векторной системе бактерий, достижении повышенной продукции белков, кодируемых генами.
|
В результате обучения должен
|
|
знание и понимание:
|
основ молекулярной биотехнологии
|
применение знаний и понимания:
|
в биотехнологических исследованиях и производстве
|
формирование суждений:
|
в современных проблемах молекулярной биотехнологии
|
коммуникативные способности:
|
в основных направлениях, проблемах развития молекулярной биотехнологии
|
Навыки обучения или способности к учебе:
|
использовать полученные знания для повышения теоретической подготовки, применять знания в практической деятельности.
|
Пререквезиты
|
Биохимия, биотехнология растений, биотехнология микроорганизмов, молекулярная биология
|
Постреквезиты
|
клеточная биотехнология, белковая инженерия, генетическая инженерия, биотехнология микроорганизмов
|
Содержание дисциплины
|
№
п/п
|
Наименование темы
|
Количество часов
|
Литература
|
|
Лекции:
|
15
|
|
1
|
Основы молекулярной биотехнологии
|
1
|
[10], стр. 13–23
|
2
|
Биологические системы, использующиеся в молекулярной биотехнологии
|
1
|
[10], стр. 24–28
|
3
|
ДНК, РНК и синтез белка
|
1
|
[10], стр. 29–49
|
4
|
Технология рекомбинантных ДНК
|
1
|
[10], стр. 50–79
|
5
|
Химический синтез, определение нуклеотидной последовательности и амплификация ДНК
|
1
|
[10], стр. 80–104
|
6
|
Направленный мутагенез и генная инженерия белков
|
1
|
[10], стр.158–176
|
7
|
Молекулярная диагностика
|
1
|
[10], стр. 181–203
|
8
|
Микробиологическое производство лекарственных средств
|
1
|
[10], стр. 204–226
|
9
|
Вакцины
|
1
|
[10], стр. 227–246
|
10
|
Использование рекомбинантных микроорганизмов для получения коммерческих продуктов
|
1
|
[10], стр. 247–274
|
11
|
Промышленный синтез белков при участии рекомбинантных микроорганизмов
|
1
|
[10], стр. 349–369
|
12
|
Генная инженерия растений
|
1
|
[10], стр. 373–416
|
13
|
Трансгенные животные
|
1
|
[10], стр. 418–441
|
14
|
Молекулярная генетика человека
|
1
|
[10], стр. 442–482
|
15
|
Генная терапия
|
1
|
[10], стр. 483–513
|
|
Практические/лабораторные/семинарские
|
15
|
|
1
|
Основы молекулярной биотехнологии
|
1
|
[10], стр. 13–23
|
2
|
Биологические системы, использующиеся в молекулярной биотехнологии. Прокариоты и эукариоты. Escherichia coli. Saccharomyces cerevisiae. Культуры эукариотических клеток.
|
1
|
[10], стр. 24–28
|
3
|
ДНК, РНК и синтез белка. Структура ДНК. Репликация. Расшифровка генетической информации: РНК и белок. Трансляция. Регуляция транскрипции у бактерий. Регуляция транскрипции у эукариот.
|
1
|
[10], стр. 29–49
|
4
|
Технология рекомбинантных ДНК. Рестрицирующие эндонуклеазы. Плазмидные векторы. Плазмидный вектор pBR322. Трансформация и отбор. Скрининг с помощью гибридизации. Иммунологический скрининг. Скрининг по активности белка. Клонирование структурных генов эукариот.
|
1
|
[10], стр. 50–79
|
5
|
Химический синтез, определение нуклеотидной последовательности и амплификация ДНК. Фосфорамидитный метод химического синтеза ДНК. Применение синтезированных олигонуклеотидов. Синтез генов.
Методы секвенирования ДНК. Дидезоксинуклеотидный метод секвенирования ДНК
|
1
|
[10], стр. 80–104
|
6
|
Направленный мутагенез и генная инженерия белков.
Генная инженерия белков.
Образование дополнительных дисульфидных связей. Замена аспарагина на другие аминокислоты
Уменьшение числа свободных сульфгидрильных групп. Повышение ферментативной активности
Изменение потребности ферментов в металлических кофакторах. Изменение специфичности фермента. Повышение стабильности и специфичности фермента.
|
1
|
[10], стр.158–176
|
7
|
Молекулярная диагностика. Методы иммунодиагностики. Ферментный иммуносорбентный анализ.
Моноклональные антитела. Образование и отбор гибридных клеток.
Идентификация гибридных клеточных линий, секретирующих специфические антитела
Системы ДНК-диагностики. Гибридизационные зонды
|
1
|
[10], стр. 181–203
|
8
|
Микробиологическое производство лекарственных средств. Лекарственные препараты.
Выделение кДНК интерферонов. Интерфероны человека, полученные методом генной инженерии. Гормон роста человека, полученный методом генной инженерии.
Оптимизация генной экспрессии. Ферменты. ДНКаза I. Альгинат-лиаза.
Моноклональные антитела как лекарственные средства. Структура и функции антител.
Профилактика отторжения трансплантированных органов.
Лекарственные вещества, связанные с моноклональными антителами.
Моноклональные антитела человека.
Гибридные моноклональные антитела человека и мыши.
Производство антител с помощью Е. coli.
|
1
|
[10], стр. 204–226
|
9
|
Вакцины. Субъединичные вакцины. Противогерпетические вакцины. Противоящурные вакцины. Противотуберкулезные вакцины. Пептидные вакцины.
Генная иммунизация. Аттенуированные вакцины.
Противохолерные вакцины. Противосальмонеллезные вакцины. Противолейшманиозные вакцины.
«Векторные» вакцины
|
1
|
[10], стр. 227–246
|
10
|
Использование рекомбинантных микроорганизмов для получения коммерческих продуктов. Эндонуклеазы рестрикции.
Малые биологические молекулы.
Синтез L-аскорбиновой кислоты.
Синтез индиго.
Синтез аминокислот.
Антибиотики.
Клонирование генов биосинтеза антибиотиков.
Синтез новых антибиотиков.
Разработка новых методов получения поликетидных антибиотиков.
Усовершенствование производства антибиотиков.
|
1
|
[10], стр. 247–274
|
11
|
Промышленный синтез белков при участии рекомбинантных микроорганизмов.
Рост микроорганизмов. Периодическая культура
Периодическая культура с добавлением субстрата.
Непрерывная культура.
Повышение эффективности ферментации.
Культуры с высокой плотностью.
Биореакторы.
|
1
|
[10], стр. 349–369
|
12
|
Генная инженерия растений. Трансформация растений Ті-плазмидой из Agrobacterium tumefaciens. Векторные системы на основе Ті-плазмид. Физические методы переноса генов в растительные клетки. Бомбардировка микрочастицами. Применение репортерных генов при трансформации клеток растений.
Эксперименты по экспрессии чужеродных генов в растениях.
Выделение различных промоторов и их использование.
Введение чужеродных генов в хлоропластную ДНК.
Получение трансгенных растений, не содержащих маркерных генов.
|
1
|
[10], стр. 373–416
|
13
|
Трансгенные животные.
Трансгенные мыши: методология. Использование ретровирусных векторов. Метод микроинъекций ДНК.
Использование модифицированных эмбриональных стволовых клеток.
Клонирование с помошью переноса ядра.
Перенос генов с помощью искусственных дрожжевых хромосом.
|
1
|
[10], стр. 418–441
|
14
|
Молекулярная генетика человека.
Генетическое сцепление и картирование генов.
Обнаружение и оценка генетического сцепления у человека.
Анализ сцепления методом максимального правдоподобия: логарифм соотношения шансов (лод-балл).
Построение генетических карт хромосом человека.
Генетический полиморфизм.
Полиморфизм длины рестрикционных фрагментов.
Полиморфизм коротких тандемных повторов.
Картирование локуса генетического заболевания в определенном районе хромосомы.
Построение мультилокусных хромосомных карт человека.
Локализация гена заболевания на карте сцепления.
Картирование с использованием радиационных гибридов.
Физическое картирование генома человека.
Транскрипционное картирование
Клонирование генов заболеваний человека
Выявление мутаций в генах человека
Функциональное картирование
Кандидатное картирование
Позиционное картирование
Позиционно-кандидатное картирование
Программа «Геном человека»
|
1
|
[10], стр. 442–482
|
15
|
Генная терапия.
Генная терапия ex vivo.
Генная терапия in vivo.
Вирусные системы доставки генов.
Ретровирусные векторы.
Аденовирусные векторы.
Векторы на основе аденоассоциированных вирусов.
Векторы на основе вируса простого герпеса.
Невирусные системы доставки генов.
Активация предшественника лекарственного вещества («пролекарства»).
Лекарственные средства на основе олигонуклеотидов.
Синтез «антисмысловых» мРНК in vivo
«Антисмысловые» олигонуклеотиды как лекарственные средства
Олигонуклеотиды, связывающиеся с белками: антитромбиновый аптамер
Рибозимы как лекарственные средства
Коррекция генетических дефектов с помощью олигонуклеотидов
|
1
|
[10], стр. 483–513
|
|
|
