Структура и содержание дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 академических часов.
| № п/п | Раздел дисциплины | Семестр | Неделя семестра | Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах) | Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Форма промежуточной аттестации (по семестрам) | |||
| Лекции | - | CHC | КСРС | |||||
| 1 | Ферменты генетической инженерии. | 8 | 1 | 2 | 1 | 1 | ||
| 2 | Общие принципы клонирования генов. | 8 | 2,3 | 4 | 1 | 1 | ||
| 3 | Генно-инженерная система грамотрицательной бактерии E . coli. | 8 | 4, 5, 6, 7 | 8 | 3 | 15 | домашнее задание | |
| 4 | Генетическая инженерия грамположительной бактерии B . subtilis. | 8 | 8,9 | 4 | 1 | 1 | ||
| 5 | Генно-инженерная система дрожжей S . cerevisiae. | 8 | 10,11 | 4 | 1 | 1 | ||
| 6 | Генетическая инженерия культивируемых клеток животных. | 8 | 12,13 | 4 | 2 | 2 | ||
| 7 | Трансгенные животные и растения. | 8 | 14 | 2 | 3 | 15 | домашнее задание | |
| 8 | Подготовка к экзамену | 8 | 32 | 2 | Экзамен | |||
| Итого | 28 | 44 | 36 | |||||
Рабочий план.
Тема 1. ФЕРМЕНТЫ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНЖЕНЕРИИ.
Эндонуклеазы рестрикции (рестриктазы). Изменчивость фага l, контролируемая хозяином. Рестрикция-модификация фаговой ДНК в бактериальных клетках. Классификация ферментов рестрикции. Участок узнавания (сайт) эндонуклеазы рестрикции на молекуле ДНК. Липкие и тупые концы фрагментов ДНК, генерируемые эндонуклеазами рестрикции. Изошизомеры. Методы поиска штаммов, продуцирующих эндонуклеазы рестрикции.
|
|
|
ДНК-лигазы E . coli и фага Т4. ДНК-полимераза I E . coli, ее ферментативные активности. Фрагмент Кленова ДНК-полимеразы I. Метод репарации, направляемой праймером. Taq полимераза. Полимеразная цепная реакция. Концевая дезоксинуклеотидил трансфераза (терминальная трансфераза). РНК-зависимая ДНК-полимераза (обратная транскриптаза, ревертаза). Нуклеаза Bal31.
Тема 2. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ КЛОНИРОВАНИЯ ГЕНОВ
Методы конструирования гибридных (рекомбинантных) молекул ДНК (рекДНК). Коннекторный и рестриктазно-лигазный методы. Линкерные молекулы и их использование при конструировании рекДНК. Применение полимеразной цепной реакции в извлечении и клонировании фрагментов ДНК.
Векторные молекулы ДНК. Требования, предъявляемые к молекулярному вектору. Понятия о клонирующих, интегративных и экспрессирующих молекулярных векторах.
Введение молекул ДНК в клетки. Компетентность клеток физиологическая и индуцированная. Трансфекция. Трансформация генетическая. Биохимические и физические методы трансфекции /трансформации.
Методы отбора гибридных клонов бактериальных клеток. Фенотипическая система селекции. Функциональная комплементация мутаций. Гибридизация нуклеиновых кислот in situ. Радиоиммуноанализ белков in situ.
|
|
|
Тема 3. ГЕННО-ИНЖЕНЕРНАЯ СИСТЕМА ГРАМОТРИЦАТЕЛЬНОЙ БАКТЕРИИ Escherichia coli
Методы введения плазмидных и фаговых молекул ДНК в клетки E . coli. Получение сферопластов. Индукция компетентности клеток. Упаковка ДНК фага лямбда in vitro. Электропорация.
МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ВЕКТОРЫ E . coli.
Клонирующие плазмидные векторы. ColE1-, pSC101-, pUR-производные.
Клонирующие векторы на основе ДНК нитевидных фагов. Создание фага M13mp2 и его производных. Преимущества и недостатки векторных нитевидных фагов.
Векторы на основе ДНК фага лямбда. Векторы внедрения или замещения. Емкость фаговых векторов. Селекция гибридных фагов.
Космиды. Создание библиотек и энциклопедий генов.
Векторные плазмиды, обеспечивающие прямой отбор гибридных ДНК. Векторы, обеспечивающие экспрессию клонированных нуклеотидных последовательностей в клетках E . coli. Разработка векторов E . coli, детерминирующих секрецию чужеродных белков.
ПОДХОДЫ К ДОСТИЖЕНИЮ ПОВЫШЕННОЙ ПРОДУКЦИИ БЕЛКОВ, КОДИРУЕМЫХ КЛОНИРОВАННЫМИ ГЕНАМИ. Эффект дозы гена в экспериментах по молекулярному клонированию. Влияние на уровень экспрессии клонированных генов эффективности их транскрипции. Организация бактериальных промоторов. Сила промотора. Эффективность трансляции матричных РНК. Частота встречаемости кодонов в составе матричных РНК. Структура участка связывания рибосом с мРНК. Использование штаммов E . coli с пониженной активностью нуклеаз и протеаз. Оптимизация условий культивирования гибридных штаммов. Тельца включения.
|
|
|
ЭКСПРЕССИЯ КЛОНИРОВАННЫХ ЭУКАРИОТИЧЕСКИХ ГЕНОВ В КЛЕТКАХ E . coli. Сравнительный анализ организации генетического аппарата прокариот и эукариот. Возможность экспрессии хромосомных эукариотических генов в бактериальных клетках. Клонирование ДНК-копий матричных РНК и изучение их экспрессии. Клонирование химико-ферментативно синтезированных эукариотических генов. Создание белков с гибридными свойствами. Иммунотоксины. Искусственные иммуногены. Фаговый дисплей.
СТАБИЛЬНОСТЬ ВНЕХРОМОСОМНЫХ МОЛЕКУЛ ДНК В КЛЕТКАХ E . coli . Влияние условий культивирования клеток на поддержание плазмид. Структура молекулы ДНК и ее стабильность в клетке. Повторяющиеся последовательности. par-локус. Связь копийности плазмид со стабильностью их наследования.
|
|
|
Тема 4. ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНЖЕНЕРИЯ ГРАМПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ БАКТЕРИИ Bacillus subtilis
Трансформация клеток бацилл хромосомной ДНК. Плазмидная трансформация компетентных клеток B . subtilis. Введение плазмид в протопласты бацилл.
Клонирующие векторы B . subtilis на основе плазмид Staphylococcus. Механизм репликации плазмид Staphylococcus . Челночные векторные плазмиды, реплицирующиеся как в B . subtilis, так и в E . coli.
Некоторые особенности строения и экспрессии генов бактерий рода Bacillus по сравнению с генами E . coli. Экспрессия в клетках бацилл клонированных генов. Секреция из клеток бацилл чужеродных белков. Молекулярные векторы экспрессии-секреции клеток бацилл. Стабильность плазмид в клетках B . subtilis. Перспективы использования создаваемых штаммов-продуцентов бацилл в биотехнологии.
Тема 5. ГЕННО-ИНЖЕНЕРНАЯ СИСТЕМА ДРОЖЖЕЙ Saccharomyces cerevisiae
Генетическая организация дрожжей-сахаромицетов. Плазмиды дрожжей 2мкм (Scp1) и 3мкм, их молекулярно-генетическая структура. Плазмидная трансформация клеток дрожжей. Получение сферопластов. Индукция компетентности клеток дрожжей.
Векторные молекулы дрожжей-сахаромицетов. Векторы интеграции (YIp-типа). Клонирующие векторы (YEp-, YRp- и YCp-типа), их сравнительные характеристики. Метод клонирования последовательностей ДНК, обеспечивающих репликацию гибридных плазмид в клетках дрожжей.
Стабильность гибридных молекул ДНК в клетках дрожжей. Метод клонирования центромерных областей дрожжевых хромосом. Клонирование генов в клетках дрожжей. Секреция чужеродных белков из дрожжевых клеток. Генно-инженерные субъединичные вакцины, продуцируемые клетками дрожжей.
Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 206; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!