Методы и объекты генетического анализа

УТВЕРЖДАЮ
Зав. кафедрой молекулярной
биологии и генетики,
д.м.н._______________ Топорков А.В.
протокол № 1 от «28» августа 2015 г.
Календарно - тематический план лекций по дисциплине «Методы и
объекты генетического анализа»
студентов III курса направления подготовки
«Биология» (профиль Генетика)
на 2015 - 2016 учебный год
(четверг 1440-1620., актовый зал противочумного института, ул. Голубинская, 7)
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
1Название
лекций и их 2краткое
Дата
содержание
3.09.2015г.
Генетический анализ на организменном уровне.
1
Первый и второй законы Менделя . Краткая история
генетики. Основные понятия генетики. Генетика как наука
о наследственности и изменчивости. Методы генетики.
Моногибридное скрещивание. Первый и второй законы
Менделя2.
10.09.2015г.
Третий закон Менделя. Взаимодействие генов. Закон
независимого комбинирования признаков при дигибридном
и полигибридном скрещивании. Взаимодействие аллельных
генов. Взаимодействие неаллельных генов.
17.09.2015г.
Хромосомная теория наследственности.
Притяжение и отталкивание генов. Закон Моргана. Частота
кроссинговера и линейное расположение генов в
хромосоме. Одинарный и множественный перекресты
хромосом. Интерференция.
24.09.2015г.
Наследование пола. Наследование признаков,
сцепленных с полом. Отличия хромосомного набора самца
от хромосомного набора самки. Аутосомы и половые
хромосомы. Гомогаметный и гетерогаметный пол.
Партеногенез. Закономерности наследования признаков,
сцепленных с полом.
1.10.2015г.
Генеалогический анализ.
Правила составления и оформления родословных.
Основные признаки родословных при различных типах
наследования. Основные типы наследования моногенных
болезней. Аутосомно-доминантный тип наследования.
Аутосомно-рецессивный тип наследования. Хдоминантный тип наследования. Х-рецессивный тип
наследования. Псевдодоминантный тип наследования. Yсцепленное наследование.
Ф.И.О.
лектора
Савченко
С.С.
Савченко
С.С.
Савченко
С.С.
Савченко
С.С.
Савченко
С.С.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
Близнецовый метод генетического анализа. Анализ
наследственной обусловленности признаков.
Взаимоотношения между генотипом и внешней средой.
Методологические основы близнецового метода.
Сравнение моно- и дизиготных близнецов. Понятия
конкордантности и дискордантности.
Оценка относительной роли наследственности и
факторов среды в развитии отдельных признаков.
Принципы составления близнецовой выборки. Определение
типа зиготности. Оценка результатов сопоставления
близнецовых пар. Вычисление коэффициентов
наследуемости и влияния среды по формуле Хольцингера.
Методы и объекты генетического анализа на клеточном
уровне. Хромосомный уровень организации
наследственного материала. Закономерности
наследственности и изменчивости на уровне клетки и
субклеточных структур. Гетероплоидии и хромосомные
перестройки в соматических клетках человека.
Характеристики кариотипа. Анализ кариотипа человека.
Метод гибридизации соматических клеток.
Особенности соматических клеток. Гибридные клетки.
Гетерокарионы и синкарионы. Закономерности
элиминирования хромосом
одного из видов. Локализация гена в хромосоме.
Флюоресцентная гибридизация in situ.
Детекция и определение положения специфической
последовательности ДНК на метафазных хромосомах или в
интерфазных ядрах in situ.
FISH для выявления специфических мРНК в образце ткани.
FISH для установления пространственно-временных
особенности экспрессии генов в клетках и тканях.
Молекулярно-генетические методы анализа. Методы
идентификации и выделения отдельных генетических
детерминант. Направления молекулярно-генетического
анализа. Основные группы методов. Ферменты для
молекулярно-генетических экспериментов.
Метод гель-электрофореза для фракционирования
нуклеиновых кислот. Факторы, влияющие на скорость
миграции ДНК через гель при электрофорезе.
Горизонтальные и вертикальные типы
электрофоретических камер. Методы окрашивания ДНК в
геле. Электрофоретические маркеры.
Метод рестрикционного анализа нуклеиновых кислот.
Характеристика эндонуклеаз рестрикции. Классы
рестриктаз. Механизм действия рестриктаз.
Сайты рестрикции. Истинная и ложная изошизомерия.
Полимеразная цепная реакция. Принцип метода
полимеразной цепной реакции. Компоненты реакционной
смеси. Циклический температурный режим. Эффект
8.10.2015г.
Савченко
С.С.
15.10.2015г.
Савченко
С.С.
22.10.2015г.
Савченко
С.С.
29.10.2015г.
Савченко
С.С.
05.11.2015г.
Савченко
С.С.
12.11.2015г.
Савченко
С.С.
19.11.2015г.
Савченко
С.С.
26.11.2014г.
Савченко
С.С.
3.12.2015г.
Савченко
С.С.
15.
16.
17.
18.
"плато". Cтадии постановки ПЦР. Контроль за
прохождением реакции амплификации. Методы детекции
результатов ПЦР.
Методы секвенирования нуклеиновых кислот.
Секвенирование ДНК по Сенгеру. Метод "терминаторов" и
"плюс-минус" метод. Секвенирование ДНК по Максаму и
Гилберту: метод химической деградации.
Пиросеквенирование. Секвенирование с использованием
нанопор.
Анализ данных секвенирования. Генетические базы
данных. Поиск гомологов полученых нуклеотидных
последовательностей и их аннотирование. Анализ данных
массового параллельного секвенирования. Поиск
нуклеотидных последовательностей в сети Интернет.
Форматы данных. Алгоритмы поиска гомологов с
использованием генетических баз данных.
Генетический анализ на уровне популяций. Вид и его
критерии.
Структура и критерии вида, борьба за существование,
естественный отбор и видообразование.
Приспособленность организмов и ее относительный
характер. Пути достижения биологического прогресса.
Понятия популяции и генофонда.
Филогенетический анализ.
Генетические дистанции. Коэффициенты генетического
подобия. Кластерный анализ. Решение типовых задач.
15.12.2015г.
Савченко
С.С.
17.12.2015г.
Савченко
С.С.
24.12.2015г.
Савченко
С.С.
31.12.2015г.
Савченко
С.С.
УТВЕРЖДАЮ
Зав. кафедрой молекулярной
биологии и генетики,
д.м.н._______________ Топорков А.В.
протокол № 01 от «28» августа 2015 г.
Календарно - тематический план лабораторных и семинарских занятий
по дисциплине «Методы и объекты генетического анализа»
студентов III курса направления подготовки
«Биология» (профиль Генетика)
на 2015 - 2016 учебный год
(суббота 1440-1650., ауд. №14 противочумного института, ул. Голубинская, 7)
№
п/п
1.
2.
3.
1Название
тем лабораторных и семинарских
занятий, их 2краткое содержание
Генетический анализ на организменном уровне.
Первый и второй законы Менделя1. Краткая
история генетики. Основные понятия генетики.
Генетика как наука о наследственности и
изменчивости. Методы генетики. Моногибридное
скрещивание. Первый и второй законы Менделя2.
Гибридологический анализ. Правила оформления
задач на скрещивания. Решетка Пеннета. Решение
задач: моногибридное скрещивание, полное
доминирование.
Третий закон Менделя. Взаимодействие генов.
Закон независимого комбинирования признаков при
дигибридном и полигибридном скрещивании.
Взаимодействие аллельных генов. Взаимодействие
неаллельных генов.
Взаимодействие генов.
Ди- и полигибридное скрещивание, решение задач.
Полное доминирование по всем парам аллелей.
Неполное доминирование по всем парам аллелей.
Кодоминирование по всем парам аллелей. Полное
доминирование по одной паре аллелей и
кодоминирование по второй паре аллелей.
Хромосомная теория наследственности.
Притяжение и отталкивание генов. Закон Моргана.
Частота кроссинговера и линейное расположение
генов в хромосоме. Одинарный и множественный
перекресты хромосом. Интерференция.
Сцепленное наследование признаков.
Вид
занятия
Дата
СЗ
05.09.15
ЛЗ
СЗ
12.09.15
ЛЗ
СЗ
ЛЗ
19.09.15
4.
5.
6.
Решение задач на сцепленное наследование
признаков и кроссинговер. Определение частоты
кроссинговера между сцепленными генами по
результатам анализирующего скрещивания.
Наследование пола. Наследование признаков,
сцепленных с полом. Отличия хромосомного
набора самца от хромосомного набора самки.
Аутосомы и половые хромосомы. Гомогаметный и
гетерогаметный пол. Партеногенез. Закономерности
наследования признаков, сцепленных с полом.
Закономерности наследования признаков,
связанных с полом.
Решение типовых задач. Признаки, сцепленные с
полом. Голандрические и
гологеническиме признаки. Признаки, частично
сцепленные с полом. Зависимые от пола признаки.
Генеалогический анализ.
Правила составления и оформления родословных.
Основные признаки родословных при различных
типах наследования.
Составление и анализ родословных.
Построение родословного древа.
Изучение родословных на основе менделевских
законов наследования и установление характера
наследования признака. Решение типовых задач.
Основные типы наследования моногенных
болезней. Аутосомно-доминантный тип
наследования. Аутосомно-рецессивный тип
наследования. Х-доминантный тип наследования. Хрецессивный тип наследования.
Псевдодоминантный тип наследования. Yсцепленное наследование.
Близнецовый метод генетического анализа.
Анализ наследственной обусловленности
признаков. Взаимоотношения между генотипом и
внешней средой. Методологические основы
близнецового метода. Сравнение моно- и
дизиготных близнецов. Понятия конкордантности и
дискордантности.
Оценка относительной роли наследственности и
факторов среды в развитии отдельных
признаков. Принципы составления близнецовой
выборки. Определение типа зиготности. Оценка
результатов сопоставления близнецовых пар.
Вычисление коэффициентов наследуемости и
СЗ
26.09.15
ЛЗ
СЗ
03.10.15
ЛЗ
СЗ
10.10.15
ЛЗ
7.
8.
9.
10.
влияния среды по формуле Хольцингера. Решение
типовых задач.
Итоговое занятие «методы и объекты
генетического анализа на организменном
уровне».
Решение типовых и ситуационных задач на
организменном уровне генетического анализа.
Методы и объекты генетического анализа на
клеточном уровне. Хромосомный уровень
организации наследственного материала.
Закономерности наследственности и изменчивости
на уровне клетки и субклеточных структур.
Гетероплоидии и хромосомные перестройки в
соматических клетках человека. Характеристики
кариотипа. Анализ кариотипа человека.
Методы окраски хромосом. Рутинная окраска
хромосом. Методы дифференциального
окрашивания. Методы селективного окрашивания
конститутивного гетерохроматина, активных
ядрышкобразующих районов, центромерных и
теломерных районов. Методы дифференциального
окрашивания эухроматиновых районов хромосом.
Анализ морфологии и количества хромосом.
Метод гибридизации соматических клеток.
Особенности соматических клеток. Гибридные
клетки. Гетерокарионы и синкарионы.
Закономерности элиминирования хромосом
одного из видов. Локализация гена в хромосоме.
Метод гибридизации соматических клеток.
Использование метода гибридизации соматических
клеток для изучения механизмов первичного
действия генов и их взаимодействия. Установление
места гена на хромосоме. Исследование
сверхизменчивых ДНК в клетках.
Флюоресцентная гибридизация in situ.
Детекция и определение положения специфической
последовательности ДНК на метафазных
хромосомах или в интерфазных ядрах in situ.
FISH для выявления специфических мРНК в образце
ткани. FISH для установления пространственновременных особенности экспрессии генов в клетках
и тканях.
ДНК-зонды для флюоресцентной гибридизации
in situ.
Методы прямого и непрямого мечения. Локус-
17.10.15
ЛЗ
СЗ
24.10.15
ЛЗ
СЗ
31.10.15
ЛЗ
СЗ
07.11.15
ЛЗ
11.
12.
13.
14.
специфичные зонды. Альфоидные или
центромерные зонды-повторы. Зонды на всю
хромосому. Процедура гибридизации.
Конструирование зондов.
Молекулярно-генетические методы анализа.
Методы идентификации и выделения отдельных
генетических детерминант. Направления
молекулярно-генетического анализа. Основные
группы методов. Ферменты для молекулярногенетических экспериментов.
Методы молекулярно-генетического анализа,
основанные на физических свойствах ДНК.
Методы, основанные на гибридизации нуклеиновых
кислот. Методы, основанные на денатурации
нуклеиновых кислот. Метод плазмидного анализа.
Метод гель-электрофореза для
фракционирования нуклеиновых кислот.
Факторы, влияющие на скорость миграции ДНК
через гель при электрофорезе. Горизонтальные и
вертикальные типы электрофоретических камер.
Методы окрашивания ДНК в геле.
Электрофоретические маркеры.
Моделирование электрофореза и анализ
электрофоретических паттернов.
Рассчет параметров электрофореза. Эмуляция
электрофореза с использованием компьютерных
программ. Вычисление размера молекул ДНК на
основании электрофоретической подвижности.
Метод рестрикционного анализа нуклеиновых
кислот. Характеристика эндонуклеаз рестрикции.
Классы рестриктаз. Механизм действия рестриктаз.
Сайты рестрикции. Истинная и ложная
изошизомерия.
Рестрикционное картирование ДНК.
Подбор ферментов рестрикции. Построение
рестрикционных карт ДНК на основе анализа
электрофореграмм с использованием двух
ферментов. Решение типовых задач.
Полимеразная цепная реакция. Принцип метода
полимеразной цепной реакции. Компоненты
реакционной смеси. Циклический температурный
режим. Эффект "плато". Cтадии постановки ПЦР.
Контроль за прохождением реакции амплификации.
Методы детекции результатов ПЦР.
Конструирование олигонуклеотидных
СЗ
14.11.15
ЛЗ
СЗ
21.11.15
ЛЗ
СЗ
28.11.15
ЛЗ
СЗ
ЛЗ
05.12.15
15.
16.
17.
праймеров и зондов для ПЦР.
Основные принципы подбора праймеров. Выбор
ДНК-мишеней. Проверка олигонуклеотидов.
Методы секвенирования нуклеиновых кислот.
Секвенирование ДНК по Сенгеру. Метод
"терминаторов" и "плюс-минус" метод.
Секвенирование ДНК по Максаму и Гилберту:
метод химической деградации.
Пиросеквенирование. Секвенирование с
использованием нанопор.
Анализ данных секвенирования. Поиск гомологов
полученых нуклеотидных последовательностей и их
аннотирование. Анализ данных массового
параллельного секвенирования.
Итоговое занятие «методы и объекты
генетического анализа на молекулярном
уровне».
Генетические базы данных.
Поиск нуклеотидных последовательностей в сети
Интернет. Форматы данных. Алгоритмы поиска
гомологов с использованием генетических баз
данных.
Генетический анализ на уровне популяций. Вид
и его критерии.
Структура и критерии вида, борьба за
существование, естественный отбор и
видообразование. Приспособленность организмов и
ее относительный характер. Пути достижения
биологического прогресса. Понятия популяции и
генофонда.
СЗ
12.12.15
ЛЗ
19.12.15
ЛЗ
СЗ
26.12.15
Генетика популяций. Закон Г. Харди и В. Вайнберга.
Оценка частот генов и приспособленности генотипов.
Основные параметры распределения
количественных признаков в популяциях. Решение
ЛЗ
типовых задач.
18.
Итоговое занятие «методы и объекты
генетического анализа на клеточном и
популяционном уровнях».
Итоговое тестирование.
Филогенетический анализ.
Генетические дистанции. Коэффициенты
генетического подобия. Кластерный анализ.
Решение типовых задач.
Итоговое тестирование. Контроль уровня
сформированности компетентности.
16.01.16
ЛЗ