Document 318864

Государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ставропольский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Кафедра физики, математики и биотехнологии
УТВЕРЖДАЮ:
Заведующий кафедрой физики,
математики и биотехнологии
___________________________Е.И. Дискаева
31 августа 2015 г
МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВНЕАУДИТОРНОЙ РАБОТЫ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
«Современные проблемы генной инженерии»
Направление подготовки 19.03.01 - Биотехнология
Профиль подготовки – Технология лекарственных препаратов
Квалификация (степень) «бакалавр»
Форма обучения - очная
г. Ставрополь
2015 г.
3
1. Вопросы, выносящиеся на самостоятельное изучение
(внеаудиторная работа)
№
Наименование разделов
Виды
Коды
раздела (тем) дисциплины
самостоятельной формируемых
(темы)
работы
компетеницй
1.
ОК-1, ПК-1,
Раздел 1. Основы протеомики
ПК-8
с
1. Проблемы современной 1. Работа
литературным
протеомики.
и
2. Протеомика, как часть
источниками
дисциплины.
2.
Ответы
на
3. Белки
и
их
контрольные
взаимодействия в живых
вопросы
организмах.
3. Выполнение
Кол-во
часов
2
творческих
заданий
4. Подготовка
докладов,
сообщений
5. Ответы
на
тесты
2.
Раздел 2. Молекулярная диагностика
1. Топология репликации.
Проблемы денатурации
ДНК матрицы. Геликазы.
Топоизомеразы.
Современная
схема
репликации ДНК E. Сoli.
2. Особенности
репликации
ДНК
эукариот.
Полирепликонность.
Проблема
репликации
концов
линейных
молекул.
3. Репарация.
Причины
ошибок при синтезе
ДНК. Этапы проверки
точности синтеза ДНК.
Основные
репарабельные
повреждения в ДНК и
принципы
их
устранения.
Апуринизация.
Дезаминирование.
Тиминовые димеры
4. Общая характеристика
гистонов. Четыре уровня
компактизации
ДНК.
ОК-1, ПК-1,
ПК-8
35
1. Работа
с
литературным
и
источниками
2. Ответы
на
контрольные
вопросы
3. Выполнение
творческих
заданий
4. Подготовка
докладов,
сообщений
5. Ответы
на
тесты
4
5.
6.
7.
3.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Классификация генов в
геноме. Основы метода
ренатурации ДНК.
Быстрые
повторы.
Умеренные
повторы.
Уникальные
гены.
Классификация генов.
Нестабильность генома.
Обратная транскрипция.
Классы
мобильных
генетических элементов.
IS- элементы.
Tn-транспозоны.
Умеренные
фаги.
Эффекты, вызываемые
мобильными
элементами.
Молекулярные основы
канцерогенеза.
ОК-1, ПК-1,
Раздел 3. Генная инженерия и ее
ПК-8
инструменты
с
Использование вирусов 1. Работа
литературным
для переноса генов в
и
растения.
Типы
источниками
генетических библиотек.
на
Анализ
генетических 2. Ответы
контрольные
библиотек.
вопросы
Микроорганизмы,
3. Выполнение
используемые
в
творческих
генетической
заданий
инженерии. Взаимосвязи 4. Подготовка
вектор-хозяин.
докладов,
сообщени
Экспрессия
и
5.
Ответы
на
повышенная продукция
тесты
рекомбинантных белков
в микробных клетках.
Проблемы
гетерологичной
экспрессии.
Причины
возможной
неидентичности генноинженерных белков и их
природных аналогов.
Конструирование in vivo
гибридных
вирусов
простого герпеса.
Разработка
живых
вакцин
на
основе
герпесвирусов животных
HSV-ампликоны.
Генетическая
35
5
организация дрожжейсахаромицетов.
7. Плазмиды. Плазмидная
трансформация клеток
дрожжей. Молекулярные
векторы Saccharomyces
cerevisiae.
8. Экспрессирующие
векторные системы S.
Cerevisiae.
9. Секреция чужеродных
белков из клеток S. Сerevisiae.
10. Продукция чужеродных
белков S. Cerevisiae.
Двухгибридная система
дрожжей.
11. Коринеформные
бактерии.
Проблемы
синтеза в бактериях
эукариотических белков.
12. Микроорганизмы,
используемые
в
генетической
инженерии.
13. Методы
сайтнаправленного
мутагенеза.
Методы
определения
нуклеотидной
последовательности
ДНК.
14. Клонирование
и
идентификация
клонированных ДНК.
15. Определение
нуклеотидной
последовательности по
Максему-Гилберту,
Сэнджеру.
2. Библиотечно-информационные ресурсы
2.1. Литература
Основная:
1. Биотехиология [Электронный ресурс]: учеб. в 2 т. / Под ред. В.Н. Ярыгина – М:
ГЭОТАР-Медиа,
2013.
–
560
с.
–
Режим
доступа:
http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785970426418.html (ЭБС «КнигаФонд»)Биология [Текст] : учеб. для вузов : в 2 т. / под ред. В. Н. Ярыгина. – М.: ГЭОТАР-Медиа,
2012. Т. 1. - 736 с., Т. 2. - 560 с. – 240 экз.
6
2. Биология. Современный курс. 3-е изд., испр. и доп [Электронный ресурс] / Под ред.
А.Ф. Никитина. – СПб.: СпецЛит, 2008. – 494 с. – Режим доступа:
http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785299003741.html
3. Пехов А.П. Биология. Медицинская биология, генетика и паразитология [Электронный
ресурс]: учеб. / А.П. Пехов – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. – 664 с. – Режим доступа:
http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785970414132.html
Пехов, А.П. Биология: медицинская биология,генетика и паразитология [Текст] :учеб. /
А.П. Пехов. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. - 656 с. – 138 экз.
Дополнительная:
1. Иванова Е.П. Основы микробиологии и биотехнологии [Электронный ресурс]: учеб.
пособие / Е.П. Иванова, Т.Е. Дроздова, Н.А. Кустова – Издательство Московского
государственного открытого университета, 2010. – 91 с. – Режим доступа:
http://www.knigafund.ru/books/148912 (ЭБС «КнигаФонд»)
2. Шкаликов В.А. Иммунитет растений [Электронный ресурс] / В.А. Шкаликов, Ю.Т.
Дьяков, А.Н. Смирнов и др.; под ред. Проф. В.А. Шкаликова. – М.: КолосС, 2005. – 190
с. – Режим доступа: http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN5953203284.html
3. Иммунитет растений [Электронный ресурс] / В.А. Шкаликов, Ю.Т. Дьяков, А.Н.
Смирнов и др.; под ред. Проф. В.А. Шкаликова. – М.: КолосС, 2005. – 190 с. – Режим
доступа: http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN5953203284.html
4. Жимулев И.Ф Общая и молекулярная генетика [Электронный ресурс]: учеб. пособие /
И. Ф. Жимулев – Издательство: Сибирское университетское издательство, 2007. – 480
с. – Режим доступа: http://www.knigafund.ru/books/18890 (ЭБС «КнигаФонд»)
5. Мутовин Г.Р. Клиническая генетика. Геномика и протеомика наследственной
патологии [Электронный ресурс]: учеб. пособие / Г.Р. Мутовин – М.: ГЭОТАР-Медиа,
2010.
–832
с.
–
Режим
доступа:
http://www.studentlibrary.ru/book/ISBN9785970411520.html
2.2. Базы данных, справочные и поисковые системы, Интернет-ресурсы,
ссылки
ЭЛЕКТРОННЫЕ РЕСУРСЫ УДАЛЕННОГО ДОСТУПА (INTERNET)
Порталы
Энциклопедия [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://dic.academic.ru/ –
Медицинская энциклопедия [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://znaiu.ru/ . –
Загл. с экрана (дата обращения: 13.05.2014).
Каталог файлов. Лекции по биологии [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://oadk.at.ua/load/shpargalka/lekcii_po_biologii/geneticheskaja_inzhenerija/56-1-0-1815. –
Загл. с экрана (дата обращения: 17.03.2014).
Научно-образовательный портал [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://www.textronica.com/. – Загл. с экрана (дата обращения: 5.06.2014).
Научно-образовательный портал [Электронный ресурс]. Режим свободного доступа:
http://www.t-generation.ru/. – Загл. с экрана (дата обращения: 01.06.2014).
Научно-образовательный портал [Электронный ресурс]. – Режим доступа свободный
http://www.vevivi.ru/. Загл. с экрана (дата обращения: 1.05.2014).
Сайты
Сайт по биологии. – Режим доступа свободный: http://bioenc.ru/21-puti-gen-inzhenerii/384ekologicheskie-problemy-geneticheskoj-inzhenerii.
– Загл. с экрана (дата обращения:
11.06.2014).
Сайт по генетике. – Режим доступа свободный: http://genetics.prep74.ru/refers.htm. – Загл. с
7
экрана (дата обращения: 11.06.2014).
Книги
Щелкунов С.Н. Генетическая инженерия [Электронный ресурс]. – Режим доступа
свободный:
http://medulka.ru/biologiya-genetika-parazitologiya-citologiya/geneticheskayainjeneriya. – Загл. с экрана (дата обращения: 7.07.2014).
В.Н. Рыбчин. Основы генетической инженерии, 2002[Электронный ресурс]. – Режим
доступа свободный: http://mexalib.com/view/5634. – Загл. с экрана (дата обращения:
3.06.2014).
3. Образцы тестов и заданий для проведения текущего контроля,
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины, а также для
контроля самостоятельной работы студента по отдельным разделам
дисциплины.
Задание 1 – на выбор одного или нескольких правильных ответов.
Какие ферменты необходимы для конструирования рекомбинантных ДНК:
1) рестриктазы; 2) ДНК-лигазы; 3) инвертазы; 4) гидроксилазы
Какая из перечисленных технологий является основой генетической инженерии:
1) создание рекомбинантных ДНК;
2) выделение ДНК из организмов;
3) расщепление ДНК на фрагменты;
4) выделение хромосом;
5) получение плазмид;
Первая рекомбинантная ДНК была получена в
1) 1956 г. 2) 1972 г.
3) 1983 г. 4) 2002 г.
Первую рекомбинантную ДНК получил
1) П. Берг 2) Д. Уотсон
3) Ф. Сэнжер 4) Ф. Мишер
Формальной датой рождения генной инженерии считают
1) 1955 г. 2) 1932 г.
3) 1972 г. 4) 2000 г
Активное развитие технологии клеточной инженерии приходится на
1) 30-е годы 20 в. 2) 50-е годы 20 в.
3) 70-е годы 20 в. 4) конец 19 века.
К векторам, используемым для конструирования рекомбинантных ДНК,
относятся:
1) плазмиды 2) бактерии 3) вирусы 4) дрожжи 5) лигазы
Какая из перечисленных технологий является основой генетической инженерии:
1) создание рекомбинантных ДНК
2) выделение ДНК из организмов
3) расщепление ДНК на фрагменты
8
4) выделение хромосом
5) получение плазмид
Какие ферменты необходимы для конструирования рекомбинантных ДНК
1) рестриктазы 2) ДНК-лигазы
3) инвертазы 4) гидроксилазы
Культура изолированных тканей растений представлена
1) меристематическими тканями
2) каллусными тканями
3) паренхимными тканями
4) опухолевыми тканями
Культура изолированных клеток и тканей может быть использована
1) для получения вторичных метаболитов
2) для хлебопечения
3) для клонального микроразмножения растений
4) для производства синтетических волокон
Специальным методом, применяемым при культивировании одиночных клеток
Является:
1) метод гибридизации
2) метод трансформации
3) метод ткани-«няньки»
4) метод центрифугирования
Задание 2 – на соответствие
Установите соответствие между процессами транскрипции и трансляции и
образующимися в результате этих процессов соединениями. Ответ приведите в виде
буквы и соответствующей ей цифры.
Тип процесса
А. Транскрипция
Б. Трансляция
Образующиеся соединения:
1. Аминокислоты
2. ДНК
3. РНК
4. Жиры
5. Углеводы
6. Белки
Установите соответствие между направлением современной биотехнологии и его
биологической основой. Ответ приведите в виде буквы и соответствующей ей цифры.
Направление биотехнологии:
А. Клеточная инженерия
Б. Генетическая инженерия
Биологическая основа:
1. Основана на получении гибридных молекул ДНК и введении этих молекул в клетки
других организмов
2. Основана на изучении биологических особенностей клеток и внедрении компьютерных
методов контроля технологических решений, позволяющих максимально реализовать
полезные свойства клеток
9
Задание 3 – на выбор правильной последовательности
Укажите правильную последовательность реакций, происходящую при синтезе белка в
дрожжевой клетке. Используйте данные слова и словосочетания:
– инициация транскрипции
– удаление интронов
– транскрипция
– трансляция
– аберрация
– сплайсинг
4. Примерные темы рефератов
1. Строение и физико-химические свойства ДНК
2. Характеристика В-формы спирали ДНК
3. Альтернативные формы двойной спирали ДНК
4. Характеристика Z-формы ДНК и ее биологическое значение
5. Суперспирализация ДНК
6. Характеристика ДНК-полимераз E. Coli
7. Характеристика ДНК-полимераз эукариот
8. Секвенирование
9. Экологические риски генной инженерии
10. Биоэтические проблемы генной инженерии
11. Достижения генной инженерии в биотехнологиии
12. Преимущества генной инженерии
13. Преимущества микроклонального размножения растений
14. Медицинские риски использования доситижений генной инженерии
15. Социально-экономические риски генной инженерии
5. Перечень вопросов для самопроверки
1. История возникновения и развития протеомики
2. Современные методы секвенирования ДНК (секвенаторы II и III поколения, их
возможности и области применения)
3. Вычислительные и экспериментальные подходы к идентификации генов в геномных
последовательностях и определению их функций
4. Синтетическая геномика: достижения и возможности
5. Технология синтезирования искусственных генов Современные методы исследования
генома
6. Постгеномные подходы к биологическим исследованиям
7. Суть электрофореза в полиакриламидном геле в присутствии додецилсульфата натрия
8. Двумерный электрофорез, сочетающий разделение белков по молекулярной массе и
по изоэлектрической точке
9. Иммуноблоттинг (вестерн-блоттинг)
10. Принципы и методы анализа протеома
11. Технологии, основанные на индикации белков и других биомолекул
12. Подходы к анализу структурно-функциональной организации белковых молекул
13. Белковая инженерия стабильности
14. Определение полных нуклеотидных последовательностей
15. Построение рестрикционных карт ДНК
16. Методы секвенирования фрагментов ДНК
17. Амплификация фрагментов ДНК с помощью метода полимеразной цепной реакции
10
18. Характеристика метода ПЦР и его основные стадии
19. Использование ПЦР в диагностике наследственных заболеваний
20. Генная дактилоскопия
21. Методы рекомбинантных ДНК и культивирования изолированных тканей и клеток
22. Инструменты генетической инженерии
23. Классификации белковых семейств
24. Структурная, функциональная и прикладная протеомика
25. Предсказание функции белков Принципы и методы анализа протеома
26. Масс-спектрометрия в анализе протеома
27. Геноцентричность
28. Рентгеновская кристаллография и ядерно-магнитный резонанс
29. Генетическая паспортизация населения – новая технология профилактики и
реабилитации в медицине
30. Методы молекулярно-генетической диагностики Диагностика с использованием метода
Fluorescence in situ Hybridization
31. Диагностика с использованием биологических микрочипов Методическое обеспечение
современной генной инженерии
32. Современные подходы моделирования структуры и функции белков
33. Методы конструирования гибридных молекул ДНК in vitro
34. Принципы конструирования векторов
35. Клонирование генов
36. Векторные системы, применяемые для клонирования в клетках прокариот и эукариот
37. Векторные системы, применяемые при молекулярном клонировании в клетках
прокариот
38. Типы векторов: плазмидные и фаговые векторы природного и искусственного
происхождения
39. Экспрессия чужеродной генетической информации в клетках бактерий, дрожжей,
растений и животных
40. Введение молекул ДНК в клетки млекопитающих
41. Использование вирусных геномов в качестве векторов для введения генетической
информации в клетки животных
42. Генетическая трансформация клеток млекопитающих
43. Создание трансгенных растений
44. Метод прямого введения трансгена в растения
45. Методы синтезирования в растения чужеродных белков медицинского назначения
Критерии оценки итоговой формы контроля – экзамен
Оценка уровня освоения общекультурных и профессиональных компетенций
ФГОС в результате реализации дисциплины проводится на основе Положения о балльнорейтинговой системе, утвержденном на кафедре, который предусматривает учет:
1) посещаемости лекций и практических занятий;
2) выполнения заданий для самостоятельной работы – написание и защиты реферата и
выполнение контрольных заданий;
3) результатов устного опроса по вопросам для проверки выполнения самостоятельной
работы.
Разработчик:
Доц. кафедры физики, математики
и биотехнологии СтГМУ, к.б.н
__________________ Т.М. Чурилова
11
12