Геномика и протеомика - Учебно

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
«УТВЕРЖДАЮ»:
Проректор по учебной работе
_______________________ /Волосникова Л.М./
__________ _____________ 2013г.
ГЕНОМИКА И ПРОТЕОМИКА
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов специальности 020501.65.
Биоинженерия и биоинформатика, очной формы обучения.
«ПОДГОТОВЛЕНО К ИЗДАНИЮ»:
Автор (ы) работы _____________________________/Петухова Г.А./
«______»___________2013г.
Рассмотрено на заседании кафедры экологии и генетики 25 марта 2013 г. № протокола12
Соответствует требованиям к содержанию, структуре и оформлению.
«РЕКОМЕНДОВАНО К ЭЛЕКТРОННОМУ ИЗДАНИЮ»:
Объем 11 стр.
Зав. кафедрой ______________________________/Пак И.В./
«25» марта 2013 г.
Рассмотрено на заседании УМК биологического факультета 28 марта 2013 г. № протокола 3
Соответствует ФГОС ВПО и учебному плану образовательной программы.
«СОГЛАСОВАНО»:
Председатель УМК ________________________/Мелентьева А.А./
28 марта 2013г.
«СОГЛАСОВАНО»:
И.О. зав. методическим отделом УМУ_____________/Федорова С.А./
«______»_____________2013 г.
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт биологии
Кафедра экологии и генетики
Петухова Г.А.
ГЕНОМИКА И ПРОТЕОМИКА
Учебно-методический комплекс. Рабочая программа
для студентов специальности 020501.65
Биоинженерия и биоинформатика, очной формы обучения.
Тюменский государственный университет
2013
Петухова Г.А. Геномика и протеомика. Учебно-методический
комплекс. Рабочая программа для студентов специальности 020501.65 Биоинженерия и биоинформатика, очной формы обучения. Тюмень,2013 15стр.
Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС
ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю
подготовки.
Рабочая программа дисциплины (модуля) опубликована на сайте
ТюмГУ:Геномика и протеомика. [электронный ресурс] / Режим доступа:
http://www.umk3.utmn.ru., свободный.
Рекомендовано к изданию кафедрой экологии и генетики. Утверждено
проректором по учебной работе Тюменского государственного университета.
ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: заведующий
генетики, д.б.н. Пак Ирина Владимировна
© Тюменский государственный университет, 2013.
© Петухова Г.А., 2013.
кафедрой
экологии
и
1. Пояснительная записка.
1.1.Цели и задачи дисциплины
Целью дисциплины «Геномика и протеомика» является получение базовых знаний
о структуре и функционировании генома, о научных и прикладных аспектах
использовании молекулярной генетики.
В процессе изучения дисциплины специалисты решают следующие задачи: в
систематизированной форме усваивают основы молекулярных процессов в клетках;
принципы секвенирования геномов; основных молекулярно-генетических маркерах;
основные принципы структурной и функциональной геномики; основы протеомики и
метаболомики.
Учебно-методический комплекс «Геномика и протеомика» соответствует требованиям
федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального
образования.
1.2. Место дисциплины в структуре ООП специалитета
Дисциплина «Геномика и протеомика» относится к циклу С. Профессиональный цикл:
базовая общепрофессиональная часть. Она логически и содержательно-методически
взаимосвязана с дисциплинами Б.1. Гуманитарного, социального и экономического цикла:
базовой частью и Б.3. Профессионального цикла: базовой (общепрофессиональной)
частью: экономикой; биологией размножения и развития; микробиологией, физиологией
человека и животных, генетикой и селекцией, биохимией и молекулярной биологией. Для
успешного освоения дисциплины необходимы базовые знания по генетике, биологии
размножения и развития, микробиологии, физиологии, биохимии, умение к
биометрической обработке материала, владение компьютерными статистическими
программами. Для успешного освоения данной дисциплины необходимо предшествующее
изучение следующих модулей:
биологии размножения и развития, цитологии и
гистологии; физиологии человека и животных, генетики и селекции, биохимии и
молекулярной биологии.
1.3. Компетенции выпускника ООП специалитета, формируемые в
результате освоения данной ООП ВПО.
В результате освоения ООП специалитета выпускник должен обладать следующими
компетенциями:
- способен проводить производственно-технологическую деятельность в области
биоинженерии, биоинформатики и смежных дисциплин – ПК-2;
- способен заниматься преподавательской деятельностью в области биоинженерии и
биоинформатики и смежных дисцимплинах на основе знаний принципов педагогической
деятельностии умения формировать и излогать учебный материал – ПК-4;
- способен использовать основные биологические базы данных, в том числе
содержащих геномную, структурную и другую инеформацию, в научно-исследовательской
работе – ПК-13
- способен к овладению основными средствами анализа геномной, структурной и
другой биологической информацией – ПК-14;
- способен получать и грамотно использовать информацию, накопленную в базах
данных по структуре гекномов, белков и другой биологеской информацией –ПК-19;
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
 Знать: основы молекулярной генетики
 Уметь: демонстрировать базовые представления по молекулярной генетике,
применять их на практике, критически анализировать полученную
информацию и представлять результаты исследований.

Владеть: навыками к научно-исследовательской работе, преподаванию
молекулярной генетики, ведению дискуссии.
Карта компетенций дисциплины
Результаты обучения по уровням освоения
материала
минимальн
базовый
повышенный
ый
Компетенции
Формулиро Результ
вка
аты
компетенци обучени
и
яв
целом
ПК- способен
2
проводить
производст
веннотехнологич
ескую
деятельност
ь в области
биоинженер
ии,
биоинформ
атики и
смежных
дисциплин
ПК- способен
заниматься
4
преподават
ельской
Знает:
основн
ые
механиз
мы
биоинж
енерны
х
техноло
гий
Умеет:
оценива
ть
содержа
ние и
организ
ацию
геномно
й
информ
ации
Владеет
:метода
ми
секвени
рования
геномов
Знает:
основн
ые
этическ
Основные
постулаты
молекулярн
ой
генетики
Имеет
подробное
представлени
ео
содержании
и
организации
геномной
информации.
О вкладе
исследования
содержания и
организации
геномов
разных
организмов в
развитие
геномики и
протеомики
Проводить Вычленить
Проанализир
сравнитель вклад
овать
ные
больших
генетические
исследован фрагментов
карты,
ия
ДНК в ход
построенные
содержания секвенирован разеными
и
ия
методами и
организаци
сопоставить
и геномов
генетические
разных
и физические
организмов
карты
Основными Способность Навыками
методами
ю применять применения
проведен
навыки
контроля
иммунолог клонировани эксперименто
ическогшо я
вс
скринингая структурных рекомбинант
генов
ными ДНК
эукариот
О
Основные
Основные
экспрессии принципы
механизмы
генов и ее
классификац построения
основных
ии генов,
филогенетиче
Виды Оценочн
заняти
ые
й
средства
(лекци (тесты,
и,
творческ
практ
ие
ическ работы,
ие,
проекты
семин
и др.)
арские
,
лабор
аторн
ые)
Лекци Контрол
и
ьная
работа
Лекци
и
Творческ
ие
задания
Лекци
и
Тесты
Лекци
и
Контрол
ьная
работа
деятельност
ью в
области
биоинженер
ии и
биоинформ
атики и
смежных
дисциплина
х на основе
знаний
принципов
педагогичес
кой
деятельност
ии умения
формироват
ь и излогать
учебный
материал
ПК способен
-13 использоват
ь основные
биологичес
кие
базы
данных, в
том числе
содержащи
х
геномную,
структурну
ю и другую
инеформац
ию,
в
научноисследовате
льской
работе
ие
пробле
мы
проекта
«Геном
человек
а»
Умеет:
исследо
вать
вклад
генных
дуплика
ции и
«тасую
щихся»
экзонов
звеньях
Использоват
ь
полученные
знания для
выяснения
более тонких
генетических
корректиров
ок
формировани
я
генетической
структуры
Владеет Основными Способность
:основн понятиями ю применять
ыми
и
полученные
методам причинами знания для
и
формирова анализа
глубоко ния
факторов,
го
геномного
влияющих на
функци мутагенеза минимальны
онально
й геном,
го
необходимы
анализа
й для жизни
структу
ры
генов
Знает:
Основые
Основные
основн
понятия о
процессы
ые
теории
программы
процесс двумерный поиска
в
гельгомологии формир электрофор BLAST
овании еза и массспектромет
рии
Умеет:
анализи
ровать и
сравнив
ать
характе
ристики
геномов
Выявлять
основные
принципы
обнаружен
ия
отдельных
генов и
оценки их
функций
умеет
отличать
регуляторны
е
последовател
ьности
Демонстри
ровать
знания по
теории
минимальн
ого генома,
необходим
ого для
ского древа
Применять
Лекци
принципы
и
предсказания
функции
белка на
основании
нуклеотидной
последовател
ьности
Творческ
ие
задания
Навыками
изучения
формировани
я методик,
основанных
на знании
нуклеотидны
х
последовател
ьностей
других генов.
Лекци
и
Тесты
Особенности
баз белковых
доменов,
филогенетиче
ских
профилей,
fusion-белков,
анализа
ближайших
белковых
соседей
Демонстриро Применять
вать базовые принципы и
представлени закономернос
яо
ти
недостаткахк гомеостатиче
омпьютерны ской
х методов
регуляции
выяснения
генетической
Лекци
и
Контрол
ьная
работа
Лекци
и
Творческ
ие
задания
жизни
ПК
-14
функции
гена.
Владеет Основными Способность
:
терминами, ю вести
приема касающими дискуссию
ми
ся
по
проведе основных
актуальным
ния
перспектив вопросам
дискусс метаболом теории; чем
ий по ики
представлен
вопроса
транскиптом
м
происхо
ждения
и
эволюц
ии
эукарио
тическо
го
генома
способен к Знает:
Основые
Основные
овладению основн
понятия о
процессы
основными ые
теории
формировани
средствами методы тестирован я
анализа
гибриди ия
вариабельнос
геномной,
зации
синтении и ти генома
структурно соматич RHй и другой еских
картирован
биологичес клеток
ия
кой
Умеет:
Демонстри Демонстриро
информаци анализи ровать
вать базовые
ей
ровать
знания по
представлени
регулят теории
я о роли
орную, биоинформ
транскр атического
ибирую анализа
шуюся,
трансли
рующая
ся части
генома
Владеет Основными Способность
:
терминами, ю вести
приема касающими дискуссию
ми
ся основ
по
проведе функциона актуальным
ния
льной
вопросам
дискусс геномики
теории
ий по
прионных
вопроса
белков
м
строени
активности
Практически
ми навыками
применения
методов
оценки
преимуществ
молекулярны
х маркеров
Лекци
и
Презента
ции
и
доклады
Типы
вариабельнос
ти
последовател
ьности ДНК
Лекци
и
Контрол
ьная
работа
Применять
принципы и
закономернос
ти
построения
современных
технологий
получения
кДНКбиблиотек
Лекци
и
Творческ
ие
задания
Практически
ми навыками
применения
методов
весовой
матрицы.
Лекци
и
Презента
ции
и
доклады
ПК способен
-19 получать и
грамотно
использоват
ь
информаци
ю,
накопленну
ю в базах
данных по
структуре
геномов,
белков
и
другой
биологичес
кой
информаци
ей
я
и
функци
й
молекул
ярных
шаперо
нов
Знает:
основн
ые
процесс
в
формир
овании
совреме
нных
техноло
гий
получен
ия
кДНКбиблиот
ек
Умеет:
проводи
ть
компью
терный
анализ
транскр
ипции
локуса
Владеет
:
приема
ми
проведе
ния
дискусс
ий по
вопроса
м
происхо
ждения
и
эволюц
ии
генов,
геномов
Основые
понятия о
теории
поиска
антисенстранскрипт
ов
Демонстри
ровать
знания по
методам
разделения
белков
Основные
процессы
формировани
я генных
сетей
Демонстриро
вать базовые
представлени
я о уровнях
исследования
в
функциональ
ной
геномике.
Основными Способность
терминами, ю вести
касающими дискуссию
ся основ
по
протеомик актуальным
ии
вопросам
метаболом теории
ики
эксперимент
ального
мутагенеза с
использован
ием
трансгенных
животных
Основы
Лекци
геномной
и
медицины,
фармакогено
мики,
судебной
медицины,
эпидемиологи
ческойя
микробиолог
ии
Контрол
ьная
работа
Применять
принципы
предсказание
функции
белка на
основании
нуклеотидной
последовател
ьности.
Практически
ми навыками
применения
методов для
обнаружения
отдельных
генов и
оценки их
функций
Лекци
и
Творческ
ие
задания
Лекци
и
Презента
ции
и
доклады
2. Структура и трудоемкость дисциплины.
Семестр 8. Форма промежуточной аттестации экзамен.
дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.
Общая трудоемкость
Таблица 1.
3. Тематический план
2
4
5
3
Итого
часов
по
теме
Из
них в
интер
актив
ной
форм
е
7
8
9
Самостоятельн
ая работа*
Семинарские
(практические)
занятия*
1
Виды учебной работы и
самостоятельная работа,
в час.
Лекции*
Тема
недели семестра
№
6
Итого
баллов
Модуль 1.
1.
Введение
1
2
8
10
8
0-10
2.
Реализация информации генома
2
2
10
12
10
0-10
3.
Секвенирование геномов
3-4
4
12
16
14
0-10
4.
Проект «Геном человека».
5
2
10
12
10
0-10
10
40
50
42
0-40
6-7
4
6
10
8
0-10
8-9
4
6
10
8
0-10
1011
4
6
10
8
0-10
12
18
30
24
0-30
6
12
18
14
0-15
4
6
10
6
0-15
Всего
10
18
28
20
0-30
Итого (часов, баллов):
Из них в интерактивной форме
32
28
76
58
108
86
86
0-100
Всего
Модуль 2.
1.
2.
3.
Понятие о молекулярно-генетических
маркерах
Структурная
и
функциональная
геномика.
Сравнительная геномика
Всего
Модуль 3.
1.
Протеомика и метаболомика
2.
Будущее геномики
1214
1516
Таблица 2.
Модуль 1
1.Введение
2 Реализация
информации
генома
3.Секвениров
ание геномов
4. Проект
«Геном
человека».
Всего
Модуль 2
1. Понятие о
молекулярно
генетических
маркерах
2.Структурна
яи
функциональ
ная
геномика.
3.Сравнитель
ная геномика
Всего
Модуль 3
1.Протеомик
аи
метаболомик
а
2. Будущее
геномики
Всего
Итого
Информационн
ые системы и
технологии
другие формы
эссе
тест
Письменные работы
контрольная
работа
ответ на
семинаре
собеседование
Устный
опрос
реферат
№ темы
0-2
0-5
0-5
0-5
0-2
0-5
0-5
0-5
0-15
0-18
0-5
0-5
0-5
0-5
0-2
0-10
0-10
0-5
0-5
0-5
0-15
0-5
0-5
0-5
0-5
0-6
0-14
0-5
0-5
0-5
0-4
0-4
0-5
0-5
0-10
0-15
0-5
0-20
0-45
0-15
0-5
0-10
0-5
0-10
0-15
0-35
0-5
0-10
0-5
0- 5
Итого количество
баллов
Виды и формы оценочных средств в период текущего контроля
0-10
0-5
0-38
0-30
0-100
Таблица 3.
Планирование самостоятельной работы студентов
№
Модули и темы
Модуль 1
1.1
Введение
1.2
Реализация информации
генома
1.3
Секвенирование геномов
1.4
Проект «Геном человека».
Всего по модулю 1:
Модуль 2
2.1
Понятие о молекулярногенетических маркерах
2.2
Структурная
и
функциональная геномика.
2.3
Сравнительная геномика
Всего по модулю 2:
Модуль 3
3.1
Протеомика и метаболомика
Виды СРС
обязательные
дополнительные
Изучение
отдельных тем
(ответы
на
семинарах)
Выполнение
индивидуальных
заданий (эссе)
Изучение
отдельных тем
(ответы
на
семинарах)
Выполнение
индивидуальных
заданий
(рефератов),
Изучение
отдельных тем
(ответы
на
семинарах)
Выполнение
контрольных
работ.
Выполнение
индивидуальных
заданий
(библиографического списка)
Изучение
отдельных тем
(ответы
на
семинарах)
Неделя
семестра
Объем
часов
Кол-во
баллов
Работа с
литературой по
теме
1
8
0-10
Работа с
литературой по по
теме
2
10
0-10
Работа
литературой
теме
с
по
3
12
0-10
Работа
с
литературой по по
теме
4
10
0-10
4
Изучение
отдельных тем
(ответы
на
семинарах)
Выполнение
индивидуальных
заданий
(рефератов,
презентаций)
Изучение
отдельных тем
(ответы
на
семинарах)
Выполнение
индивидуальных
заданий
(эссе,
компьютерный
вариант
глоссариев)
Изучение
отдельных тем
(ответы
на
семинарах)
Работа с
литературой по
теме
5
6
0-10
Работа с
литературой по
теме
6
6
0-10
Работа с
литературой по
теме
7
6
0-10
18
0-30
3
Изучение
отдельных
(ответы
тем
на
0-40
40
Работа с
литературой по
теме
8
12
0-15
3.2
Будущее геномики
семинарах)
Выполнение
контрольных
работ.
Изучение
отдельных тем
(ответы
на
семинарах)
Выполнение
индивидуальных
заданий
(презентаций)
Выполнение
индивидуальных
заданий (эссе).
Всего по модулю 3:
ИТОГО:
Работа
литературой
теме
с
по
9
2
9
6
18
76
0-15
0-30
0-100
4. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№
п/п
1.
2.
3.
4.
5.
Наименование
обеспечиваемых
(последующих) дисциплин
Молекулярная генетика
Иммунология
Общая генетика
Биоинженерия
Молекулярные механизмы
стабильности и изменчивости
геномов
Темы дисциплины необходимые для изучения
обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1.1
1.2
1.3
2.1
2.2
3.1
3.2
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Содержание дисциплины.
1.Введение. Геномика – предыстория возникновения и направления исследований.
Основные положения классической генетики. Вклад генетики микроорганизмов.
Постулаты молекулярной генетики. Методы генной инженерии первого поколения.
Геномика, транскриптоника, протеомика. Содержание и организация геномной
информации.
2. Реализация информации генома. Обратная генетика (от гена – к признаку).
Сравнительные исследования содержания и организации геномов разных организмов
Распадающийся геном бактерии Mycobacterium leprae. Принципы построения
генетических карт. Двухфакторные и многофакторные скрещивания. Единицы измерения
расстояния между двумя маркерами. Недостатки генетических карт. Молекулярные
маркеры. Физические карты. Единицы измерения расстояния между двумя маркерами.
Сопоставление генетических и физических карт. Методы построения физических карт (
секвенирование ДНК, STS-картирование, FISH-анализ).
3. Секвенирование геномов. Стратегия секвенирования геномов. Векторы для
клонирования больших фрагментов ДНК. Векторы YAC, BAC, PAC. Сравнительная
характеристика векторов. Анализ больших фрагментов ДНК. "Прогулки" и "прыжки" по
хромосоме. Метод дробовика. Составление контигов. Проект Геном человека. SNPполиморфизмы. EST-последовательности. Сплайсинг. Биоинформатика. Базы данных.
Программное обеспечение. Технологии рекомбинантных ДНК. Рестрицирующие
эндонуклеазы. Плазмидные векторы. Трансформация и отбор. Создание геномных
библиотек. Типы генетических библиотек. Скрининг с помощью гибридизации.
Иммунологический скрининг. Скрининг по активности белка. Клонирование структурных
генов эукариот. Векторы для клонирования крупных фрагментов ДНК. Векторы на основе
5.
бактериофага λ. Космиды. Векторные системы для клонирования очень крупных
фрагментов ДНК. Контроль экспериментов с рекомбинантными ДНК. Химический синтез
ДНК. Применение синтезированных олгонуклеотидов. Синтез генов. Методы
секвенирования ДНК. Дидезоксинуклеотидный метод секвенирования. Автоматические
синтезаторы молекул ДНК.
4. Проект «Геном человека». Методы картирования генома Типы геномных карт
и их взаимоотношения. Методы картирования генома. Генетическое картирование.
Анализ сцепления. Метод гибридизации соматических клеток. Тестирование синтении.
RH-картирование. Физические карты низкого разрешения. Микродиссекция и жидкостная
сортировка. Гибридизация in situ, хромосомный пэйнтинг. Стратегии построения
физических карт высокого разрешения. Рестрикционные карты. Создание контигов.
Секвенирование.
5. Понятие о молекулярно-генетических маркерах . Вариабельность генома.
Мутации и полиморфизмы. Типы вариабельности последовательности ДНК. SNP,
микросателлиты, минисателлиты. Молекулярные маркеры, основанные на ПЦР.
Картирование с помощью молекулярно-генетических маркеров. Преимущества
молекулярных маркеров. ПДРФ-анализ, области применения. Генетический скрининг с
помощью ДНК-микрочипов. Аннотация последовательности. Распознавание генов.
Поиск
ОРС.
Классификация
генов.
Регуляторные
последовательности.
Биоинформатический анализ последовательности
6. Структурная и функциональная геномика. Особенности организации геномов
вирусов. Особенности организации геномов прокариот. Особенности организации
геномов эукариот. Структура генома человека. Повторы в геноме человека. Экспрессия
генов и ее основные звенья. Особенности процесса экспрессии генов. Факторы
транскрипции.Белки как результат генной экспрессии. Полиморфизм белков.Фолдинг
белка. Молекулярные шапероны.
Прионные белки. Функциональная геномика.
Регуляторная, транскрибируюшаяся, транслирующаяся части генома. Уровни
исследования в функциональной геномике. Биоинформатический анализ. Метод весовой
матрицы. Репортерные системы. Глубокий функциональный анализ. Сила промотора.
кДНК и EST-маркеры. Современные технологии получения кДНК-библиотек.
Компьютерный анализ транскрипции локуса. Метод дифференциального дисплея,
вычитающей гибридизации и др. SMART и Maraton- технологии. Проект RIKEN.
Компьютерный дифференциальный дисплей. Кластер UniGene. Нокаут генов. РНКинтерференция. Поиск антисенс-транскриптов. Микроэррей. ДНК-оригами. Чем
представлен транскиптом. Транслирующаяся часть генома. Сайзер. Генные сети.
7. Сравнительная геномика. Сравнение последовательностей. Ортологи. Паралоги.
Ксенологи. Направления исследований: теория и практика. Происхождение и эволюция
генов, геномов, организмов этногеномика, метагеномика и др. Геномная медицина,
фармакогеномика, судебная медицина, эпидемиологическая микробиология и др.
Минимальный геном, необходимый для жизни. Происхождение и эволюция
эукариотического генома. Генные дупликации и «тасующиеся» экзоны. Мультигенные
семейства. STR- маркеры. Филогенетические древа. Понятие о гаплотипе. Происхождение
и миграция человека. Распространение инфекций.
8. Протеомика и метаболомика Протеомика, разделы. Каталогизация белков. Атлас
белков человека. Методы разделения белков. Двумерный гель-электрофорез и массспектрометрия. Компьютерный анализ белков. Перспективы метаболомики. Основные
задачи функциональной геномики (понятие о протеоме, транскриптоне). Методы для
обнаружения отдельных генов и оценки их функций (in situ гибридизация, ДНКfootprinting, экспериментальный мутагенез, использование трансгенных животных, метод
нокаута).
Ортологичные и паралогичные гены Методы, основанные на знании
нуклеотидных последовательностей других генов. Предсказание функции белка на
основании нуклеотидной последовательности. Поиск гомологий. Ортологичные и
паралогичные гены. Программа поиска гомологии - BLAST. Другие методы сравнения
последовательнсотей (базы белковых доменов, филогенетический профиль, fusion-белки,
анализ ближайших соседей). Недостатки компьютерных методов выяснения функции
гена. Экспрессия гена и микрочипы. Геномный мутагенез. Сравнительная характеристика
геномов дрожжей Сравнительная характеристика геномом дрожжей (Saccharomyces
cerevisiae), червя (Caenorhabditis elegans), растений (Arabidopsis thaliana), плодовой мушки
(Drosophila melanogaster) и человека.
9. Будущее геномики Геномика для сельского хозяйства и биотехнологии.
Этические проблемы Геномика для медицины. Этические проблемы, связанные с
проектом Геном Человека.
6. Учебно - методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины (модуля).
I. Введение.
Тема эссе:
1. Какой вклад, на ваш взгляд, внесло изучение геномов вирусов в развитие геномики?
II. Реализация информации генома.
Темы рефератов:
1. Распадающийся геном бактерии Mycobacterium leprae
2. Принципы построения генетических карт.
3. Молекулярные маркеры.
III. Секвенирование геномов
Контрольная работа
1. Стратегия секвенирования геномов
2. Технологии рекомбинантных ДНК
3. Клонирование структурных генов эукариот..
Составление библиографического списка за последние 5 лет
(по журналу
«Генетика», реферативному журналу) по разделам:
1. Химический синтез ДНК.
2. Применение синтезированных олгонуклеотидов.
3. Синтез генов.
IV. Проект «Геном человека»..
Темы рефератов:
1. Типы геномных карт и их взаимоотношения.
2. Методы картирования генома.
3. Генетическое картирование.
Темы компьютерных презентаций
1.Хромосомный пэйнтинг.
2. Рестрикционные карты.
3. Создание контигов.
4. Секвенирование.
V. Понятие о молекулярно-генетических маркерах .
Подготовка компьютерного варианта глоссария
1. Микросателлиты,
2. Минисателлиты.
3. ДНК-микрочипы
VI. Структурная и функциональная геномика.
Контрольная работа
1. Особенности организации геномов вирусов.
2. Особенности организации геномов прокариот.
3. Особенности организации геномов эукариот.
4. Структура генома человека.
VII. Сравнительная геномика.
Тема эссе:
1.Ваше отношение к проблемам, решаемым гшеномной медицинойи фармакогеномикой.
Темы компьютерных презентаций:
1. Происхождение и эволюция эукариотического геном.
2. Генные дупликации и «тасующиеся» экзоны.
3. Филогенетические древа.
4. Происхождение и миграция человека. Распространение инфекций.
VIII. Протеомика и метаболомика
Контрольная работа
1.Каталогизация белков
2. Компьютерный анализ белков
3. Ортологичные и паралогичные гены.
IX. Будущее геномики
Темы компьютерных презентаций:
1. Этические проблемы
2. Геномика для медицины
7. Образовательные технологии.
По всем темам дисциплины использование мультимедийных средств обучения
(презентации). Использование проблемных и исследовательских методов при написании
рефератов. Проведение занятий в интерактивной форме по теме 2: конференция
«Реализация информации генома.», теме 4: проведение групповой дискуссии «Проект
«Геном человека».» и теме 6: «Структурная и функциональная геномика.», групповое
обсуждение презентаций, дискуссии по темам 4«Проект «Геном человека».» и 7
«Сравнительная геномика», собеседование в группе по теме 9 «Будущее геномики».
8.
Вопросы к зачету
1. Особенности организации геномов вирусов.
2. Особенности организации геномов прокариот
3. Особенности организации геномов эукариот
4. Структурва генома человека
5. Типы геномных карт и их взаимоотношения
6. Методы картирования генома
7. Генетическое картирование
8. Происхождение и эволюция эукариотического генома.
9. Генные дупликации и «тасующиеся» экзоны
10. Филогенетические древа
11. Каталогизация белков
12. Компьютерный анализ белков
13. Ортологические и паралогические гены
14. Хромосомный пэйтинг.
15. Рестрикционные карты
16. Создание контигов.
Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины.
9.1. Основная литература
1. Никольский В. И. Генетика. М.:Академия. 2010-256 с.
9.
2. Курчанов Н. А. Генетика человека с основами общей генетики, СПб: СпецЛит, 2010-64
с.:Оzon.,2006, 192 с.
9.2. Дополнительная литература:
3. Жимулев И. Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск: Издательство
Новосибирского университета, 2002. 459 с
4. Герасименко В.Г. Биотехнология. Киев. Выша школа. 1989.
5.Молекулярные и клеточные аспекты биотехнологии. Под ред. С.Г.Инге-Вечтомова.
6.Пак И.В.. Цой Р,М. Введение в биотехнологию. Тюмень: ТюмГУ. 2002
7. Щелкунов, С.Н. Генетическая инженерия. Новосибирск, 2004.
8. Общая генетика. Под редакцией С. Г. Инге-Вечтомова М.:Оzon.,2008, 124 с.
9.3. Программное обеспечение и Интернет – ресурсы:
1. www.msu-genetics.ru
2. www.rkm.kz/node/802
3. www.evolbiol.ru/rautian_epigen.htm
10. Технические
средства
дисциплины (модуля).
и
материально-техническое
обеспечение
Дисциплина обеспечена компьютерными презентациями, составленными автором,
видеофильмами. В институте имеется для проведения занятий 3 мультимедийные аудитории, есть
специализированные лаборатории: центр микроскопии (№ 408), оснащенный электронным
микроскопом LSM 510-мета, фазово-контрастным микроскопом Axioimager А1; лаборатория
молекулярной генетики (№ 309), оснащенная хроматографом ВСЖХ, ПЦР; лаборатория
популяционной генетики (№ 111), оснащенная приборами для проведения электрофореза и
цитогенетических исследований.