МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ИННОВАЦИОННЫЙ ЕВРАЗИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Научно-образовательный комплекс
по специальности 050701 «Биотехнология»
Рабочая УЧЕБНАЯ программа
по дисциплине «Генетическая инженерия»
для студентов 3 курса
специальности 050701 «Биотехнология»
ПАВЛОДАР 2009 год
УТВЕРЖДЕНО
Директор Инженерной Академии
д.вет.н., профессор____________ Е.Б. Никитин
“___” _______________ 2009г.
Автор: д.вет.н. профессор Е.Б. Никитин
к.вет.н. доцент Т.И. Урюмцева
Кафедра «Прикладная биотехнология»
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММАпо дисциплине
«Генетическая инженерия»
для студентов специальности 050701 «Биотехнология»
для очной формы обучения
на базе общего среднего образования
| Курс | 3 |
| Семестр | 6 |
| Лекции | 15 ч. |
| Лабораторные занятия | 30 ч. |
| СРСП | 30 ч. |
| СРС | 15 ч. |
| Курсовая работа | - |
| Форма контроля | экзамен |
Разработана на основании Каталога элективных дисциплин специальности 050701 «Биотехнология».
Рассмотрена на заседании кафедры «Прикладная биотехнология»
Протокол № ___ от ________ 2009 г.
Зав. кафедрой «Прикладная биотехнология»
к.т.н., профессор _____________ М.С. Омаров
Утверждена на заседании научно-методического совета Инженерной Академии и рекомендована к изданию
Протокол №___ от ________2009 г.
Председатель НМС ИА
к.т.н., профессор._____________ Е.К. Ордабаев
Согласовано:
Начальник ИМО
к.п.н., профессор.___________ Н.М..Ушакова
Сдано в медиатеку ИнЕУ __________________
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Цель курса «Генетическая инженерия» состоит в формировании у будущего специалиста-биотехнолога общего представления о получении клеток, обладающих высокой генеративной и биосинтетической способностями (в основном бактериальных), которые в промышленном масштабе могут продуцировать необходимые человеку вещества. Развитие генной инженерии создало принципиально новую основу для конструирования последовательности ДНК, необходимой в практической деятельности человека.
Задачи настоящего курса заключаются в том, чтобы вооружить будущих специалистов всесторонними и глубокими знаниями в области методов генетической инженерии.
По окончании изучения дисциплины «Генетическая инженерия» студент должен:
- знать общие положения и подходы генной инженерии, основные принципы получения рекомбинантных ДНК, практические аспекты генной инженерии
- уметь составлять схемы конструирования организмов на основе воссоединения фрагментов ДНК in vitro, определять конкретный ген, отвечающий за синтез того или иного белка в получении мутации.
- владеть методами генетического конструирования, к которым относятся мутагенез, гибридизация, конъюгация, трансдукция, трансформация и слияние протопластов.
Пререквизиты: органическая и биоорганическая химия, биохимия, общая и молекулярная генетика, микробиология и вирусология.
Постреквизиты: медицинская и ветеринарная биотехнология, экологическая биотехнология.
Содержание программы
| Кол-во модулей | № | Название темы | Вид занятия | Содержание занятия | Кол-во ча- сов |
| Модуль 1 | 1 | Предмет и задачи генетической инженерии | лекция | Предмет и задачи курса, связь с другими науками. Основные направления и перспективы развития современной науки. Краткий исторический обзор развития науки. Генная инженерия, как составная часть биотехнологии. Объекты генной инженерии. Состояние, проблемы, перспективы, практическое значение. Современный опыт трансгенных объектов для пищевой технологии. | 2 |
| 2 | ДНК, РНК и синтез белка | практи- ческое занятие | Принцип комплементарности ДНК. Структура ДНК. Характеристика структурных генов. Функция ДНК-полимеразы при репликации. Расшифровка генетической информации: РНК и белок. | 2 | |
| 3 | Разделы генетической инженерии и этапы их становления | СРСП | Генетическая роль ДНК. работы Жакоба в предыстории генетической инженерии. Этапы становления генетической инженерии. Разделы генетической инженерии. | 2 | |
| 4 | Разделы генетической инженерии | СРС | Содержание, этапы, «инструментарий», методы переноса генов в генной инженерии. Содержание, объекты и методы конструирования в геномной инженерии. | 2 | |
| 5 | Основные понятия генетики микроорганизмов. Мутагенез. | пркти- ческое занятие | Генетическая организация прокариот и эукариот. Характеристика Escherichia coli и Bacillus subtilis как наиболее широко используемые объекты изучения генетики микроорганизмов. Мутации как ценный инструмент в генетических и биохимических исследованиях. Спонтанные и индуцированные мутации. Правила при работе с мутагенами. Экспрессия мутаций. | 2 | |
| 6 | Ядерный аппарат | СРСП | Характеристика структур клетки, относящихся к ядерному аппарату. Характеристика хромосом. Центральный постулат молекулярной генетики, сформулированный Ф.Криком. | 2 | |
| 7 | Практические аспекты генной инженерии | лекция | Современные проблемы и основы практического использования достижений генной инженерии. Получение и опыт применения растительных генмодифицированных объектов. Свойства, влияние на качество пищевых систем и продуктов питания. | 2 | |
| 8 | Отбор мутантов | практи- ческое занятие | Сущность метода прямого отбора мутантов. Метод непрямого отбора мутантов. Отбор мутантов с использованием индикаторных сред. Характеристика индикаторных сред. Отбор мутантов и использованием метода отпечатков. Пенициллиновый метод обогащения мутантов. | 2 | |
| 9 | Ядерный аппарат (продолжение) | СРСП | Регуляция генетической экспрессии. Ответы микроорганизмов на регуляторные сигналы. Характеристика репрессоров и индукторов. Изменчивость микроорганизмов. | 2 | |
| 10 | Генетически модифицирован- ные продукты | СРС | Генмодифицированные микроорганизмы и клетки. Получения, свойства, применения. Характеристика и перспективы генмодифицированных клеток животного происхождения. | 2 | |
| 11 | Летальное и мутагенное действие ультрафиолетовых лучей на клетки Escherichia coli (1) | пркти- ческое занятие | Изучение летального и мутагенного действия ультрафиолетовых лучей на клетки Escherichia coli и определение зависимости выживаемости клеток и частоты мутаций по каждому гену от дозы облучения | 2 | |
| 12 | Особенности генома эукариот и прокариот | СРСП | Нехромосомные генетические элементы бактерий. Специфические эукариотические белки (гистоны, актин, тубулин, пептидные гормоны) и эукариотические органеллы (ядерную мембрану, митохондрии, 80S рибосомы, эндоплазматические мембраны, аппарат Гольджи, лизосомы). | 2 | |
| 13 | Ферменты, используемые в генной инженерии | лекция | Характеристика ферментов, применяемых при конструировании рекомбинантных ДНК: ферменты, с помощью которых получают фрагменты ДНК; ферменты, синтезирующие ДНК на матрице ДНК или РНК; ферменты, соединяющие фрагменты ДНК; ферменты, позволяющие осуществить изменение структуры концов фрагментов ДНК. | 2 | |
| 14 | Летальное и мутагенное действие ультрафиолетовых лучей на клетки Escherichia coli (2) | практи- ческое занятие | Методика определения количества жизнеспособных облученных клеток. Методика определения концентрации обратных мутантов. Построение кривых выживаемости в арифметической и логарифмической шкалах в зависимости от дозы облучения. Определение выживаемости и мутабильности для различных доз ультрафиолетовых лучей. | 2 | |
| 15 | Изменение генетического материала прокариот | СРСП | Механизмы восстановления повреждений ДНК. Изменение генетического материала. Механизм и типы модификационных изменений бактерий. | 2 | |
| 16 | Ферменты в генетической инженерии | СРС | Получение фрагментов ДНК при помощи рестриктаз; синтез ДНК на матрице ДНК при помощи полимераз или РНК при помощи обратных транскриптаз | 2 | |
| 17 | Выделение и идентификация ауксотрофных мутантов Escherichia coli (1) | пркти- ческое занятие | Характеристика ауксотрофных мутантов. Частота спонтанных и индуцированных мутаций. Методы обогащения для повышения относительного количества ауксотрофных мутантов. Приготовление селективных сред. Схема опыта по получению ауксотрофных мутантов. Определение летального эффекта нитозоэтилмочевины и пенициллина. | 2 | |
| 18 | Внехромосомные ДНК | СРСП | Характеристика митохондриальной ДНК, ДНК хлоропластов в клетках аэробных эукариот, двухмикронной ДНК у некоторых дрожжевых организмов и плазмид бактерий. | 2 | |
| 19 | Методы конструирования гибридных молекул ДНК | лекция | Векторная трансформация. Основные этапы создания трансгенных организмов. Понятие о векторе. Типы векторов, их конструирование. Схема опыта по генетической инженерии. | 2 | |
| 20 | Выделение и идентификация ауксотрофных мутантов Escherichia coli (2) | практи- ческое занятие | Истощение эндогенных запасов питательных веществ при инкубации обработанной мутагеном культуры на минимальных средах. Пенициллиновое обогащение культур, обработанных мутагеном. Определение летального действия мутагена и пенициллина. Определение содержания ауксотрофных мутантов. Комбинация ростовых веществ для идентификации ауксотрофов. | 2 | |
| 21 | Коллоквиум №1 | СРСП | Устный опрос. Выборочно: по темам практических занятий №№ 1-7; по темам лекций №№ 1-4; по темам СРСП №№ 1-6. | 2 | |
| 22 | Векторы, используемые в генетической инженерии | СРС | Этапы создания трансгенных организмов. Понятие о векторе. Типы векторов, их конструирование. Схема опыта по генетической инженерии. | 2 | |
| Модуль 2 | 23 | Постановка опытов конъюгации | пркти- ческое занятие | Механизмы, обуславливающие процесс конъюгации у бактерий. Постановка опыта конъюгации с целью передачи фрагмента хромосомы, содержащего ген leu, контролирующий синтез лейцина. Постановка опыта конъюгации с целью передачи R-плазмиды, контролирующей множественную устойчивость к антибиотикам. | 2 |
| 24 | Геном вирусов | СРСП | Структурная организация генома вируса. Использование минихромосомы для изучения организации и репликации ДНК. Способы увеличения информационной емкости вирусного генома. | 2 | |
| 25 | Секвенирование ДНК и экспрессия трансгенов | лекция | Секвенирование (определение нуклеотидной последовательности) ДНК. Гибридизация как высокочувствительный метод выявления специфических последовательностей нуклеотидов. Методы клонирования ДНК. Полимеразная цепная реакция. | 2 | |
| 26 | Конъюгация у Escherichia coli. Картирование генома по градиенту передачи маркеров | практи- ческое занятие | Методы генетического анализа у бактерий основанные на конъюгации. Характеристики штаммов Escherichia coli К-12 различающихся по резистентности к стрептомицину и зависимости от ростовых факторов. Схема постановки опыта по конъюгации. Анализ конъюгационного скрещивания по градиенту передачи маркеров донора рекомбинантам. | 2 | |
| 27 | Основные процессы, контролирующие наследственность и изменчивость | СРСП | Основные процессы, контролирующие наследственность и изменчивость вирусов. Генетические и негенетические взаимодействия между вирусами. Рестриктазы и физические карты вирусов. | 2 | |
| 28 | Генетические и негенетические взаимодействия вирусов | СРС | Множественная реактивация, рекомбинация, пересортировка генов, перекрестная реактивация, комплементация. Рестриктазы и физические карты вирусов. | 2 | |
| 29 | Изучение индуцированного химического мутагенеза с применением теста Эймса (1) | пркти- ческое занятие | Сущность проверки химического соединения на его канцерогенность, использование для этих целей мутантных штаммов бактерий, чрезвычайно чувствительных к мутагенам. Характеристика мутантов Эймса. Пищевые потребности мутантов Эймса. Дифференцировка ревертантов, появившихся в популяции клеток, подвергнутых действию проверяемого потенциального мутагена, от спонтанно образуемых ревертантов. Практическая значимость теста Эймса. | 2 | |
| 30 | Генетический контроль биосинтеза белка | СРСП | Моделирование первичной структуры белков. Аминокислоты, входящие в состав белков, и их условные обозначения. Графическое моделирование роли И-РНК как матрицы для синтеза белка. | 2 | |
| 31 | Генная инженерия животных | лекция | Основные направления и достижения генной инженерии животных. Трансгенные животные- биореакторы («биологические фабрики»). Трансгенные животные с выключенными генами (генный нокаут). Трансгенные животные как генетические модели наследственных заболеваний человека. | 2 | |
| 32 | Изучение индуцированного химического мутагенеза с применением теста Эймса (2) | практи- ческое занятие | Техника безопасности при работе с потенциальными канцерогенами. Техника приготовления минимального агара Эймса и полужидкого агара верхнего слоя Эймса в чашках Петри с минимальным содержанием гистидина. Использование в качестве контроля триптозного соевого агара. Общая схема проведения теста Эймса. Интерпретация результатов эксперимента по постановке теста Эймса. | 2 | |
| 33 | Операции на ДНК | СРСП | Операции на ДНК in vitro. Подготовка фрагментов ДНК для клонирования. Объединение фрагментов ДНК. Использование линкеров и адаптеров. Коннекторный метод. | 2 | |
| 34 | Синтез олигонуклеоти- дов и генов | СРС | Синтез линкеров, адаптеров, праймеров, промоторов химическим методом. Синтез генов и их фрагментов химико-ферментативным методом. | 2 | |
| 35 | Постановка опыта трансформации и специфической трансдукции | пркти- ческое занятие | Деление микроорганизмов на группы в зависимости от развития у них состояния компетентности. Характеристика электропорации. Выделение плазмидной ДНК из клеток E. coli. Получение компетентных клеток E. coli. Трансформация компетентных клеток E. coli. Постановка опыта трансформации. Постановка опыта специфической трансдукции. | 2 | |
| 36 | Генетическая инженерия в медицине и ветеринарии | СРСП | Использование достижений генетической инженерии в медицинской и ветеринарной практике. | 2 | |
| 37 | Генная инженерия растений | лекция | Истоки генной инженерии растений. Корончатые галлы. Агробактерии и растения. Методология генетической инженерии растений. Векторы на основе хлоропластной и митохондриальной ДНК. Преимущества и трудности использования растений как объекта для генно-инженерных исследований. Достижения и перспективы генной инженерии растений. | 3 | |
| 38 | Определение колициногенных факторов и колицинотипа | практи- ческое занятие | Общие свойства бактериальных плазмид. Биологическая роль плазмид. Основные механизмы, обеспечивающие стабильность плазмид. Методика определения колициногенных факторов. Методика определения колицинотипа. | 2 | |
| 39 | Генетическая инженерия в животноводстве | СРСП | Использование достижений генетической инженерии в животноводстве. | 2 | |
| 40 | Использование генетической инженерии в сельском хозяйстве | СРС | Трансгенные животные как генетические модели наследственных заболеваний человека. Преимущества и трудности использования растений как объекта для генно-инженерных исследований. | 3 | |
| 41 | Полимеразная цепная реакция | пркти- ческое занятие | Практическое применение полимеразной цепной реакции. Оборудование необходимое для постановки полимеразной цепной реакции. Полимеразная цепная реакция, как циклический процесс включающий в себя ряд стадий: тепловая денатурация исследуемой ДНК, отжиг праймеров на комплементарные участки двух антипараллельных цепей ДНК, процесс элонгации праймера из внесенных в реационную смесь дезоксинуклеозидтрифосфатов при участии ДНК-полимеразы. | 2 | |
| 42 | Генетическая инженерия в растениводстве | СРСП | Использование достижений генетической инженерии в растениводстве. | 2 | |
| 43 | Заключительное занятие | практи- ческое занятие | Подведение итогов по темам практических занятий, обозначение значимости методов генетической инженерии в различных направлениях биотехнологии. | 2 | |
| 44 | Коллоквиум №2 | СРСП | Устный опрос. Выборочно: по темам практических занятий №№ 8-15; по темам лекций №№ 5-7; по темам СРСП №№ 8-14. | 2 |
Итого: лекций – 15 ч.
практических занятий – 30 ч.
СРСП – 30 ч.
СРС – 15 ч.
Всего: 90 ч.
Задания на СРСП и график их выполнения
| № задания | Содержание задания | Форма контроля | Сроки сдачи |
| 1 | Разделы генетической инженерии и этапы их становления | устный опрос | 1 неделя семестра |
| 2 | Ядерный аппарат | устный опрос, тестирование | 2 неделя семестра |
| 3 | Ядерный аппарат (продолжение) | устный опрос, тестирование | 3 неделя семестра |
| 4 | Особенности генома эукариот и прокариот | тестирование | 4 неделя семестра |
| 5 | Изменение генетического материала прокариот | письменный опрос | 5 неделя семестра |
| 6 | Внехромосомные ДНК | подготовка реферата | 6 неделя семестра |
| 7 | Коллоквиум №1 | устный опрос | 7 неделя семестра |
| 8 | Геном вирусов | письменный опрос | 8 неделя семестра |
| 9 | Основные процессы, контролирующие наследственность и изменчивость | устный опрос | 9 неделя семестра |
| 10 | Генетический контроль биосинтеза белка | тестирование | 10 неделя семестра |
| 11 | Операции на ДНК | письменный опрос | 11 неделя семестра |
| 12 | Генетическая инженерия в медицине и ветеринарии | работа в группах | 12 неделя семестра |
| 13 | Генетическая инженерия в животноводстве | работа в группах | 13 неделя семестра |
| 14 | Генетическая инженерия в растениводстве | работа в группах | 14 неделя семестра |
| 15 | Коллоквиум №2 | устный опрос | 15 неделя семестра |
Задания на СРС и график их выполнения
| № задания | Содержание задания | Форма контроля | Сроки сдачи | |
| 1 | Разделы генетической инженерии | письменный опрос | 1 неделя семестра | |
| 2 | Генетически модифицированные продукты | письменный опрос | 3 неделя семестра | |
| 3 | Ферменты в генетической инженерии | письменный опрос | 5 неделя семестра | |
| 4 | Векторы, используемые в генетической инженерии | устный опрос | 7 неделя семестра | |
| 5 | Генетические и негенетические взаимодействия вирусов | письменный опрос | 9 неделя семестра | |
| 6 | Синтез олигонуклеотидов и генов | устный опрос | 11 неделя семестра | |
| 7 | Использование генетической инженерии в сельском хозяйстве | устный опрос | 13 неделя семестра |
Рекомендуемая литература
Обязательная:
Албертс Б. И др. Молекулярная биология клетки. В 5-и томах. – Москва: «Мир», 1986
Биотехнология. Принципы и применение: Пер. с англ./ Под. ред. И. Хиггинса, Д. Беста и Дж. Джонса. - М.: Мир, 1988. -480 с, ил
Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология. В 3-х томах. – Москва: «Мир», 1990
Девис Р., БотстайнД., РотДж. Методы генетической инженерии: Генетика бактерий. М., 1984,-176 с.
Методы молекулярной генетики и генной инженерии/Под ред. Р.И. Салганика. Новосибирск: Наука, 1990, 248 с.
Плазмиды. Методы/Под ред. К. Харди.-М.: Мир, 1990, 268 с.
Рыбчин В.Н. Основы генетической инженерии. 2-е изд., перераб. и доп.: Учебник для вузов. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2002. 522 с.
Дополнительная:
Анализ генома. Методы /Под ред. К. Дейвиса.-М.: Мир, 1990, 248 с.
Горбунова В.Н., Баранов B.C. Введение в молекулярную диагностику и генотерапию наследственных заболеваний. Санкт-Петербург: Специальная литература, 1997, 286 с.
Клонирование ДНК. Методы: Пер. с англ./Под ред. Д. Гловера. - М.: Мир, 1988. - 538 с, ил.
Новое в клонировании ДНК. Методы: Пер. с англ./Под ред. Д. Гловера.- М.: Мир, 1989.- 368 с, ил.
УотсонДж., ТузДж., КурцД. Рекомбинантные ДНК: Краткий курс. М.: Мир, 1986, 480 с.
Хесин Р.Б. Непостоянство генома. М.: Наука, 1984, 472 с.
Щелкунов СЕ. Конструирование гибридных молекул ДНК. Новосибирск: Наука, 1987. 168 с
Виды и формы контроля
В рамках читаемого курса предусмотрены следующие виды контроля:
текущий контроль
рубежный контроль
итоговый контроль
Календарно-тематический план по курсу «Генетическая инженерия»
| Дата, № и вид занятия, кол-во часов | Основные темы модуля | Содержание и основные виды учебной деятельности, задания | Самостоятельная работа студентов, домашние задания | Форма контроля |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Тема № 1. Лекция 2 ч. | Предмет и задачи генетической инженерии | Предмет и задачи курса, связь с другими науками. Основные направления и перспективы развития современной науки. Краткий исторический обзор развития науки. Генная инженерия, как составная часть биотехнологии. Объекты генной инженерии. Состояние, проблемы, перспективы, практическое значение. Современный опыт трансгенных объектов для пищевой технологии. | Разделы генетической инженерии и этапы их становления | конспект |
| Тема № 1. Практи ческое занятие 2 ч. | ДНК, РНК и синтез белка | Принцип комплементарности ДНК. Структура ДНК. Характеристика структурных генов. Функция ДНК-полимеразы при репликации. Расшифровка генетической информации: РНК и белок. | Характеристика структур клетки, относящихся к ядерному аппарату | конспект, устный или письменный опрос по теме занятия |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Тема № 2 Практи ческое занятие 2 ч | Основные понятия генетики микроорганизмов. Мутагенез. | Генетическая организация прокариот и эукариот. Характеристика Escherichia coli и Bacillus subtilis как наиболее широко используемые объекты изучения генетики микроорганизмов. Мутации как ценный инструмент в генетических и биохимических исследованиях. Спонтанные и индуцированные мутации. Правила при работе с мутагенами. Экспрессия мутаций. | Регуляция генетической экспрессии | конспект, устный или письменный опрос по теме занятия |
| Тема № 2 лекция 2 ч | Практические аспекты генной инженерии | Современные проблемы и основы практического использования достижений генной инженерии. Получение и опыт применения растительных генмодифицированных объектов. Свойства, влияние на качество пищевых систем и продуктов питания. | Генетически модифицированные продукты | конспект |
| Тема № 3 Практи ческое занятие 2 ч | Отбор мутантов | Сущность метода прямого отбора мутантов. Метод непрямого отбора мутантов. Отбор мутантов с использованием индикаторных сред. Характеристика индикаторных сред. Отбор мутантов и использованием метода отпечатков. Пенициллиновый метод обогащения мутантов. | Особенности генома эукариот и прокариот | конспект, устный или письменный опрос по теме занятия |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Тема № 4 Практи ческое занятие 2 ч | Летальное и мутагенное действие ультрафиолетовых лучей на клетки Escherichia coli (1) | Изучение летального и мутагенного действия ультрафиолетовых лучей на клетки Escherichia coli и определение зависимости выживаемости клеток и частоты мутаций по каждому гену от дозы облучения | Изменение генетического материала прокариот | конспект, устный или письменный опрос по теме занятия |
| Тема № 3 лекция 2 ч | Ферменты, используемые в генной инженерии | Характеристика ферментов, применяемых при конструировании рекомбинантных ДНК: ферменты, с помощью которых получают фрагменты ДНК; ферменты, синтезирующие ДНК на матрице ДНК или РНК; ферменты, соединяющие фрагменты ДНК; ферменты, позволяющие осуществить изменение структуры концов фрагментов ДНК. | Ферменты в генетической инженерии | конспект |
| Тема № 5 Практи ческое занятие 2 ч | Летальное и мутагенное действие ультрафиолетовых лучей на клетки Escherichia coli (2) | Методика определения количества жизнеспособных облученных клеток. Методика определения концентрации обратных мутантов. Построение кривых выживаемости в арифметической и логарифмической шкалах в зависимости от дозы облучения. Определение выживаемости и мутабильности для различных доз ультрафиолетовых лучей. | Ферменты в генетической инженерии | конспект, устный или письменный опрос по теме занятия |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Тема № 6 Практи ческое занятие 2 ч | Выделение и идентификация ауксотрофных мутантов Escherichia coli (1) | Характеристика ауксотрофных мутантов. Частота спонтанных и индуцированных мутаций. Методы обогащения для повышения относительного количества ауксотрофных мутантов. Приготовление селективных сред. Схема опыта по получению ауксотрофных мутантов. Определение летального эффекта нитозоэтилмочевины и пенициллина. | Внехромосомные ДНК | конспект, устный или письменный опрос по теме занятия |
| Тема № 4 лекция 2 ч | Методы конструирования гибридных молекул ДНК | Векторная трансформация. Основные этапы создания трансгенных организмов. Понятие о векторе. Типы векторов, их конструирование. Схема опыта по генетической инженерии. | Подготовка к коллоквиуму №1 по темам практических занятий №№ 1-7; по темам лекций №№ 1-4; по темам СРСП №№ 1-6. | конспект, устный опрос |
| Тема № 7 Практи ческое занятие 2 ч | Выделение и идентификация ауксотрофных мутантов Escherichia coli (2) | Истощение эндогенных запасов питательных веществ при инкубации обработанной мутагеном культуры на минимальных средах. Пенициллиновое обогащение культур, обработанных мутагеном. Определение летального действия мутагена и пенициллина. Определение содержания ауксотрофных мутантов. Комбинация ростовых веществ для идентификации ауксотрофов. | Векторы, используемые в генетической инженерии | конспект, устный или письменный опрос по теме занятия |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Тема № 8 Практи ческое занятие 2 ч | Постановка опытов конъюгации | Механизмы, обуславливающие процесс конъюгации у бактерий. Постановка опыта конъюгации с целью передачи фрагмента хромосомы, содержащего ген leu, контролирующий синтез лейцина. Постановка опыта конъюгации с целью передачи R-плазмиды, контролирующей множественную устойчивость к антибиотикам. | Геном вирусов | конспект, устный или письменный опрос по теме занятия |
| Тема № 5 лекция 2 ч | Секвенирование ДНК и экспрессия трансгенов | Секвенирование (определение нуклеотидной последовательности) ДНК. Гибридизация как высокочувствительный метод выявления специфических последовательностей нуклеотидов. Методы клонирования ДНК. Полимеразная цепная реакция. | Основные процессы, контролирующие наследственность и изменчивость | конспект |
| Тема № 9 Практи ческое занятие 2 ч | Конъюгация у Escherichia coli. Картирование генома по градиенту передачи маркеров | Методы генетического анализа у бактерий основанные на конъюгации. Характеристики штаммов Escherichia coli К-12 различающихся по резистентности к стрептомицину и зависимости от ростовых факторов. Схема постановки опыта по конъюгации. Анализ конъюгационного скрещивания по градиенту передачи маркеров донора рекомбинантам. | Генетические и негенетические взаимодействия вирусов | конспект, устный или письменный опрос по теме занятия |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Тема № 10 Практи ческое занятие 2 ч | Изучение индуцированного химического мутагенеза с применением теста Эймса (1) | Сущность проверки химического соединения на его канцерогенность, использование для этих целей мутантных штаммов бактерий, чрезвычайно чувствительных к мутагенам. Характеристика мутантов Эймса. Пищевые потребности мутантов Эймса. Дифференцировка ревертантов, появившихся в популяции клеток, подвергнутых действию проверяемого потенциального мутагена, от спонтанно образуемых ревертантов. Практическая значимость теста Эймса. | Генетический контроль биосинтеза белка | конспект, устный или письменный опрос по теме занятия |
| Тема № 6 лекция 2 ч | Генная инженерия животных | Основные направления и достижения генной инженерии животных. Трансгенные животные- биореакторы («биологические фабрики»). Трансгенные животные с выключенными генами (генный нокаут). Трансгенные животные как генетические модели наследственных заболеваний человека. | Операции на ДНК | конспект |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Тема № 11 Практи ческое занятие 2 ч | Изучение индуцированного химического мутагенеза с применением теста Эймса (2) | Техника безопасности при работе с потенциальными канцерогенами. Техника приготовления минимального агара Эймса и полужидкого агара верхнего слоя Эймса в чашках Петри с минимальным содержанием гистидина. Использование в качестве контроля триптозного соевого агара. Общая схема проведения теста Эймса. Интерпретация результатов эксперимента по постановке теста Эймса. | Синтез олигонуклеотидов и генов | конспект, устный или письменный опрос по теме занятия |
| Тема № 12 Практи ческое занятие 2 ч | Постановка опыта трансформации и специфической трансдукции | Деление микроорганизмов на группы в зависимости от развития у них состояния компетентности. Характеристика электропорации. Выделение плазмидной ДНК из клеток E. coli. Получение компетентных клеток E. coli. Трансформация компетентных клеток E. coli. Постановка опыта трансформации. Постановка опыта специфической трансдукции. | Генетическая инженерия в медицине и ветеринарии | конспект, устный или письменный опрос по теме занятия |
| Тема № 7 лекция 2 ч | Генная инженерия растений | Истоки генной инженерии растений. Корончатые галлы. Агробактерии и растения. Методология генетической инженерии растений. Векторы на основе хлоропластной и митохондриальной ДНК. Преимущества и трудности использования растений как объекта для генно-инженерных исследований. Достижения и перспективы генной инженерии растений. | Генетическая инженерия в животноводстве | конспект |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Тема № 13 Практи ческое занятие 2 ч | Определение колициногенных факторов и колицинотипа | Общие свойства бактериальных плазмид. Биологическая роль плазмид. Основные механизмы, обеспечивающие стабильность плазмид. Методика определения колициногенных факторов. Методика определения колицинотипа. | Использование генетической инженерии в сельском хозяйстве | конспект, устный или письменный опрос по теме занятия |
| Тема № 14 Практи ческое занятие 2 ч | Полимеразная цепная реакция | Практическое применение полимеразной цепной реакции. Оборудование необходимое для постановки полимеразной цепной реакции. Полимеразная цепная реакция, как циклический процесс включающий в себя ряд стадий: тепловая денатурация исследуемой ДНК, отжиг праймеров на комплементарные участки двух антипараллельных цепей ДНК, процесс элонгации праймера из внесенных в реационную смесь дезоксинуклеозидтрифосфатов при участии ДНК-полимеразы. | Подготовка к коллоквиуму №2 по темам практических занятий №№ 8-15; по темам лекций №№ 5-7; по темам СРСП №№ 8-14. | конспект, устный опрос |
| Тема № 15 Практи ческое занятие 2 ч | Заключительное занятие | Подведение итогов по темам практических занятий, обозначение значимости методов генетической инженерии в различных направлениях биотехнологии. |