Домой

Типовая учебная программа для высших учебных заведений по специальности: 1-31 01 01 Биология (по направлениям)




Скачать 99.31 Kb.
НазваниеТиповая учебная программа для высших учебных заведений по специальности: 1-31 01 01 Биология (по направлениям)
Дата07.02.2013
Размер99.31 Kb.
ТипПрограмма
Содержание
Рекомендована к утверждению в качестве типовой
Пояснительная записка
Задачи курса
Примерный тематический план
Содержание учебного материала
Ii. ферменты, используемые в генной инженерии, их основные свойства и применение
Iii. векторы, используемые в генетической инженерии, их основные характеристики
Iv. создание и скрининг библиотек генов
Скрининг рекомбинантных ДНК библиотек
Секвенирование ДНК.
Полимеразная цепная реакция (ПЦР).
V. экспрессия белков
Генно-инженерные системы для получения биологически активных веществ.
Vi. перспективы использования достижений генетической инженерии
Подобные работы:


Министерство образования Республики Беларусь

Учебно-методическое объединение вузов Республики Беларусь

по естественнонаучному образованию


УТВЕРЖДАЮ

Первый заместитель Министра образования

Республики Беларусь

_________________ А.И. Жук


_30_ _____06______ 2010 г.


Регистрационный № ТД-G. _296_/тип.

Генная инженерия



Типовая учебная программа

для высших учебных заведений по специальности:

1-31 01 01 Биология (по направлениям)

направление 1-31 01 01-03 Биология (биотехнология)


СОГЛАСОВАНО


Председатель УМО вузов РБ по естественнонаучному образованию

_______________ В. В. Самохвал


_22_ ______12______ 2009 г.



СОГЛАСОВАНО


Начальник Управления высшего и среднего специального образования

Министерства образования

Республики Беларусь

________________ Ю. И. Миксюк

_30_ ______06_______ 2010 г.


Проректор по учебной и воспитательной работе Государственного учреждения образования «Республиканский

институт высшей школы»

________________ В. И. Шупляк

_07_ _______06______ 2010 г.


Эксперт-нормоконтролер

________________ С. М. Артемьева

_07_ ______06_______ 2010 г.









Минск 2010


Составители:

Анатолий Николаевич Евтушенков, заведующий кафедрой молекулярной биологии Белорусского государственного университета, доктор биологических наук, профессор;


Юрий Константинович Фомичев, профессор кафедры микробиологии Белорусского государственного университета, доктор медицинских наук, профессор;


Рецензенты:

Кафедра биотехнологии и биоэкологи Учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет»;


Николай Александрович Картель, заведующий лабораторией Государственного научного учреждения «Институт генетики и цитологии Национальной академии наук Беларуси», доктор биологических наук, академик Национальной академии наук Беларуси


^ РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ В КАЧЕСТВЕ ТИПОВОЙ:

Кафедрой молекулярной биологии Белорусского государственного университета

(протокол № 5 от 15 октября 2009 г.);

Научно-методическим советом Белорусского государственного университета

(протокол № 1 от 23 октября 2009 г.);


Научно-методическим советом по специальности 1-31 01 01 Биология

Учебно-методического объединения вузов РБ по естественнонаучному образованию (протокол № 7 от 11 декабря 2009 г.);


Ответственный за редакцию: Анатолий Николаевич Евтушенков

О


тветственный за выпуск: Анатолий Николаевич Евтушенков

^ Пояснительная записка


Генная инженерия – технология получения новых комбинаций генетического материала с помощью проводимых in vitro манипуляций с молекулами нуклеиновых кислот и переноса созданных конструкций генов в реципиентный организм.

Методы генной инженерии успешно применяются для решения фундаментальных проблем биологии. С возникновением данной области биологической науки у исследователей появилась возможность изучать структуру, функционирование и регуляцию индивидуальных генов прокариотических и эукариотических организмов, а также целенаправленно проводить изменение их геномов.

Генная инженерия дала толчок зарождению нового направления биотехнологии – молекулярной биотехнологии. Технологии рекомбинантных ДНК позволили осуществлять конструирование штаммов-суперпродуцентов ферментов, антибиотиков, витаминов и других биомолекул, использующихся в пищевой и фармацевтической промышленности, для нужд сельского хозяйства, при проведении мероприятий по охране окружающей среды. В медицине методы генной инженерии получили применение для создания новых способов диагностики и лечения различных заболеваний, в том числе наследственных. Таким образом, генная инженерия является важным звеном в подготовке современных специалистов-биотехнологов.

Цель курса – сформировать у студентов теоретическое представление об основных методах генной инженерии и дать элементарные навыки постановки генно-инженерного эксперимента в ходе лабораторных занятий.

^ Задачи курса:

1) познакомить студентов с основными ферментами, векторами, используемыми в качестве инструментов генной инженерии;

2) дать представление об основных методах и аппаратуре, применяемых для постановки генно-инженерных экспериментов;

3) научить студентов анализировать современные данные об использовании методов генной инженерии для создания трансгенных растений и животных с полезными свойствами.

В результате изучения дисциплины обучаемый должен:

знать:

  • основные методы создания банков генов и их использование для клонирования отдельных генов и анализа геномных последовательностей;

  • методы анализа, идентификации генов и их продуктов;

  • создание эффективных конструкций для экспрессии генов;

  • цели и методы получения трансгенных животных и растений

уметь:

  • выделять плазмидную и геномную ДНК;

  • ставить реакции рестрикции и лигирования;

  • проводить электрофоретический анализ ДНК;

  • трансформировать клетки бактерий;

  • отбирать рекомбинантные клоны;

  • определять экспрессию генов.

Для успешного овладения курсом необходимы начальные знания по биохимии, микробиологии, генетике, цитологии и молекулярной биологии.

При чтении лекционного курса рекомендуется применять технические средства обучения для демонстрации иллюстраций, презентаций.

Для организации самостоятельной работы студентов по курсу желательно использовать современные информационные технологии: разместить в сетевом доступе комплекс учебных и учебно-методических материалов (программа, методические указания к лабораторным занятиям, список рекомендуемой литературы и информационных ресурсов, задания в тестовой форме для самоконтроля и др.).

Эффективность самостоятельной работы студентов целесообразно проверять в ходе текущего и итогового контроля знаний в форме устного опроса, коллоквиумов, тестового компьютерного контроля по темам и разделам курса. Для общей оценки качества усвоения студентами учебного материала рекомендуется использование рейтинговой системы.

Программа рассчитана на 72 часа, в том числе 38 часов аудиторных: 18 – лекционных и 20 – лабораторных занятий.


^ ПРИМЕРНЫЙ ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН




разде-лов

и тем

Наименование разделов и тем

Аудиторные часы

Всего

Лекции

Лаборатор-ные занятия

I

Введение

2

2

-

II

Ферменты, используемые в генной инженерии, их основные свойства и применение

6

2

4

III

Векторы, используемые в генетической инженерии, их основные характеристики

14

4

10

IV

Создание и скрининг библиотек генов

10

4

6

V

Экспрессия белков

4

4

-

VI

Перспективы использования достижений генетической инженерии

2

2

-

ИТОГО:

38

18

20


^ СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА


I. ВВЕДЕНИЕ


Основные открытия современной биологии, послужившие фундаментом для возникновения генетической инженерии. Предмет и задачи генной инженерии и ее связь с другими биологическими дисциплинами.


^ II. ФЕРМЕНТЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ГЕННОЙ ИНЖЕНЕРИИ, ИХ ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ


Рестрицирующие эндонуклеазы I, II и III классов. Особенности ферментов рестрикции II класса. Другие ферменты нуклеазного действия (S1-нуклеаза, Bal31- нуклеаза, нуклеаза из микрококка, ДНК-аза 1). Экзонуклеазы. Экзонуклеазы, действующие на одноцепочечные ДНК. Экзонуклеазы, действующие на двухцепочечные ДНК (3-5' и 5'-3'). Рибонуклеазы.

Полимеразы. ДНК-зависимые ДНК-полимеразы. ДНК-зависимые РНК-полимеразы. ДНК-независимые РНК-полимеразы. РНК-зависимые ДНК-полимеразы. ДНК-лигазы.

Фосфатазы и киназы.


^ III. ВЕКТОРЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНЖЕНЕРИИ, ИХ ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ


Векторы на основе репликонов бактериальных плазмид (pBR322, PUC18). Векторы на основе бактериофагов (M13, ). Векторы на основе вирусов животных. Векторы на основе Ti- плазмид.


^ IV. СОЗДАНИЕ И СКРИНИНГ БИБЛИОТЕК ГЕНОВ


Основные подходы к получению библиотек ДНК прокариотических и эукариотических организмов. Получение библиотеки ДНК с помощью вирусных или плазмидных векторов. Два типа библиотек ДНК используется для разных целей. Получение библиотек кДНК из отобранных популяций молекул мРНК.

^ Скрининг рекомбинантных ДНК библиотек. Выявления нужных клонов в генной библиотеке путем гибридизации с радиоактивным ДНК-зондом. Выделение перекрывающихся клонов ДНК («прогулка по хромосоме») с целью идентификации соседних генов. Идентификация клонов ДНК путем трансляции in vitro. Выделение и очистка рекомбинантных клонов.

^ Секвенирование ДНК. Методы секвенирования ДНК. Использование нерадиоактивных меток при секвенировании. Конструирование делеций для секвенирования. Приготовление матриц для секвенирования ДНК. Компьютерный анализ ДНК и кодируемых белков. Использование для анализа баз данных ДНК и белковых последовательностей (GenBank, EMBL, FASTA, PIR и т.п.)

^ Полимеразная цепная реакция (ПЦР). Амплификация ДНК с помощью ПЦР. Амплификация РНК с помощью ПЦР. Молекулярное клонирование ПЦР-продуктов.

Мутагенез клонированной ДНК. Сайт-специфический мутагенез. Направленный мутагенез с помощью олигонуклеотидов. Мутагенез с использованием ПЦР.


^ V. ЭКСПРЕССИЯ БЕЛКОВ


Экспрессия белков в E.coli. Экспрессия белков c использованием Т7 РНК-полимеразы и промоторов фагов. Экспрессия белков c использованием векторов с регулируемыми элементами фага лямбда. Продукция слитых белков с использованием специальных экспрессирующих векторов. Повышение эффективности систем экспрессии эукариотических белков в клетках E.coli.

^ Генно-инженерные системы для получения биологически активных веществ. Генно-инженерная система бактерий рода Bacillus. Генно-инженерные системы грам-положительных микроорганизмов родов Streptomyces, коринеформных бактерий. Генно-инженерная система дрожжей Saccharomyces.

Системы экспрессии на основе бакуловирусов. Продукция больших количеств белков в клетках насекомых.

Системы для экспрессии белков в животных клетках. Векторы экспрессии на основе вирусов животных.

Анализ белков. Биосинтетическое мечение белков. Электрофоретический анализ белков. Иммуноблоттинг и иммунодетекция.


^ VI. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДОСТИЖЕНИЙ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНЖЕНЕРИИ


Введение ДНК в клетки животных, растений, бактерий, дрожжей. Коструирование линий клеток, суперпродуцирующий биологически активные вещества. Получение трансгенных растений и животных с полезными свойствами. Генная терапия болезней человека и животных, являющихся следствиями дефектов генетического аппарата и его функций.


ЛИТЕРАТУРА


О с н о в н а я:

  1. Глик Б. Молекулярная биотехнология / Б. Глик, Дж. Пастернак. Принципы и применение. М.: Мир, 2002.

  2. Рыбчин В.Н. Основы генетической инженерии / В.Н. Рыбчин. Санкт-Петербург: Издательство СПбГТУ, 2002.

  3. Щелкунов С.Н. Генетическая инженерия / С.Н. Щелкунов. Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2004.



Д о п о л н и т е л ь н а я.

  1. Картель Н.А. Биотехнология в растениеводстве / Н.А. Картель, А.В. Кильчевский. Минск: «Тэхналогiя», 2005.

  2. Сельскохозяйственная биотехнология: векторные системы молекулярного клонирования / М.: Агропромиздат, 1991.

  3. Клонирование ДНК. Методы / Под ред. Д. Гловера. М.: Мир, 1988.

  4. Новое в клонировании ДНК. Методы / Под ред. Д. Гловера. М.:Мир,1989.

  5. Short Protocols in Molecular biology (Third Edition) / Ed. F.M. Ausubel et al., Wiley @Sons/Inc, 1995



Скачать 99.31 Kb.
Поиск по сайту:



База данных защищена авторским правом ©dogend.ru 2014
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Уроки, справочники, рефераты