5.3. Содержание разделов дисциплины «В.3.3. Основы молекулярной биологии», образовательные технологии
Лекционный курс
№
п/п
|
Наименование темы дисциплины
|
Трудоемкость (часы / зач. ед.)
|
Содержание
|
Формируе
-мые компетенции
|
Результаты освоения
(знать, уметь, владеть)
|
Образовательные технологии
|
ОФО
|
ЗФО
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
Тема 1.
|
1.Введение. Сов
ременные теоре
тические и прак
тические задачи молекулярной биологии.
|
2/0,055
|
1/0,027
|
Молекулярная биология, ее характе-
ристика как науки, занимающейся исследованием биополимеров, их компонентов и комплексов, структу-
ры и функции генов и геномов. Задачи молекулярной биологии: познание основных закономерностей жизнедеятельности. Фундаменталь-
ное и прикладное значение молеку-
лярной биологии в медицине. Задачи молекулярной биологии: познание основных закономерностей жизнедея
тельности исходя из структуры макромолекул.
|
ОК-1
ОК-3
ПК-6
ПК-11
|
Знать: основные способы межмолекулярных взаимо
действий и взаимную ре-
гуляцию процессов функ-
ционирования живой клет
ки в составе многоклеточ-
точного организма.
Уметь: пользоваться на-
учной и справочной лите-
ратурой по курсу молеку-
лярной биологии; анализи
ровать роль и последствия экзогенного воздействия на биосинтетические про-
цессы в клетке.
Владеть: навыками сбора и анализа информации.
|
Слайд-лекции
|
Тема 2.
|
2.Нуклеиновые кислоты.
|
2/0,055
|
|
Роль нуклеиновых кислот. Строение нуклеотидов. Пуриновые и примиди-
новые азотистые основания. Правила Чаргаффа. Полинуклеотиды. Гетеро-
генность РНК. Структура и функции транспортной РНК. Особенности строения и роль матричной РНК. Структура и функции рибосомной РНК и рибосом. Первичная, вторич-
ная и третичная структура ДНК. Три уровня организации хроматина. Физико-химические свойства ДНК.
|
ОК-4
ОК-6
ПК-3
ПК-7
|
Знать: структуру и фун-
кции биополимеров, их компонентов и комплек-
сов, механизмы хранения
передачи и реализации генетической информации
на молекулярном уровне.
Уметь: выделять натив-
ную ДНК из биологичес-
кого материала одним из известных методов, ДНК и чистоту препарата ДНК спектрофотометрическим методом.
Владеть: навыками сбора и анализа информации, технологиями совместной работы в малых творчес-
ких группах.
|
Лекции-беседы
|
Тема 3.
|
3.Обмен нуклеи
новых кислот. Репликация ДНК и её регуляция.
|
2/0,055
|
1/0,027
|
Репликация ДНК – основа размноже-
ния живых организмов, передачи наследственных свойств из поколе-
ния в поколение и развития много-
клеточного организма из зиготы. Жесткая связь между репликацией и сегрегацией генома. Блокировка повторной репликации ДНК. Единица репликации – репликон. Единственный репликон бактерий и множество репликонов эукариот. Контроль репликации на уровне инициации. Размеры репликонов. Рекомбинационные единицы. Упоря-
доченная инициация их репликации в S-фазе клеточного цикла. Полукон -
сервативный механизм репликации. Принципы репликации ДНК. Репли-
ликация ДНК у эукариот.
|
ОК-9
ОК-14
ПК-3
ПК-4
ПК-6
|
Знать: детальную харак-
теристику основных про-
цессов, протекающих в живой клетке: репликации
транскрипции, трансля -
ции, рекомбинации, репа-
рации, процессинга РНК и белков, белкового фолдинга и докинга.
Уметь: готовить агароз-
ный гель и проводить электрофорез ДНК, гра-
мотно оценивать резуль-
таты.
Владеть: навыками сбора и анализа информации.
|
Лекция-визуализация
|
Тема 4.
|
Строение генов и геномов у организмов раз
ного уровня орга
низации.
|
2/0,055
|
|
Непрерывные гены эубактерий. Понятие экзонов и интронов; прерывистые гены эукариот. Разли-
чия в процессах транскрипции и трансляции у про- и эукариот. Химическая природа генов. Эволюция: мутагенез, рекомбинация, амплификация, транспозиция, транс-
дукция, половой процесс. Геном как информационная система и как совокупность всех генов и межген-
ных участков ДНК. Уникальные и повторяющиеся последовательности ДНК. Секвенирование и анализ функционирования геномов различ-
ных организмов: млекопитающих, растений, дрожжей, эубактерий, микоплазм, ДНК- и РНК-содержащих вирусов. Размеры. Уро-
вень сложности. Доля структурных генов и число генов в различных геномах.
|
ОК-16
ОК-18
ПК-3
ПК-11
|
Знать: cтруктуру и функ-
ции информационных мо-
лекул в про- и эукариоти-
ческих клетках; механиз-
мы передачи генетичес -
кой информации, их нарушения и последствия.
Уметь: уметь рассчиты- вать праймеры для прове- дения ПЦР, готовить инкубационную смесь для ПЦР и проводить реакцию амплификации ДНК. Про- водить поиск и анализ информации в электрон - ных банках данных. Владеть: навыками орга - низации презентаций и ус луг. |
Проблемные лекции
|
Тема 5.
|
Молекулярные механизмы генетических процессов.
|
2/0,055
|
1/0,027
|
Проблемы стабильности генетичес-
кого материала. Типы структурных повреждений в ДНК и репарацион-
ные процессы. Генетический кон -
троль и механизмы эксцизионной и пострепликативной репарации, репа-
рация неспаренных оснований, репа-
ративный синтез ДНК. Роль репара-
ционных систем в обеспечении генетических процессов. Нарушения в процессах репарации как причина наследственных молекулярных болез
ней.
|
ОК-9
ОК-14
ПК-3
ПК-4
ПК-6
|
Знать: Проблемы стабиль
ности генетического мате
риала. Типы структурных повреждений в ДНК. Роль репарационных систем в обеспечении генетических процессов. Нарушения в процессах репарации как причина наследственных молекулярных болезней.
Уметь: анализировать роль и последствия экзо-
генного воздействия на биосинтетические процес-
сы в клетке.
Владеть: навыками экс -
плуатации современной аппаратуры и оборудова-
ния для проведения науч-
но-исследовательских и лабораторных работ.
|
Слайд-лекции
|
Тема 6.
|
Рекомбинантные ДНК.
|
4/0,11
|
|
Понятие генетической рекомбинации - перераспределение генетического материала, приводящее к возникнове
нию новых комбинаций генов. Обеспечение генетической изменчи-
вости. Типы рекомбинации. Постреп
ликативная, или рекомбинационная репарация прокариот. Биологическое значение гомологичной рекомбина -
ции. Рекомбинационная репарация. Вклад в генетическую изменчивость путем перекомбинации генов. Перес-
тройки хромосом (в первую очередь дупликации) за счет эктопической рекомбинации. Возникновение но -
вых генов за счет дивергенции. Мультигенные семейства.
|
ОК-4
ОК-6
ПК-3
ПК-7
|
Знать: Типы рекомбина -
ций. Биологическое зна-
чение рекомбинаций. Вклад в генетическую изменчивость.
Уметь: применять совре-
менные эксперименталь-
ные методы работы с биологическими объекта-
ми в лабораторных усло -
виях, уметь работать с современной аппаратурой. Владеть: навыками сбора и анализа информации.
|
Слайд-лекции
|
Тема 7.
|
Постгеномная эра биологии. Геномика. Про-
теомика.
|
4/0,11
|
1/0,027
|
Стабильность генома и динамич -
ность протеома. Биоинформатика: сравнение последовательностей нук-
леотидов, сравнение последователь-
ностей аминокислотных остатков. Идентификация функциональных об-
ластей генома на основе нуклеотид-
ного состава. Выявление функцио -
нально значимых участков белков. Банки данных.
|
ОК-1
ОК-3
ПК-6
ПК-11
|
Знать: основные законо -
мерности и современные достижения генетики, о геномике, протеомике.
Уметь: демонстриро – вать современные пред -
ставления об основах био-
технологии и генной инженерии, нанобиотех-
нологии, молекулярного моделирования.
Владеть: базовыми зна-
ниями и навыкими управления информацией для решения исследова -
тельских профессиональ-
ных задач, соблюдать основные требования информационной безопас-
ности, в том числе защиты государственной тайны.
|
Проблемная лекция
|
|
Итого
|
18/0,5 4/0,11
|
|
|
|
|
5.4. Практические и семинарские занятия, их наименование, содержание и объем в часах
№ п/п
|
№ раздела
дисциплины
|
Наименование практических занятий
|
Объем в часах / трудоемкость в з.е.
|
ОФО
|
ЗФО
|
|
|
Семестр 2
|
|
1
|
Структура и динамика биопо-
лимеров клетки.
|
Методы молекулярно-биологического анализа.
|
2/0,055
|
1/0,027
|
2
|
Нуклеиновые кислоты и их модификации.
|
Выделение и очистка нуклеиновых кислот.
|
2/0,055
|
|
3
|
Физико-химические свойства ДНК.
|
Структура нуклеиновых кислот.
|
2/0,055
|
1/0,027
|
4
|
Особенности репликации про
кариот, эукариот вирусов.
|
Выделение плазмидной и фаговой ДНК.
|
2/0,055
|
|
5
|
Условия и этапы биосинтеза белка.
|
Структура, функции и динамика белков. Хрома-
тографическая очистка белков.
|
4/0,11
|
1/0,027
|
6
|
Модификации и рекомбина-
ции генетического материала.
|
Молекулярное клонирование – технология рекомбинантной ДНК.
|
4/0,11
|
|
7
|
Общие принципы клонирова-
ния ДНК.
|
Электрофоретический анализ нуклеиновых кислот.
|
2/0,055
|
|
8
|
Структурно-функциональная организация генома и протео-
ма.
|
Молекулярные механизмы репликации, рекомбинации и репарации.
|
4/0,11
|
1/0,027
|
9
|
Основы биоинформатики.
|
Рестрикционный анализ про-и эукариотической ДНК.
|
4/0,11
|
|
10
|
Транскрипция у про- и эукариот.
|
Этапы транскрипции: связывание РНКП с ДНК; инициация; элонгация; два типа терминации транскрипции.
|
2/0,055
|
1/0,027
|
11
|
Матричные биосинтезы.
|
Биохимические основы матричных синтезов клетки.
|
2/0,055
|
|
12
|
Контроль качества молекул в ходе трансляции.
|
Трансляция у про- и эукариот.
|
2/0,055
|
|
13
|
Молекулярно-генетические методы исследования и их применение в медицине. Генно-инженерные техноло-
гии.
|
Получение и очистка рекомбинантных белков.
|
2/0,055
|
1/0,027
|
14
|
Ферментативная система синтеза ДНК in vitro. Активирование ДНК.
|
Ферментативный синтез ДНК in vitro.
|
2/0,055
|
|
|
Итого
|
|
36/1,0
|
6/0,16
|
5.5. Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах (учебным планом не предусмотрены)
№
п/п
|
№ раздела
дисциплины
|
Наименование
лабораторных работ
|
Объем в часах /
трудоемкость в з.е.
|
ОФО
|
ЗФО
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
