3. Методика других видов самостоятельной работы
Написание и защита рефератов
При подготовке студентов по учебной дисциплине “Современные проблемы биологии” написание рефератов является необходимым элементом учебного процесса, расширяющим и углубляющим знания в области молекулярно-клеточной биологии, и позволяющим студентам ближе познакомится с самыми актуальными проблемами современной биомедицинской науки. Важной целью выполнения данной работы является также развитие мышления и творческих способностей студента, а также навыков письменного изложения научного материала. В процессе выполнения реферата у студента должны сформироваться следующие компетенции:
Умение использовать методы научного познания.
Умение анализировать различные биологические явления и процессы, протекающие в клетках и на уровне тканей многоклеточного организма.
Овладение методологией постановки и разрешения научных проблем и задач.
Развитие способности к самоорганизации, организации работы и освоение методов планирования работы.
Развитие навыков работы с компьютером, умений использовать современные технологии получения информации (справочные системы и справочную литературу, словари, Интернет и др.) для получения доступа к источникам информации, хранения и обработки данных.
Развитие навыков управления информацией и приёмов информационной деятельности.
Развитие навыков грамотной и литературной письменной и устной речи.
Написание реферативного исследования требует самостоятельности и творческого отношения к работе, основной целью которой является углублённое раскрытие одной из наиболее актуальных научных тем, предложенных преподавателем или выбранных самим студентом по согласованию с преподавателем. Основа реферата выполняется с использованием учебной и научной литературы и подкрепляется материалами из научных статей периодических изданий (научных журналов), которые доступны в библиотеках СФУ, КНЦ СО РАН и Института биофизики, а также на сайтах научных баз данных и поисковых систем. Тему реферата студент выбирает самостоятельно из представленных ниже (или предлагает свою, наиболее близкую ему по интересам тему) и утверждает в течение первых двух недель обучения. Реферат должен быть оформлен в соответствии с требованиями оформления студенческих текстовых документов, объёмом не менее 20-ти машинописных страниц (формат А4) и сдан к концу 12-ой недели семестра.
Реферат должен включать “Титульный лист” и структурные элементы, включающие следующие разделы: Введение, Содержание, Обзор данных литературы, Содержание основных материалов, Заключение, Список использованной литературы и Приложения (по необходимости). Подробное описание структуры реферата можно найти в методических указаниях по самостоятельной работе.
Структура реферата.
Реферат включает следующие структурные элементы:
1. Титульный лист. С него начинается нумерация страниц, но номер не ставится.
Номера страниц начинают печатать с первой страницы раздела “Введение”.
Титульный лист оформляется аналогично титульному листу курсовой работы:
указывают наименование высшего учебного заведения; факультет и кафедру,
на которой выполнялась работа; название работы; фамилию и инициалы
студента; учёную степень и учёное звание, фамилию и инициалы
преподавателя; город и год выполнения работы.
Содержание. В содержании представляют названия всех разделов и подразделов работы, каждое из которых печатается с новой строки. В конце строки ставится номер страницы, на которой напечатана данная рубрика работы в тексте. Номера страниц печатаются вблизи правого поля, все на одинаковом расстоянии от края страницы. Следует обратить внимание на то что названия разделов и подразделов должны точно соответствовать заголовкам текста.
Введение. Во введении обосновывается важность и актуальность рассматриваемой темы, состояние её развития на современном этапе, а также имеющиеся проблемы и возможные пути, и способы их разрешения. Объём данного раздела не должен превышать одной страницы.
Обзор литературы. В этом разделе излагаются теоретические основы выбранной тематики. Изложение должно вестись в форме теоретического анализа проработанных источников информации применительно к выполняемой теме, логично, последовательно и грамотно. При необходимости данный раздел может включать отдельные подразделы. В содержании теоретического обзора должно быть отражено состояние изученности темы в целом и отдельных её вопросов и проблем.
Заключение. Представляет собой краткое обобщение, состоящее из 2 – 3 абзацев приведённых в работе данных.
Библиографический список. Оформляется в соответствии в существующими требованиями (ГОСТ 7.1–2003) “Библиографическая запись. Библиографическое описание”.
ТЕМЫ РЕФЕРАТОВ
Гены и среда. Влияние на геном характера жизни человека (привычки и питание).
Организация генома эукариот.
Апоптоз – запрограммированная смерть клеток.
Организация митохондриального генома человека.
Митохондриальный геном и эволюция человека.
Митохондриальные заболевания (кардио-, нейро- и миопатии).
Митохондрии в клетке как “государство в государстве.
Подвижные генетические элементы. Транспозоны и ретротранспозоны.
Эволюционная перспектива вида и размеры его генома.
Теневая часть генома.
Генетические особенности генома человека, делающие его человеком.
Генетическое разнообразие человека и его природа (генетический полиморфизм).
Особенности строения генома шимпанзе (Pan Troglotides)/
Стволовые клетки и перспективы применения их в клинической практике. Метод клонирования как способ получения стволовых клеток.
Генетика предрасположенности – новое направление в медицине.
Индивидуальные реакции на лекарства – основа фармакогеномики.
Новое направление в медицине – фармакогенетика и фармакогеномика.
Молекулярная медицина – новый уровень понимания патологий человека.
Новое направление в диагностике различных заболеваний – идентификация белковых маркёров.
Человеческие белки как лекарственные препараты.
Генная медицина и её особое направление ДНК-вакцинация.
Наследственные болезни человека. Современные подходы в их лечении: применение стволовых клеток, методов генной инженерии, успехи и разочарования.
Полиглютаминовые заболевания. Явление антиципации.
Новейшие направления в развитии медико-биологических наук: геномика и протеомика (переход от генома к протеому, роль протеомики в медицине).
Биологическая роль избыточной ДНК, её возможная роль в происхождении человека. Сравнение геномов человека и шимпанзе, их поразительная общность.
Молекулярные механизмы метастазирования.
Полигенная система главного комплекса гистосовместимости как фактор долголетия.
Теломерный механизм контроля клеточных делений.
Концепция феноптоза В.П. Скулачёва. Роль активных форм кислорода.
Неэнзиматическое гликозилирование белков частный и самый распространенный случай повреждения белков при старении.
4. Контрольно-измерительные материалы
Контрольно-измерительные материалы по дисциплине «Современные проблемы биологии» включают:
1) контрольные работы (написание эссе);
2) перечень вопросов к зачету;
3) перечень вопросов к экзамену;
4) экзаменационные билеты.
Форма проведения зачета: устный ответ на вопросы по всему изученному курсу.
Форма проведения экзамена: письменный и устный ответ на экзаменационный билет.
Перечень вопросов для зачёта
9 семестр
Основные принципы геномики и её инструменты. Революционизирующая роль рестриктаз в геномных технологиях.
Роль модельных организмов в расшифровке генома человека.
Методы молекулярного клонирования и автономно реплицирующиеся векторы.
Искусственно созданные векторы и их роль в геномных технологиях. Библиотеки ДНК.
Технологии секвенирования геномов. Методы “терминатора” и “дробовика”.
Проект “Геном человека” (HGP). Заслуги Джеймса Уотсона в реализации проекта. Цена проекта и его участники. Роль национальных институтов здоровья (NIH) США.
Не кодирующие последовательности в геноме человека. РНКовые гены и их многочисленные функции.
Реликтовые РНК и их функции.
Структурная организация белок-кодирующих генов человека. Их отличительные особенности. Экзонно-интронный принцип организации генов эукариот. Типичный ген человека и его строение.
Классы повторяющихся последовательностей в геноме человека и механизмы их возникновения.
Автономные и неавтономные мобильные генетические элементы генома человека. Микро- и минисатллиты. Их роль в популяцтонной геномике.
Тандемно-повторяющиеся последовательности в геноме человека. Буферная роль в организации теломерных районов хромосом. Маргинотомическая гипотеза А.Оловникова.
Структурная организация ретровирусных транспозонов и их связь с ретровирусами.
Теневая часть генома. “Мусорная” ДНК и её возможные функции в организации генома и его эволюции.
Отсутствие корреляции между количеством ДНК, приходящимся на клетку, и сложностью организма (С-парадокс). Понятие о псевдогенах. Природа возникновения псевтогенов в геноме человека.
Генетический полиморфизм человеческих популяций. Полиморфизм одиночных нуклеотидов – “снипов” (SNPs). Снипы как маркёры при генетическом анализе. Биологическая значимость генетического полиморфизма.
Полиморфизм простых повторов. Использование простых повторов в качестве маркёров для физического картирования хромосом.
Обычные мутации”, мутации “горячие точки”, “мутации основатели” и связанные с ними наследственные заболевания. Открытие РНК-интерференции и новые подходы в лечении генетических заболеваний. Молекулярная медицина и её связь с изучением полиморфизма генов.
Увеличение количества генов в геноме человека по сравнению с геномами других эукариот. Гены, получившие большее распространение в геноме человека, чем у других видов.
Отличительная особенность организма человека – сборка новых белков, обладающих новыми функциями, из известных структурных доменов. Биологическая роль избыточной ДНК, её возможная роль в происхождении человека.
Перечень вопросов для экзамена
10 семестр
Процесс функционирования митохондрий – непрерывный диалог между двумя геномами. Митохондриальный геном человека и его структура. Копии митохондриальных генов в ядерном геноме. “Редактирование” РНК в митохондриях.
Митохондрии и процесс старения, связь митохондрий с апоптозом. Дефекты митохондриальных генов (геномов) и митохондриальные болезни. Митохондриальные кардиопатии, энцефалопатии и миопатии.
Общие характеристики опухолевых клеток. Их свойства и отличительные особенности от нормальных клеток.
Возможные причины возникновения опухолей. Радиационные механизмы. Химические канцерогены и их виды. Механизмы действия канцерогенов.
Стадии процесса канцерогенеза. Инициация, промотирование и прогрессия. Опухолевые промоторы (12-щ-тетрадеканоилфорбол-13-ацетат, ТФА). Протеинкиназа С как рецептор ТФА.
Онкогенные вирусы и их роль и канцерогенезе. Механизмы трансформации клеток. Структура вируса саркомы Рауса.
Трансформация клеток как важный этап канцерогенеза (малигнизации клеток). Открытие онкогенов. Вирусные онкогены.
Клеточные протоонкогены и их связь с нормальными процессами регуляции клеточной пролиферации.
Хромосомные перестройки и генные мутации – причина трансформации клеток.
Механизмы превращения клеточных протоонкогенов в онкогены. Активация (изменение характера экспрессии).
Аутокринная и паракринная регуляция. Протоонкогены и полипептидные факторы роста.
Рецепторы факторов роста и онкогены. Онкогены и протеинкиназы. Киназ-киназные пути передачи митотических сигналов и онкогены.
Гены-супрессоры опухолей и их связь с процессами канцерогенеза.
Прогрессия опухолей. Клеточная гетерогенность в опухолях. Гетерогенность опухолевых клонов. Иммортализация. Изменение поведения и свойств трансформированных клеток в ряду клеточных поколений.
Нестабильность генома. Хромосомная нестабильность и увеличение числа аномальных кариотипов. Появление тенденции к инвазии и метастазированию.
Метастазирование. Поверхность нормальной и метастазирующей клетки. Нарушение межклеточных взаимодействий. Гены адгезии и гены прогрессии метастазирования. Факторы метастазирования.
Молекулярные механизмы метастазирования.
Опухоли, возникающие в результате трансмиссивной передачи опухолевых клеток от особи к особи.
Новые молекулярно-биологические и генетические подходы в лечении опухолевых заболеваний.
Гипотезы и теории старения.
Старение как непреложный закон онтогенетического развития организмов. Общие закономерности старения. Три главных вопроса, на которые должна ответить любая теория старения.
Наследственное сокращение продолжительности жизни. Болезни преждевременного старения (прогерии).
Генетическая программа развития и репродуктивное поведение. Влияние числа родов, ранних и поздних родов, числа детей в семьях на продолжительность жизни родителей. Высокая гомозиготность генома человека – основа его долгожительства.
Гены гибели и долголетия у беспозвоночных (Caenorhabditis elegans – элегантная нематода как модельный организм, её генетика и биологические особенности). Получение мутантов, различающихся по продуктивности и продолжительности жизни. SOD – мутанты, мутанты по гену фактора элонгации EF-1a.
Биологические механизмы сдерживания старения при низкокалорийной диете. Биологическая роль гипогликемии. Фармакологические подходы в предупреждении неферментативного гликозилирования.
Трансгенные животные в изучении механизмов старения. Онкоген ras и продолжительность жизни дрожжевых клеток. Ген klotho – “ген судьбы” и его мутации.
Активность мембранной гликозидазы и продолжительность жизни мышей. Антиоксиданты и торможение спонтанного канцерогенеза у животных. О6-метилгуанин-ДНК-метилтрансфераза и спонтанные опухоли.
Феномен программированной клеточной гибели, его биологическая роль в процессах роста, морфогенеза и дифференцировки клеток. Отличие апоптоза от травматической гибели клеток – некроза. Апоптоз и продолжительность жизни.
“Предел Хайфлика”. Теория маргинотомии А. М. Оловникова (1971г.). Открытие теломеразы.
Кандидантные гены смерти и долголетия у человека. Ген bcl-2 – блокатор апоптоза и токсического эффекта гидроксильных радикалов, реакции цепного перекисного окисления липидов. Роль гена bcl-2 в развитии нейродегенеративных заболеваний.
Роль специфических хромосом в старении. Эпигеномная модификация ДНК и старение, роль метилирования ДНК по 5-положению цитозина.
Возрастное деметилирование и старение, связь с опухолевой трансформацией.
Гликозилирование белков и ДНК и процессы старения. Неферментативное гликозилирование. Гликозилирование долгоживущих белков – коллагена, кристаллинов и гемоглобина (роль в развитии патологических процессов в сосудистой стенке, мезангиальном матриксе почек, в хрусталике глаза при катаракте).
|
