Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах и улицах «Добрая дорога детства» 2
Скачать 0.56 Mb.
|
144 (4) | |||
| С.3.13 | МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ МАКРОМОЛЕКУЛ Классификация основных физико-химических методов исследования биологических объектов. Рентгеновская кристаллография. Ядерный магнитный резонанс. Электронная микроскопия. Электрофорез. Флуоресцентная спектроскопия. Флуоресцентная корреляционная спектроскопия. Рассеяние рентгеновского излучения и нейтронов на малые углы. Масс-спектрометрия. Поверхностные резонансные плазмоны и биосенсоры. Спектроскопия в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах. Использование метода лазерного светорассеяния для определения молекулярной массы и размеров макромолекул. Применение синхротронного излучения для определения структуры макромолекул. Флуоресцентная и конфокальная микроскопия. Магнитно-резонансная спектроскопия и томография. Хроматографические методы. Электрофорез, изоэлектрофокусирование. Ультрацентрифугирование. | 144 (4) | |
| С.3.14 | МИКРОБИОЛОГИЯ Морфология бактерий и грибов. Морфологические формы бактерий. Простые и сложные методы окраски, окраска по Граму. Структура бактериальной клетки. Морфология актиномицет и грибов. Физиология бактерий и вирусов. Физиология бактерий: культивированные бактерий, питательные среды, выделение чистой культуры бактерий. Конструктивный и вторичный метаболизм бактерий. Штаммы-продуценты БАВ. Ферменты бактерий, идентификация выделенной чистой культуры. Противомикробные химиотерапевтические препараты. Вирусы и бактериофаги. Генетика бактерий. Микробы и окружающая среда. Санитарная микробиология. Роль микробов в круговороте веществ в природе. Микрофлора тела человека. Микробиологический контроль воды, воздуха, оборудования, рук персонала. Микробиологический контроль биотехнологических процессов. Основы иммунологии и бакпрепараты. | 108 (3) | |
| С.3.15 | МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ Определение предмета "молекулярная биология". Этапы развития. Основные открытия. Принципы строения и основные функции биополимеров. Нуклеиновые кислоты. Принципы строения и основные функции биополимеров. Белки. Принципиальное строение биологической мембраны. Генетический код. Транскрипция у прокариот. Принципы, этапы, Субъединичный состав РНК-полимеразы E.coli, понятие об опероне. Регуляция транскрипции у бактерий. Особенности транскрипции у эукариот. Процессинг мРНК эукариот. Строение иммуноглобулинов, их классификация и функции. Переключение классов иммуноглобулинов. Источники разнообразия антител. Трансляция. Структура тРНК. Структура рибосом про- и эукариот. Трансляция. Этапы трансляции у прокариот. Репликация ДНК. Основные принципы и механизмы у про и эукариот. Проблема недорепликации 3'-концов линейных молекул. Теломеры и теломераза. Основные репарабельные повреждения в ДНК и принципы их исправления. Уровни организации хроматина у эукариот.Организация эукариотического генома. Понятие о мобильных генетических элементах. Классификация мобильных генетических элементов по механизму перемещения. Механизм обратной транскрипции. Молекулярные механизмы канцерогенеза | 144 (4) | |
| С.3.16 | ЭНЗИМОЛОГИЯ Место энзимологии среди других научных направлений и ее связь с химическими и биологическими дисциплинами. Роль ферментов в живых системах и в пищевом сырье. Классификация ферментов. Роль ферментов в живых системах. Условия функционирования ферментов в клеточных и бесклеточных биологических системах. Химическая природа ферментов. Молекулярная структура ферментов. Активный и аллостерический центры. Контактный и каталитический участки активного центра. Функциональные отличия ферментов от низкомолекулярных катализаторов. Проферменты. Апоферменты и простетические группы сложных ферментов. Коферменты, кофакторы и их роль в каталитическом процессе. Мультимолекулярные ферментные комплексы. Изоферменты и их биологическое значение. Синтез ферментов и его регуляция. Индукция и репрессия синтеза. Посттрансляционная модификация ферментов Роль ограниченного протеолиза в активации ферментов. Получение ферментов в очищенном виде. Методы фракционирования и выделения ферментов. Методы исследования структуры ферментов и строения активного центра. Молекулярные аспекты специфичности ферментов. Теории сродства фермента и субстрата. Природа физико-химических взаимодействий молекул субстрата с активными центрами ферментов. Теории катализа. Отличительные черты ферментативного катализа. Эффективность действия ферментов. Образование фермент-субстратных комплексов. Зависимость скорости реакции от концентрации субстрата. Теория Михаэлиса – Ментен. Кинетика ферментативных реакций. Константы скоростей образования и распада фермент-субстратных комплексов (малые константы). Интегральные константы ферментативной реакции: максимальная скорость реакции, константа сродства и константа Михаэлиса. Энергия химической реакции. Уравнение Аррениуса. Энергетический барьер реакции и энергия активации неферментативных и ферментативных реакций. График зависимости активности фермента от температуры раствора. Анализ кривой. Температурный оптимум ферментативной реакции. Термостабильные и термолабильные ферменты. Активность ферментов при низких температурах. Влияние кристаллизации воды на активность ферментов. Активность ферментов в замороженных средах. Зависимость скорости реакции от значения рН раствора. Влияние рН на заряд ионогенных групп в молекулах белка. Изменения структуры фермента и реакционноспособности активного центра при разных значениях рН. Оптимальное значение рН для ферментов и его биологическое значение. Энзимоэлектрофорез. Активность нативных ферментов. Роль третичной и четвертичной структур молекулы фермента. Специфические факторы, повышающие активность ферментов. Классификация, механизмы действия. Роль анионов и катионов металлов в активации ферментов. Механизм активирующего действия восстановленного глютатиона на тиоловые ферменты. Аллостерическая регуляция активности фермента, действие промежуточных и конечных продуктов реакции. Регуляция скорости многоэтапных биохимических процессов путем обратной отрицательной связи. Ингибиторы ферментов: классификация, механизмы действия. Обратимые и необратимые ингибиторы. Константы ингибирования. Конкурентное и аллостерическое ингибирование ферментов. Белковые ингибиторы ферментов. Ковалентная модификация структуры и активности ферментов. | 72 (2) | |
| Модуль Биоинформатика | |||
| С.3.17 | Базы данных и основные методы биоинформатики Основные открытые базы данных, содержащие информацию о последовательностях биополимеров. Общие сведения о базах данных. Записи и поля. Архивные, курируемые и автоматические базы данных. Курируемый банк последовательностей белков Swiss-Prot. Формат записи. Основные поля описательной части (ID, AC, DE, OC, OS, FT). Архивные банки нуклеотидных последовательностей GenBank, EMBL и DDBJ. Формат записи EMBL. Классы данных и подразделения. Основные поля описательной части записи EMBL. Коды неоднозначно определённых нуклеотидов (ambiguity codes). Автоматический банк предсказанных последовательностей белков TrEMBL. Банк MedLine и поисковая система PubMed. Поисковые системы SRS и MRS. Работа с пакетом EMBOSS. Работа в операционной системе UNIX (Linux). Интерпретатор командной строки. Основы EMBOSS: программы, параметры, документация. Формат «Универсального адреса последовательности» (Uniform Sequence Address, USA). Базы данных, подключаемые к установке EMBOSS, и работа с ними. Банк PDB и работа с пространственными структурами белков. Формат записи банка PDB. Программа визуализации структур RasMol. Способы графического представления структуры белка. Основные команды RasMol. Сценарии (скрипты) в RasMol. | 252 (7) | |
| С.3.18 | ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ АННОТАЦИЯ БИОПОЛИМЕРОВ Парное выравнивание последовательностей. Понятие о выравнивании последовательностей. Биологический смысл выравнивания. Особенности выравнивания последовательностей белков, РНК и ДНК. Вес выравнивания. Матрицы аминокислотных замен и штрафы за вставки. Алгоритмы Ниделмана – Вунша и Смита – Ватермана. Программы needle и water пакета EMBOSS. Поиск по сходству в банках последовательностей. Постановка задачи поиска по сходству. Основные принципы работы программ поиска. Множественное выравнивание последовательностей. Постановка задачи множественного выравнивания. Обзор программ множественного выравнивания. Работа с программой muscle. Редактор множественных выравниваний GeneDoc. Реконструкция филогении по последовательности. Понятие о филогенетическом дереве. Связь филогении видов и филогении белков. Семейства белков. Понятие об эволюционном домене белка. Банки семейств белковых доменов Pfam, SMART, InterPro. Онтологии. База данных “Gene Onthology” (GO). Метаболические пути. База данных KEGG. Аннотация кодирующих участков нуклеотидной последовательности. Сигналы в нуклеотидных последовательностях. Частотные матрицы, весовые матрицы, информационное содержание позиции профиля. Поиск сигналов с помощью программы MEME. | 72 (2) | |
| С.3.19 | СТРУКТУРНАЯ АННОТАЦИЯ БИОПОЛИМЕРОВ Структура ДНК и РНК. A- и B-формы двойной спирали. Параметры двойной спирали. Предсказание вторичной структуры РНК программой mfold. Основы рентгеноструктурного анализа (РСА). Общая схема рентгеноструктурного эксперимента. Молекулярный кристалл и его характеристики. Основы кинематической теории рассеяния. Фазовая проблема и основные методы её решения. Оптимизация моделей, полученных методом РСА. Показатели качества моделей, полученных методом РСА. Глобальные показатели (разрешение, R-фактор, свободный R-фактор, карта Рамачандрана). Локальные показатели (пространственный R-фактор, комфортность окружения остатков, ротамеры). Веб-ресурсы, оценивающие качество РСА-моделей. Понятие о ядерном магнитном резонансе (ЯМР). Физические основы ЯМР. Особенности моделей, полученных методом ЯМР. Водородные связи в структурах белков и их комплексов. Принципы работы программ, выявляющих водородные связи и связи через воду в структурах макромолекул. Гидрофобный эффект и его роль в стабилизации структур макромолекул и их комплексов. Гидрофобное ядро белка. Принципы работы программ, выявляющих гидрофобные кластеры и гидрофобные ядра в структурах. Вторичная структура белка. Принципы работы программ, выявляющих вторичную структуру (DSSP, Stride). Поверхность макромолекулы: различные определения. Вычисление площади поверхности и площади контакта макромолекул. Визуализация поверхности в программе PyMOL. Структурные домены белка. Принципы выявления структурных доменов. Пространственное выравнивание и пространственное совмещение белков. Алгоритм совмещения Сиппла – Стейнбухера. Принципы работы программ пространственного выравнивания (DALI, SSM). Структурные мотивы в белках. Классификация структурных доменов. Базы SCOP и CATH. Предсказание пространственной структуры по последовательности: основные подходы и состояние проблемы. | 72 (2) | |
| С.3.20 | ГЕНОМИКА И ПРОТЕОМИКА Источники данных. Секвенаторы второго поколения: характерные длины прочитанных участков (reads), парноконцевые чтения, характерные длины фрагментов. Протеомные данные. Масс-спектрометрия. Связь с геномами. Белок-белковые взаимодействия. Дрожжевые двугибридные системы. Белок-ДНКовые взаимодействия. Сборка геномов Сравнительная геномика. Функциональная аннотация генов по сходству, по со-локализации, по филогенетическим образцам, по со-регуляции. Основные инструменты. Эволюция геномов. Транскриптомика. Метагеномика. Протеомика. Системная биология: графовый подход. | 72 (2) | |
| Модуль Основы биоинженерии | |||
| С.3.21 | БИОИНЖЕНЕРИЯ Проблемы и перспективы биоинженерии животных. Характеристика и сравнение основных "модельных" животных, используемых в молекулярно-биологических исследованиях. Методы выделения и культивирования клеток животных. Методы введения молекул ДНК в клетки животных. Принципы создания молекулярных векторов животных. Стабильность гибридных молекул ДНК в культивируемых клетках животных. Вирус SV40 как молекулярный вектор млекопитающих. Создание внехромосомных гибридных молекул ДНК на основе генома вируса папилломы быка. Применение аденовирусов в качестве молекулярных векторов млекопитающих. Создание молекулярных векторов млекопитающих на основе вирусов семейства герпеса. Экспрессирующие векторы млекопитающих на основе поксвирусов. Бакуловирусы как векторы высокоэффективной экспрессии чужеродных генов в клетках млекопитающих. Ретровирусные молекулярные векторы млекопитающих. Принципы и методы клонирования животных. Принципы и методы получения трансгенных животных. Вопросы безопасности работ с трансгенными животными. Принципы и методы управления экспрессией генов животных. | 180 (5) | |
| С.3.22 | ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ Общие принципы и задачи генетической инженерии. Основные методы получения вирусных, бактериальных и эукариотических культур. Методы выделения и фракционирования нуклеиновых кислот из разных источников. Ферменты, используемые в генетической инженерии. Электрофоретический анализ нуклеиновых кислот. Методы конструирования гибридных молекул ДНК in vitro. Векторные молекулы ДНК. Методы введения молекул ДНК в клетки. Методы отбора гибридных клонов. Амплификация молекул ДНК in vitro. Создание и применение рекомбинантных РНК. Определение первичной структуры нуклеиновых кислот. Химический метод секвенирования ДНК и РНК. Энзиматический метод секвенирования ДНК и РНК. Методы секвенирования ДНК и РНК. Использование полимеразных цепных реакций для анализа первичной структуры нуклеиновых кислот. Автоматизация процесса секвенирования нуклеиновых кислот. Общие принципы химико-ферментативного синтеза двухцепочечных ДНК. Методы химического синтеза олигодезоксирибонуклеотидов. Твердофазный синтез олигодезоксирибонуклеотидов и его автоматизация. Синтез генов и их функционально важных участков. Направленный мутагенез молекул ДНК in vitro. Методы введения делеционных, инсерционных и точечных мутаций. Создание доминантных мутаций, путем введения в клетки "антисмысловой" РНК. Методы достижения повышенной продукции белков, кодируемых клонированными генами. Особенности экспрессии клонированных эукариотических генов в клетках прокариот. Поддержание стабильности гибридных молекул ДНК в клетках. Методы создания геномных библиотек и библиотек кДНК. Определение положения клонированных сегментов в геномах. Определение числа копий данной последовательности в геноме. Методы картирования геномов. Биомикрочипы: принципы разработки и применение. | ||
