4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) Дисциплина проводится в 5 семестре. Объем дисциплины (модуля) 1 зачетная единица, 36 часов, из них 26 часов приходится на самостоятельную работу аспирантов.
Таблица 2. Структура и содержание дисциплины (модуля)
№
п/п
Наименование радела, темы
Семестр
Неделя семестра
Контактная работа
(в часах)
Самостоят. работа
Формы текущего контроля успеваемости (по темам) Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
Таблица 3. Матрица соотнесения разделов, тем учебной дисциплины (модуля) и формируемых в них компетенций
Темы, разделы
дисциплины
Кол-во
часов
Компетенции
ПК-1
УК-1
общее количество компетенций
Общие принципы и методы генетической инженерии.
7
*
*
2
Генно-инженерные системы.
7
*
*
2
Конструирование рекомбинантных ДНК
8
*
*
2
Введение гена в клетку
7
*
*
2
Трансгенные животные и растения.
7
*
*
2
Краткое содержание дисциплины (модуля)
Тема 1.Общие принципы и методы генетической инженерии. Строение и свойства молекулы ДНК. Ферменты генетической инженерии: рестриктазы, ДНК-лигаза, ДНК-полимераза I Е. coli, обратная транскриптаза, нуклеаза Ва131, концевая дезоксинуклеотидил-транофсраза, поли(А)-полимераза Е. coli. Методы конструирования гибридных молекул ДНК in vitro. Векторные молекулы ДНК. Введение молекул ДНК в клетки. Методы отбора гибридных клонов. Расшифровка нуклеотидной последовательности фрагментов ДНК.
Тема 2. Генно-инженерные системы. Плазмидные векторы. Механизмы репликации плазмид. Плазмиды со строгим и ослабленным контролем репликации. Амплификация плазмидной ДНК. Конъюгативные и неконъюгативные плазмиды. Несовместимость плазмид. Плазмиды с узким и широким кругом хозяев. Плазмидые векторы клонирования в клетках E.coli. Плазмида pSC101. Свойства плазмиды ColE1 и векторов на ее основе (серия векторов pBR, серия векторов pUC). Плазмидые векторы для клонирования в клетках других грам-отрицательных и грамположительных бактерий. Челночные векторы. Введение рекомбинантных ДНК в клетки бактерий. Особенности трансформации у разных видов бактерий. Трансформация клеток E.coli. Векторы на основе бактериофага лямбда. Космиды. Векторы на основе однонитевых фагов. Фазмиды. Векторы специального назначения.
Тема 3. Конструирование рекомбинантных ДНК Сшивка по одноименным "липким" концам (рестриктазно лигазный метод). Сшивка по "тупым" концам (коннекторный метод). Сшивка фрагментов с разноименными липкими концами. Определение нуклеотидной последовательности (секвенирование) ДНК Метод Маскама и Гилберта (химический). Метод Сэнгера (ферментативный). Гибридизация как высокочувствительный метод выявления специфических последовательностей нуклеотидов. Геномные библиотеки, клонирование ДНК in vivo.
Тема 4. Введение гена в клетку Селективные и репортерные гены. Требования к векторной ДНК, ее состав. Регуляция экспрессии прокариотических генов. Регуляция экспрессии генов эукариот. Способы прямого введения генов в клетку. Трансфекция. Трансформация плазмидными ДНК клеток бацилл. Микроинъекция. Электропорация. Метод «мини-клеток». Упаковка в липосомы. Метод биологической баллистики.
Тема 5. Трансгенные животные и растения. Получение трансгенных животных. Клетки тератокарциномы мыши. Микроинъекция ооцитов. Эмбриональные стволовые клетки. Ретровирусы. Экспрессия генов в трансгенных мышах. Трансгенные животные в фундаментальных исследованиях. Нокаутные мыши. Регулируемое включение-выключение генов in vivo. Биотехнологическое применение трансгенных животных. Трансгенные растения: особенности получения, биотехнологическое применение. Генная терапия.
5. ПЕРЕЧЕНЬ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ОБУЧАЮЩИХСЯ 5.1. Указания по организации и проведению лекционных, практических (семинарских) и лабораторных занятий с перечнем учебно-методического обеспечения На самостоятельную работу аспиранта по дисциплине Генная инженерия отводится 26 часов. Основной вид реализации самостоятельной работы:
- проработка учебного материала (по конспектам лекций, учебной и научной литературе);
- поиск и обзор научных публикаций и электронных источников на русском и иностранных языках, баз данных;
- написание рефератов и докладов для семинарских и практических занятий;
- подготовка к зачету.
5.2. Указания для обучающихся по освоению дисциплины (модулю)