• A
  • A
  • A
  • АБВ
  • АБВ
  • АБВ
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Генная инженерия

2022/2023
Учебный год
RUS
Обучение ведется на русском языке
4
Кредиты
Статус:
Курс по выбору
Когда читается:
4-й курс, 1, 2 модуль

Программа дисциплины

Аннотация

Генная инженерия — это совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами, введения их в другие организмы и выращивания искусственных организмов после удаления выбранных генов из ДНК. Генетическая инженерия является инструментом биотехнологии, используя методы таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, генетика, микробиология, вирусология. Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает требования к образовательным результатам и результатам обучения студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности. Программа предназначена для преподавателей, ведущих дисциплину «Генная инженерия», учебных ассистентов и студентов направления подготовки 06.03.01 Биология, обучающихся по образовательной программе «Клеточная и молекулярная биотехнология». Программа учебной дисциплины разработана в соответствии с: Образовательным стандартом НИУ ВШЭ по направлению 06.03.01 Биология; Образовательной программой «Клеточная и молекулярная биотехнология» и объединенным учебным планом по образовательной программе «Клеточная и молекулярная биотехнология». Данная учебная дисциплина включена в раздел «Вариативная профессиональная часть» Учебного плана 06.03.01 Биология и относится к базовой профильной части. Осваивается на 4 курсе в 1-2 модулях. Изучение данной дисциплины базируется на результатах освоения дисциплины «Молекулярная биология», «Генетика», «Иммунология». Основные положения дисциплины «Генная инженерия» будут использоваться при прохождении практики на 4 курсе образовательной программы «Клеточная и молекулярная биотехнология».
Цель освоения дисциплины

Цель освоения дисциплины

  • Ознакомление студентов с основами генетической инженерии как современной науки о молекулярном клонировании; формирование молекулярного мировоззрения на основе знания особенностей строения генов; освоение навыков геноинформационного анализа.
  • Ознакомление с универсальными принципами получения рекомбинантных ДНК.
Планируемые результаты обучения

Планируемые результаты обучения

  • Ознакомление с классификацией и специфичностью рестриктаз, механизмами гидролиза ДНК.
  • Освоение методов работы с плазмидами и рестриктазами.
  • Получение рекомбинантных молекул.
  • Освоение методов трансформации.
  • Требования к векторным молекулам.
  • Освоение методов выделения и детекции ДНК, пульс-электрофорез, ПЦР, ПЦР в реальном времени.
  • Ознакомление с производством лекарств: инсулин, интерфероны, гормон роста.
  • Производство антител. Генно-инженерные вакцины.
  • Знания об устойчивости трансгенных растений к насекомым-вредителям, вирусам, гербицидам, неблагоприятным воздействиям.
  • Растения как биореакторы.
  • Владение информации о ретровирусных системах доставки, аденовирусные системы доставки, векторы на основе вируса герпеса.
Содержание учебной дисциплины

Содержание учебной дисциплины

  • Тема 1. Стратегия молекулярного клонирования.
    Генная инженерия как наука, цель, задачи. Основные теоретические положения и предпосылки для развития. Плазмиды, классификация, характеристики, применение. Рестриктазы и другие ферменты, используемые в генной инженерии. Контроль исследований в области рекомбинантных ДНК. Классификация и специфичность рестриктаз, механизмы гидролиза ДНК. Фосфатазы, лигазы, ДНК-полимеразы, обратная транскриптаза, терминальная трансфераза - основные инструменты в геннной инженерии. Плазмиды - как вектора для генно-инженерных исследований.
  • Тема 2. Типы векторных молекул и их конструирование.
    Типы векторных молекул: амплификаторы, фьюжен, вектора экспрессии, вектора секреции, бинарные вектора. Конструирование векторов. Векторы на основе бактериальных плазмид. Векторы на основе фага лямбда, однонитевых фагов. Космиды, фагмиды, фазмиды. РЕТ- вектора, интегративные вектора. Искусственные хромосомы. Клонирование структурных генов эукариот. Клонирование ДНК. Освоение методов работы с плазмидами и рестриктазами. Выделение, рестрикционный анализ, типы плазмид. Получение рекомбинантных молекул. Освоение методов трансформации. Требования к векторным молекулам. Электрофорез плазмид и идентификация в ЭБ.
  • Тема 3. Методы генной инженерии.
    Методы генной инженерии. Система полимеразной цепной реакции и ее применение, ПЦР в реальном времени, ПЦР с обратной транскриптазой. Методы секвенирования ДНК. Пирофосфатное секвенирование, нанотехнологии в основе секвенирования нового поколения, секвенирование в реальном времени, торрент-секвенирование. Программы поиска открытой рамки считывания ORF. Блоттинг по Саузерну. Northern- и Western- блоттинги. Прогулка по хромосоме. Методы выделения и детекции ДНК, пульс-электрофорез, ПЦР, ПЦР в реальном времени, биоинформационный анализ и подходы к выравниванию ДНК. Создание библиотек к ДНК. Клонирование эукариотических генов.
  • Тема 4. Генная инженерия бактерий и дрожжей.
    Генная инженерия бактерий. ДНК-диагностика. Получение коммерческих продуктов - рестриктаз, аскорбиновой кислоты, аминокислот, антибиотиков. Биодеградация токсических соединений. Микробные инсектициды. Генная инженерия дрожжей. Дрожжевые плазмиды. Дрожжевые векторы и их назначение: интегративные, репликативные, эписомные, центромерные. Искусственные хромосомы дрожжей. Производство лекарств: инсулин, интерфероны, гормон роста. Производство антител. Генно-инженерные вакцины. Применение дрожжевых векторных молекул в практике.
  • Тема 5. Генная инженерия растений и животных.
    Генная инженерия растений. Трансформация Тi-плазмидой, слияние протопластов, перенос генов физическими методами. Применение репортерных генов, экспрессия чужеродных генов в хлоропластах. Генная инженерия животных. Рекомбинантные бакулловирусы. Векторы на основе вирусов и мобильных элементов. Использование ретровирусов, микроинъекций ДНК, стволовых клеток, искусственных хромосом для получения трансгенных животных. Клонирование с помощью переноса ядра. Устойчивость трансгенных растений к насекомым-вредителям, вирусам, гербицидам, неблагоприятным воздействиям. Растения как биореакторы. Животные как биореакторы, модели наследственных заболеваний.
  • Тема 6. Генная инженерия человека.
    Генотерапия, основные методы: ex vivo и in vivo. Вирусные системы доставки терапевтических генов. Невирусные системы доставки генов. Лекарственные средства на основе олигонуклеотидов. Программа Геном человека и ее практическая значимость. Наследственные заболевания и способы из преодоления. Ретровирусные системы доставки, аденовирусные системы доставки, векторы на основе вируса герпеса. Антисмысловые олигонуклеотиды как лекарственные средства. Коррекция генетических дефектов.
Элементы контроля

Элементы контроля

  • неблокирующий Устный опрос_Тема 1
  • неблокирующий Устный опрос_Тема 2
  • неблокирующий Тестирование_Тема 3
  • неблокирующий Реферат _Тема 4
  • неблокирующий Реферат _Тема 5
  • неблокирующий Устный контрольный опрос_Тема 6
  • неблокирующий Экзамен
    Экзаменационный билет содержит от 2 до 3 вопросов из приведенного примерного перечня экзаменационных вопросов.
Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация

  • Промежуточная аттестация (2 модуль)
    0.09 * Реферат _Тема 4 + 0.09 * Реферат _Тема 5 + 0.08 * Тестирование_Тема 3 + 0.08 * Устный контрольный опрос_Тема 6 + 0.08 * Устный опрос_Тема 1 + 0.08 * Устный опрос_Тема 2 + 0.5 * Экзамен
Список литературы

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

  • Борисова Т. Н., Чуваков Г. И. - МЕДИЦИНСКАЯ ГЕНЕТИКА 2-е изд., испр. и доп. Учебное пособие для вузов - М.:Издательство Юрайт - 2019 - 159с. - ISBN: 978-5-534-07338-6 - Текст электронный // ЭБС ЮРАЙТ - URL: https://urait.ru/book/medicinskaya-genetika-434567
  • Осипова Л. А. - ГЕНЕТИКА В 2 Ч. ЧАСТЬ 1 2-е изд., испр. и доп. Учебное пособие для вузов - М.:Издательство Юрайт - 2019 - 243с. - ISBN: 978-5-534-07721-6 - Текст электронный // ЭБС ЮРАЙТ - URL: https://urait.ru/book/genetika-v-2-ch-chast-1-434577
  • Осипова Л. А. - ГЕНЕТИКА. В 2 Ч. ЧАСТЬ 2 2-е изд., испр. и доп. Учебное пособие для вузов - М.:Издательство Юрайт - 2019 - 251с. - ISBN: 978-5-534-07722-3 - Текст электронный // ЭБС ЮРАЙТ - URL: https://urait.ru/book/genetika-v-2-ch-chast-2-437663
  • Под ред. Алферовой Г.А. - ГЕНЕТИКА 3-е изд., испр. и доп. Учебник для академического бакалавриата - М.:Издательство Юрайт - 2019 - 200с. - ISBN: 978-5-534-07420-8 - Текст электронный // ЭБС ЮРАЙТ - URL: https://urait.ru/book/genetika-434370
  • Субботина, Т.Н. Молекулярная биология и генная инженерия : практикум / Т.Н. Субботина, П.А. Николаева, А.Е. Харсекина. - Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2018. - 60 с. - ISBN 978-5-7638-3857-2. - Текст : электронный. - URL: https://new.znanium.com/catalog/product/1032111 - Текст : электронный. - URL: http://znanium.com/catalog/product/1032111

Рекомендуемая дополнительная литература

  • Основы генетики : учебник / В.В. Иванищев. — Москва : РИОР : ИНФРА-М, 2018. — 207 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). — DOI: https://doi.org/10.12737/17443. - Текст : электронный. - URL: http://znanium.com/catalog/product/975780
  • Применение молекулярных методов исследования в генетике: Учебное пособие/Нефедова Л. Н. - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2016. - 104 с.: 60x90 1/16. - (Высшее образование: Бакалавриат) (Обложка) ISBN 978-5-16-009872-2 - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/460545