Internet-ресурси

http://vse-pro-geny.ru/

http://www.megabook.ru/

http://www.medgenetics.ru/

http://www.biosafety.ru/

http://www.cbsafety.ru/

Зміст дисципліни

Предмет і задачі генетичної інженерії

Предмет і задачі курсу, зв'язок з іншими науками.

Головні напрямки та перспективи развитку сучасної науки.

Короткий історичний огляд розвитку науки.

Об'єкти генної інженерії.

Стан, проблеми, перспективи, практичне значення генної інженерії.

Структурно-функціональна организація геномів вірусів, прокаріотів та еукаріотів

Генетичні та фізичні карти геному.

Особливості структурно-функціональної організації геномів вірусів.

Будова та функціонування геномів прокаріотів. Модель Жакоба-Моно. Регуляція транскрипції. Аттенуація. Бактеріальний промотор.

Молекулярна організація генів еукаріотів. Особливості транскрипції генів еукаріотів.

Плазміди та мобільні генетичні елементи бактерій. Будова IS-елементів та транспозонів (Tn3, Tn5, Tn9) бактерій. Роль мобільних генетичних елементів.

Ферменти, що використовуються в генній інженерії

Ферменти рестрикції і модифікації. Побудова рестрикційних карт.

Характеристика ферментів, що використовуються при конструюванні рекомбінантних ДНК: ферменти, за допомогою яких одержують фрагменти ДНК; ферменти, що синтезують ДНК на матриці ДНК або РНК; ферменти, що з’єднують фрагменти ДНК; ферменти, які дозволяють здійснити зміну структури кінців фрагментів ДНК.

Методи конструювання гібридних молекул ДНК

Основні етапи створення трансгенних організмів.

Етапи клонування ДНК. Рекомбінантні ДНК.

Векторні молекули ДНК.Поняття про вектор. Типи векторів, їх конструювання.

Вектор та його ємкість. Полілінкер.

Функціональна класифікація векторів: экспресуючі вектори, човникові (бінарні) вектори.

Властивості бактеріальних плазмід, що використовуються при конструюванні векторних молекул.

Вектори для прямого клонування продуктів ПЛР.

Вектори на основі хромосоми фага λ.

Інсерційні вектори та вектори із заміщенням.

Способи упаковки рекомбінантної ДНК у фагові частки. Косміди та фазміди. Принципи конструювання штучних хромосом. Ретровірусні та аденовірусні вектори, вектори на основі хромосом аденоасоційованих вірусів.

Принципи адресної доставки трансгенів. Керування експресією трансгенів у клітинах-мишенях.

Фактори, що впливають на ефективність експресії рекомбінантних генів у

бактеріальних клітинах.

Очистка рекомбінантних білків з використанням амінокислотних послідовностей.

Методи клонувания ДНК.

Клонування фрагментів ДНК по сайтам рестрикції, а також з використанням адаптерів, лінкерів та коннекторів.

Бібліотеки та клонотеки кДНК, генів та нуклеотидних послідовностей. Клонотеки генів. Способи їх одержання. Поняття про репрезентативність

клонотеки. Клонотеки геномної ДНК та кДНК.

Пошук послідовностей у клонотеках генів. Використання мічених зондів. Гібридизація із зондами.

Одержання бібліотек EST-послідовностей. Методи скринінга бібліотек та клонотек ДНК.

Зворотня трансляція. Використання антитіл для добору клонів в експресованих клонотеках. Клонування in silico.

Позиційне клонування.

Полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР)

Будова сучасного ампліфікатора. Компоненти реакційної суміші, необхідні для проведення ПЛР.

Властивості Taq-ДНК-полімерази.

Фактори, що впливають на точність синтезу ДНК та можливості її підвищення.

Специфічність та ефективність ПЛР.

Різновиди ПЛР. Ампліфікація довгих фрагментів ДНК. Методи підвищення точності ампліфікації.

Одержання точкових мутацій, делецій і вставок за допомогою ПЛР.

Способи введення рекомбінантних ДНК у клітини

Біологічні, хімічні, фізичні та механічні методи.

Трансформація та трансфекція бактеріальних клітин. Електропорація. Способи введення ДНК у культивовані клітини тварин.

Перенесення генів за допомогою вірусів.

Перенесення генів з використанням клітинних рецепторів.

Створення мікроотворів у клітинних мембранах за допомогою лазера. Мікроін’єкції.

Бомбардування клітин мікрочастками.

Трансфекція клітин, опосередкована фосфатом кальцію.

Секвенування ДНК та експресія трансгенів

Виявлення диференційно експресованих генів.

Секвенування ДНК. Гібридизація як метод виявлення специфічних послідовностей нуклеотидів. Гібридизація за Саузерном.

Концепція STS-маркерів. Комп’ютерний аналіз нуклеотидних послідовностей. Електронна ПЛР.

Системи експрессії рекомбінантних генів

Грам-негативні бактерії як експресуючі системи.

Клітини дріжджів як експресуючі системи.

Системи експресії, основані на культурі клітин тварин.

Клітини із штучно порушеною проникністю зовнішніх мембран.

Неклітинні білоксинтезуючі системи.

Клонування багатоклітинних організмів

Етапи клонування.

Методи введення ядер соматичних клітин в яйцеклітини.

Причини низької ефективності клонування.

Стадії клонування ссавців. Неможливість створення ідентичних копій (клонів) багатоклітинних организмів

Генна інженерія тварин

Основні напрямки та досягнення генної інженерії тварин. Феномен трансгенозу.

Способи одержання трансгенних тварин.

Вектори, що використовуються для доставки трансгенів в організм ссавців. Фактори, що впливають на експресію трансгенів в організмі трансгенних тварин.

Спрямована активація та інактивація генів in vivo.

Сучасні методи інактивації генів з використаннямм енхансерних, генних та промоторних ловушок.

Регульована експресія трансгенів в організмі тварин.

Підходи до генотерапії спадкових та набутих захворювань людини.

Трансгенні тварини- біореактори («біологічні фабрики»).

Трансгенні тварини з виключеними генами (генний нокаут).

Трансгенні тварини як генетичні моделі спадкових захворювань.

Генна інженерія рослин

Ti-плазміди та T-ДНК.

Вектори на основі Ti-плазмід.

Вектори на основі хлоропластної та мітохондріальної ДНК.

Основні етапи одержання трансгенних рослин. Фітогормони, що використовуються для регенерації рослин.

Соматичний ембріогенез. Методи, що використовуються для трансформації різних об’ктов рослинного походження.

Системи контролю експресії рекомбінантних генів у рослин.

Етапи одержання трансгенних рослин за допомогою агробактерій.

Трансформація цілих рослин (in planta). Трансгенні хлоропласти. Переваги використання хлоропластів для експресії трансгенів.

Одержання транспластомних одноклітинних водоростей.

Переваги і труднощі використання рослин як обєкта генно-інженерних досліджень. Досягнення і перспективи генної інженерії рослин.

Одержання рослинних геномодифікованих об'єктів, їх властивості, вплив на якість продуктів харчування.

Сучасні проблеми практичного використання досягнень генної інженерії.

Використання генної інженерії у тваринництві та рослинництві.

Використання методів генної інженерії для одержання біологично активних пептидів, гормонів, інсулина, інтерферонів

Перспективи розвитку генної інженерії у XXI столітті.

Розподіл навчального часу на 2011-2012 н.р.

Назва теми або модуля	Кількість годин для заочної форми навчання				Форма семестрового контролю
	Всього	лекції	Практична робота	Самостійна робота
І семестр. Методи конструювання гібридних молекул ДНК.	36	6	4	26	Письмова контрольна робота, захист домашньої контрольної роботи
ІІ семестр. Секвенування ДНК та експресія трансгенів	36	2	4	30	Письмова контрольна робота. Диф. залік

ЗМІСТОВІ МОДУЛІ НАВЧАЛЬНОГО КУРСУ