1. Предмет і задачі генетичної інженерії

Предмет генетичної інженерії. Теоретичні та методичні передумови виникнення генетичної інженерії. Задачі генної інженерії, зв'язок з іншими науками. Засновники генної інженерії: В. Арбер, Д. Натанс, Х. Смит, П. Берг, У. Гілберт, Ф. Сенгер, їхній внесок у розвиток даного напрямку досліджень.

Головні напрямки та перспективи развитку сучасної науки. Історія виникнення та розвитку досліджень у галузі генетичної інженерії. Розвиток генетичної інженерії в Україні.

Генна інженерія як складова частина біотехнології. Об'єкти генної інженерії. Стан, проблеми, перспективи, практичне значення. Сучасний досвід одержання трансгенних об'єктів.

Соціальне значення генетичної інженерії. Роль генної інженерії у розвитку біотехнології, сільського господарства, медицини, охорони природи. Вітчизняне та міжнародне законодавство у галузі генетичної інженерії.

2. Структурно-функціональна організація геномів вірусів, прокаріотів та еукаріотів. Особливості геному людини

Загальні уявлення про геном. Центральна догма молекулярної біології. Сучасне визначення поняття про ген. Транскрипція. Регуляторні елементи генів. Генетичний код. Схема реалізації генетичної інформації в організмі.

Структурно-функціональна організація геному вірусів. Використання вірусів і бактерій для проведення генно-інженерних робіт. Звичайна і змішана реконструкція вірусів. Трансдукція. Лізогенія.

Структурно-функціональна організація геному бактерій. Прототрофність і ауксотрофність. Виявлення і аналіз біохімічних мутацій у мікроорганізмів (метод відбитків, метод селективних середовищ). Кон’югація у бактерій. Плазміди та мобільні генетичні елементи бактерій. Будова IS-елементів та транспозонів (Tn3, Tn5, Tn9) бактерій. Роль мобільних генетичних елементів бактерій. Механізм реплікативної транспозиції. Консервативний механізм переміщення транспозонів.

Гени прокаріотів, організовані в оперон. Особливості транскрипції генів прокаріотів. Будова та функціонування лактозного і триптофанового оперонів. Модель Жакоба-Моно. Регуляція транскрипції. Аттенуація (на прикладі триптофанового оперона). Стадії циклу транскрипції. Бактеріальний промотор: структура, позитивна та негативна регуляція активності.

Молекулярна організація генів еукаріотів. Особливості транскрипції генів еукаріотів. Типи генів. Мозаїчність генів еукаріотів. Надлишковість ДНК. Повторення. Нестабільні генетичні елементи. Регуляторні промоторні елементи (ТАТА, СААТ и GC). Енхансери, сайленсери, інсулятори.

Гени еукаріотів класів 1. Транскрипція генів. РНК-полімераза I. Процесинг рРНК у еукаріотів.

Гени еукаріотів класів 2. Транскрипція генів. РНК-полімераза II. Процесинг мРНК у еукаріотів: кепірування 5’-кінця, сплайсинг, поліаденілування 3’-конця. Механізм сплайсинга мРНК: загальна схема та участь у процесі малих ядерних РНК. Альтернативний сплайсинг та йго роль у регуляції експресії генів.

Гени еукаріотів класів 3. Транскрипція генів. РНК-полімераза III. Процесинг попередників тРНК.

Рухливі генетичні елементи геному еукаріотів. Ретротранспозони. Мобільні елементи еукаріотів з кінцевими инвертованими повторами.

Генетичні та фізичні карти геному.

Геном людини та його основні компоненти. Сателітна ДНК. Обернені повтори. Помірні та низькокопійні повтори. Мультигенні родини. Псевдогени. Онкогени.

Мінливість геному. Поліморфні сайти рестрикції. ПДРФ-аналіз та його використання.

Варіабельні мікро- та мінісателітні ДНК. ДНК-фінгерпринт. Геномна дактилоскопія та її використання.

ПДРФ-аналіз та полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР) як методи аналізу геномної ДНК.

Мобільність геному. Облігатні та факультативні елементи геному. Ізохори. Метилування ДНК. Гіперчутливі сайти геному.