Схема строения молекулы ДНК
 | |||
 | |||
 |
7.2. Оценка компетенций – практические навыки.
7.2.1. Изобразить и объяснить строение нуклеотида?
7.2.2. Изобразить и объяснить строение и функции молекулы ДНК?
7.2.3. Изобразить и объяснить строение и функции молекулы РНК?
8. Контрольные вопросы:
8.1. Кем и как была впервые доказана роль ДНК как материальной основы наследственности?
8.2. Чем отличается строение ДНК и РНК?
8.3. Каковы функции ДНК?
8.4. Каковы функции и РНК, р-РНК и т-РНК?
8.5. Чем представлен генетический материал животных клеток?
8.6. Чем представлен генетический материал вирусов?
8.7. Почему медицину ХХІ века называют молекулярной медициной?
Занятие № 2
1. Тема: Молекулярная биология гена
2. Цель: Сформировать у студентов современные представления о строении и функционировании гена на молекулярном уровне.
3. Задачи обучения:
- Сформировать у студентов современные знания об особенностях строения про- и эукариотических клеток.
- Сформировать у студентов современные знания о молекулярном строении про- и эукариотических генов.
- Наглядно продемонстрировать различия в строении про – и эукариотических генов.
- Сформировать у студентов знания и понимание структурно-функциональных различий регуляторной и кодирующей частей гена.
- Сформировать у студентов знания о гене, как основе сохранения и развития живых организмов на Земле.
4. Основные вопросы темы:
4.1. Ген, молекулярно-биологическое определение.
4.2. Мутон, рекон, цистрон – определение, понятие.
4.3. Молекулярно-генетическое строение гена прокариот.
4.4. Молекулярно-генетическое строение гена эукариот.
4.5. Кодирующие и регуляторные последовательности, определение, функции.
4.6. Классификация генов.
5. Методы обучения: комбинированный метод обучения (беседа, заполнение таблиц, зарисовка схем).
6. Литература:
Основная:
6.1. Генетика. Под ред. Иванова В.И. М., 2006, с.40-49, 74-81.
6.2. Медицинская биология и генетика. Под редакцией проф. Куандыкова Е.У. Алматы, 2004, с. 42-45.
6.3. Муминов Т.А., Куандыков Е.У. Основы молекулярной биологии. Алматы, 2007, с. 13-20.
6.4. Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная биология. М., 2003, с. 87-91.
6.5. Щипков В.П., Кривошеина Г.Н. Общая и медицинская генетика. М., 2003, с.19-24.
Дополнительная:
6.1. Коничев А.С., Севастьянова Г.А. Молекулярная биология. М., 2005, с. 73-114.
7. Контроль:
7.1. Оценка компетенций – знание.
7.1.1. Устный опрос по вопросам темы.
7.1.2. Тестовый контроль – 3 варианта по 10 вопросов.
7.1.3. Заполнение таблицы «Регуляторные последовательности, их функции» у прокариот и эукариот.
| № | Виды | Функция | Эукариоты | Прокариоты |
| 1. | Промоторы | |||
| -35 последовательности | ||||
| Прибнов-бокс | ||||
| Голдберга-Хогнесса бокс или ТАТА-бокс | ||||
| ЦААТ-бокс | ||||
| ГЦ-бокс | ||||
| 2. | Операторы | |||
| 3. | Точка начала транскрипции или сайт «О» | |||
| 4. | Энхансеры | |||
| 5. | Сайленсеры | |||
| 6. | Аттенуаторы | |||
| 7. | Терминаторы |
7.1.4. Дополнение схемы.
В зависимости от выполняемой функции гены делятся на:
 |
??
По влиянию на жизнеспособность организмов гены делятся на:
 |
7.2. Оценка компетенций – практические навыки.
7.2.1. Изобразить и объяснить строение и функции гена прокариот.
7.2.2. Изобразить и объяснить строение и функции гена эукариот.
8. Контрольные вопросы:
8.1. Что такое регуляторные последовательности?
8.2. Где располагаются регуляторные последовательности и каковы их функции?
8.3. Что входит в состав кодирующих последовательностей гена?
8.4. Какова функция кодирующих последовательностей?
8.5. Чему равны единицы мутации, рекомбинации и функции?
8.6.Чем отличаются гены у про- и эукариот?
8.7. Чем отличаются экзоны и интроны?
Занятие № 3
1. Тема: Реализация наследственной информации. Репликация ДНК.
2. Цель: Сформировать у студентов современные представления и знания о молекулярных механизмах и закономерностях реализации наследственной информации у живых организмов, принципах и механизмах репликации ДНК
3. Задачи обучения:
- сформировать у студентов понимание роли ДНК в хранении, передаче и реализации наследственной информации;
- разъяснить студентам сущность реализации наследственной информации и ее значение в функцировании живых организмов;
- сформировать у студентов знания об особенностях реализации наследственной информации в разных живых организмах;
- разъяснить студентам роль и значение нарушения механизмов реализации наследственной информации в возникновении наследственных болезней и старения;
4. Основные вопросы темы:
4.1. Направления и типы переноса наследственной информации в живых организмах
4.2. Принципы репликации ДНК.
4.3. Особенности репликации лидирующей и отстающей цепей ДНК.
4.4. Основные ферменты, участвующие в репликации и их функции
4.5. Причины, механизмы возниковения и устранения ошибок репликации
4.6. Строение и функции теломерной ДНК и особенности ее репликации
4.7. Биологическое и медицинское значение ошибок репликации и недорепликации
теломерных участков линейных молекул ДНК
5. Методы обучения: комбинированный метод обучения (беседа, решение ситуационных задач, заполнение таблиц)
6. Литература:
6.1. Генетика. Под ред. Иванова В.И. М., 2006, с. 52-53.
6.2. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск, 2006, с.110-122.
6.3. Медицинская биология и генетика. Учебное пособие под ред. проф. Куандыкова Е.У. Алматы, 2004, с.32-35.
6.4. Муминов Т.А., Куандыков Е.У. Основы молекулярной биологии (курс лекций). Алматы, 2007, с.21-41.
6.5. Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная биология. М., 2003, с. 17-40.
6.6. Щипков В.П., Кривошеина Г.Н. Общая и медицинская генетика. М., 2003, с. 11-16.
7. Контроль:
7.1. Оценка компетенций – знание
7.1.1. Устный опрос по вопросам темы.
7.1.2. Тестовый контроль – 2 варианта по 10 вопросов.
7.1.3. Зарисовки:
- принципов репликации ДНК (Муминов Т.А., Куандыков Е.У. Основы молекулярной биологии (курс лекций), с.23, рис. 9);
- расположение основных белков в репликационной вилке (Муминов Т.А., Куандыков Е.У. Основы молекулярной биологии (курс лекций), с.26, рис. 12);
- синтеза отстающей цепи ДНК (Муминов Т.А., Куандыков Е.У. Основы молекулярной биологии (курс лекций), с. 35, рис. 16).
Задача.
Участок ДНК имеет следующий состав нуклеотидов:
3 ... АГТАЦГГЦАТГЦАТТАЦАТГЦЦГЦ.... 5 . Напишите нуклеотидный состав дочерних ДНК, образовавшихся в результате репликации исходного фрагмента ДНК. Укажите, какие из полинуклеотидных цепей являются старыми и новыми.
7.1.5. Заполните таблицу «Функции ферментов, участвующих в репликации ДНК».
| № | Ферменты | Функции |
| 1. | Хеликаза | |
| 2. | SSB - белок | |
| 3. | Топоизомераза | |
| 4. | ДНҚ -полимераза | |
| 5. | Праймаза | |
| 6. | ДНҚ -лигаза | |
| 7. | Эндонуклеаза |
8. Контрольные вопросы:
8.1. Типы переноса наследственной информации.
8.2. Принципы репликации.
8.3. Репликация ведущей и отстающей цепи ДНК.
8.4. Ферменты репликации и их функции.
8.5. Механизмы возникновения и коррекции ошибок репликации.
8.6. Теломеры, строение, функции.
8.7. Теломеразы, строение, функции.
8.8. Механизмы дорепликации дочерней цепи ДНК.
Занятие № 4
1. Тема: Транскрипция
2. Цель: Сформировать у студентов знания о молекулярных механизмах реализации наследственной информации на уровне транскрипции, роли и значении транскрипции в функцировании живых организмов
3. Задачи обучения:
- сформировать у студентов знания о сущности транскрипции;
- изучить сущность и молекулярные механизмы различных этапов транскрипции;
-изучить и понять особенности транскрипции у про- и эукариотических организмов;
- изучить и понять сущность и значение процессинга и сплайсинга эукариотической и-РНК;
- изучить и понять роль нарушений транскрипции в развитии патологических состояний.
4. Основные вопросы темы:
4.1. Транскрипция, определение, стадии.
4.2. Матричный принцип синтеза и- РНК.
4.3. Транскрипция прокариотических генов.
4.4. Транскрипция эукариотических генов.
4.5.Постранскрипционная модификация ядерной и-РНК. Созревание (процессинг) ядерной РНК. Сплайсинг, альтернативный сплайсинг, генетическое значение.
5. Методы обучения: комбинированный метод обучения (беседа, решение типовых и ситуационных задач, зарисовка схем)
6. Литература:
6.1. Генетика. Под ред. Иванова В.И. М., 2006, с. 54, 201-210.
6.2. Гинтер Е.К. Медицинская генетика. М., 2003, с. 35-46.
6.3. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск, 2006, с. 123-126, 172-196.
6.4. Коничев А.С., Севастьянова Г.А. Молекулярная биология. М., 2005, с. 243-295.
6.5. Льюин Б. Гены. М., 1987, с.132-174, 310-342.
6.6. Муминов Т.А., Куандыков Е.У. Основы молекулярной биологии (курс лекций). Алматы, 2007, с. 42-64.
6.7. Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная биология. М., 2003, с.85-148.
6.8. Медицинская биология и генетика. Учебное пособие под ред. проф. Куандыкова Е.У. Алматы, 2004, с. 29-41.
7. Контроль:
7.1. Оценка компетенций – знание.
7.1.1. Устный опрос по вопросам темы.
7.1.2. Тестовый контроль – 2 варианта по 10 вопросов.
7.1.3. Решение задач. - Дана последовательность нуклеотидов РНК. Определить структуру ДНК и белка. Определить кодирующие и матричные цепи в молекуле ДНК. Указать 5'-3' концы молекулы РНК и ДНК.
м-РНҚ 7 met- G-AUGUUUCUACACACGGUAGACGCCGGCUGGCGAUAG – (A)
7.1.4. Решение задач. Дана последовательность нуклеотидов смысловой цепи в молекуле ДНК. Определить структуры молекулы м- РНК. Укажите 5'-3' концы молекулы РНК
ДНК
5' ATGGACGAAAATCCGGATCGCCAAGGTATTTTGA
3'
7.8. Смоделируйте образцы белка А, В, С из данного гена
| Э1 | Э2 | Э3 | Э4 | Э5 | Э6 | Э7 | Т |
7.2. Оценка компетенций – практические навыки:
7.2.1. Изобразить и объяснить процесс транскрипции, охарактеризовать стадии и ферменты, участвующие в транскрипции
7.2.2. Изобразить и объяснить механизмы процессинга и-РНК
8. Контрольные вопросы:
8.1. Роль и значение транскрипции в процессе жизнедеятельности организмов (клеток).
8.2. Чем отличается транскрипция у эукариотических генов от транскрипции прокариотических генов.
8.3. В чем заключается постранскрипционная модификация эукариотических и- РНК.
8.4. Каково генетическое значение альтернативного сплайсинга.
Занятие № 5
1. Тема: Трансляция, генетический код
2. Цель: Сформировать у студентов знания о молекулярных механизмах биосинтеза белка и его роли в обеспечении и поддержании жизнедеятельности клеток и организмов
3. Задачи обучения:
- изучение молекулярных механизмов биосинтеза белка
- изучение стадий основных структур ферментов, участвующих в трансляции их роли в обеспечении биосинтеза белка
- изучение сущности и свойств генетического кода и его значения в процессе трансляции гена
- изучение и понимание механизмов возникновения нарушения процесса трансляции и их значения в патогенезе заболеваний
4. Основные вопросы темы:
4.1. Трансляция, определение, стадии
4.2. Генетический код, определение, свойства
4.3. Рибосомы, строение, функции
4.4. Характеристика стадий инициации, элонгации и терминации трансляции
4.5. Особенности биосинтеза белков у про- и эукариот
4.6. Значение нарушений трансляции в медицине
5. Методы обучения: комбинированный метод обучения (беседа, решение типовых и ситуационных задач, зарисовка схем)
6. Литература:
6.1. Генетика. Под ред. Иванова В.И. М., 2006, с. 54.
6.2. Гинтер Е.К. Медицинская генетика. М., 2003, с. 35-46, 1994, с. 253-267. 287-301.
6.3. Коничев А.С., Севастьянова Г.А. Молекулярная биология. М., 2005, с. 296-328.
Льюин Б. Гены. М., 1987, 72-130.
6.4. Муминов Т.А., Куандыков Е.У. Основы молекулярной биологии (курс лекций). Алматы, 2007, с. 64-82.
6.5. Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная биология. М., 2003, с.149-217.
6.6. Медицинская биология и генетика. Учебное пособие под ред. проф. Куандыкова Е.У. Алматы, 2004, с. 29-41.
7. Контроль:
7.1. Оценка компетенций – знание.
7.1.1.Устный опрос по вопросам темы.
7.1.2. Тестовый контроль – 2 варианта по 10 вопросов.
7.1.3. Зарисовка схем:
7.1.4.- состав бактериальной рибосомы (Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная биология, с. 161, рис. 3.10).
7.1.5. Решение задач (Медицинская биология и генетика. Учебное пособие под ред. проф. Куандыкова Е.У., с.39, № 3,4,7,).
7.1.6.Белок инсулин – 51аминокислота. Найти: количество нуклеотидов, содержащихся в гене, в котором запрограммирован белок инсулин?
7.1.7.В процессе трансляции участвовало 30 молекул т-РНК. Определите число аминокислот, входящих в состав синтезируемого белка,а также число триплетов и нуклеотидов в гене, который кодирует этот белок.
7.1.8.В биосинтезе полипептида участвовали т-РНК с антикодонами УУА, ГГЦ, ЦГЦ, ААГ, ЦГУ. Определите нуклеотидную последовательность участка каждой цепи молекулы ДНК, который несет информацию о синтезируемом полипептиде, и число нуклеотидов, содержащих А, Г, Т, Ц в двухцепочечной молекуле ДНК.
7.1.9Укажите порядок расположения аминокислот на одном из участков молекулы белка, если известно, что он кодируется такой последовательностью нуклеотидов ДНК
...ГГТ АЦА ЦТЦ ААГ ГТА...
Как изменится ответ, если химическим путем из молекулы ДНК будет удален шестой нуклеотид?
7.1.10.Заполнение таблицы на тему: «Реализация наследственной информации: транскрипция, трансляция»
| Транскрипция | Трансляция |
| Что необходимо? | |
| 1. 2. 3. | 1. 2. 3. 4. 5. 6. |
| Где происходит? | |
| Что образуется? | |
7.2. Оценка компетенций – практические навыки.
7.2.1. Изобразить и объяснить процесс трансляции гена
7.2.2.Перечислить, изобразить и объяснить свойства генетического кода
8. Контрольные вопросы:
8.11. В чем заключается сущность трансляции, ее биологическое и генетическое значение?
8.2. Что представляет собой генетический код?
8.3. Чем отличается трансляция у про- и эукариот?
8.4. В чем заключается роль рибосом, т –РНК в процессе трансляции.
8.5.Каковы принципы и механизмы возникновения ошибок трансляции и их медицинское значение?
Занятие № 6 - 7
1. Тема: Регуляция экспрессии генов
2. Цель: Сформировать у студентов знания о сущности экспрессии генов, молекулярных механизмах регуляции активности генов, роли нарушений экспрессии генов в возникновении и развитии патологических состояний
3. Задачи обучения:
- сформировать у студентов знания и понимание сущности регуляции активности генов
- изучить молекулярно-генетические механизмы регуляции активности генов
- изучить особенности регуляции про- и эукариотических генов
- изучить роль различной активности генов в фундаментальных процессах жизнедеятельности организмов: онтогенезе, морфогенезе, гистогенезе
-сформировать у студентов понимание значение нарушений регуляции активности генов в возникновении патологических изменений в клетках и организме
4. Основные вопросы темы:
4.1. Регуляция активности генов, понятие, сущность,значение в жизнедеятельности организмов (клеток).
4.2. Оперонная модель регуляции активности генов у прокариот.
4.3. Типы регуляции активности генов (негативный, позитивный, репрессибельный).
4.4. Уровни регуляции активности генов, характеристика
4.5. Особенности регуляции активности эукариотических генов.
4.6. Нарушения регуляции активности генов и их связь с патологическими процессами.
5. Методы обучения: комбинированный метод обучения (беседа, решение типовых и ситуационных задач, зарисовка схем)
6. Литература:
6.1. Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. М., 1988, Том 1, с.88-158.
6.2. Гинтер Е.К. Медицинская генетика. М., 2003, с. 28-50.
6.3. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск, 2006, с. 107-196.
6.4. Муминов Т.А.,Куандыков Е.У. Основы молекулярной биологии (курс лекций). Алматы, 2007, с.83-97.
6.5. Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная биология. М., 2003, с. 85-213.
7. Контроль:
7.1. Оценка компетенций – знание.
7.1.1. Устный опрос по вопросам темы.
7.1.2. Тестовый контроль – 2 варианта по 10 вопросов.
7.1.3. Зарисовка схем:
- модель оперона (Муминов Т.А., Куандыков Е.У. Основы молекулярной биологии, с. 85, рис. 43, первый ряд);
7.1.4. Решение задач.
Сайт узнавания РНК- полимеразы – ТАТААТ, -35 нуклеотидная последовательность-
ТТ ГАЦ А
Сайт узнавания белка-репрессора в опероне (оператор) – АТТТТАТ, структурные гены начинаются с кодонов ТАЦ и заканчиваются кодонами АТЦ, между генами находятся спейсерные участки ТТТТ.
а) Используя эти данные, постройте модель Lac–оперона, состоящий из трех структурных генов:
структурный ген Z- состоит из 5 кодонов, структурные геныY и A - из 4 кодонов.
б) Проведите транскрипцию. Сколько и РНК образуется с данного участка?
в) Сколько белков закодировано на этом участке ДНК? Определите их структуру.
7.1.5. Заполнение таблицы «Уровни регуляции эукариотических генов»
| Уровни регуляции эукариотических генов | Характеристика |
| геномный | |
| транскрипционный | |
| постранскрипционный | |
| трансляционный | |
| пострансляционный |
7.2. Оценка компетенций – практические навыки.
7.2.1. Изобразите и объясните механизмы регуляции экспрессии генов.
-определить элементы, входящие в состав триптофанового оперона, тип и активность оперона.
8. Контрольные вопросы:
8.1. Что является критерием активности генов?
8.2. Какие структурные элементы входят в состав оперона?
8.3. Чем отличаются механизмы регуляции про- и эукариотических генов?
8.4. Каковы медицинские последствия нарушения механизмов регуляции активности генов у человека?
Занятие № 8
1. Тема: Рубежный контроль по разделу: «Основы молекулярной биологии»
2. Цель: Определить уровеньусвоения и пониманиястудентами материалалекций ипрактических занятий по структурной организации и функционированию генетического материала на молекулярном уровне.
3. Задачи обучения: Путем устного опроса, тестирования и решения типовых задач определить уровень усвоения и понимания студентами данного раздела.
4. Задания по теме:
4.1. Предмет и задачи молекулярной биологии и генетики.
4.2. Основные этапы развития молекулярной биологии и генетики.
4.3. Объекты и методы молекулярно-генетических исследований.
4.4. Достижения зарубежных и отечественных ученых в области молекулярной
биологии и генетики.
4.5. Роль молекулярно-генетических знаний в медицине.
4.6. Нуклеиновые кислоты, виды, строение и функции.
4.7. Строение нуклеотида. Образование полинуклеотидной цепи.
4.8. Нуклеотидный состав ДНК. Видовая специфичность. Правило Чаргаффа.
Биологическое значение.
4.9. РНК. Виды РНК, функции.
4.10. Ген –молекулярно – биологическое определение.
4.11. Мутон, рекон, цистрон – определение, понятие.
4.12. Молекулярно – генетическое строение гена прокариот.
4.13. Молекулярно – генетическое строение гена эукариот.
4.14. Кодирующие и регуляторные последовательности, определение, функции.
4.15. Классификация генов.
4.16. Направления и типы переноса наследственной информации в живых организмах
4.17. Принципы репликации ДНК.
4.18. Особенности репликации лидирующей и отстающей цепей ДНК.
4.19. Основные ферменты, участвующие в репликации и их функции
4.20. Причины, механизмы возникновения и устранения ошибок репликации
4.21. Строение и функции теломерной ДНК и особенности ее репликации
4.22. Биологическое и медицинское значение ошибок репликации и недорепликации
теломерных участков линейных молекул ДНК
4.23. Транскрипция, определение, стадии.
4.24. Матричный принцип синтеза и- РНК.
4.25. Транскрипция прокариотических генов.
4.26. Транскрипция эукариотических генов.
4.27.Постранскрипционная модификация ядерной и-РНК. Созревание (процессинг) ядерной РНК. Сплайсинг, альтернативный сплайсинг, генетическое значение.
4.28. Трансляция, определение, стадии.
4.29. Генетический код, определение, свойства.
4.30. Рибосомы, строение, функции
4.31. Характеристика стадий инициации, элонгации и терминации трансляции
4.32. Особенности биосинтеза белков у про- и эукариот.
4.33. Значение нарушений трансляции в медицине.
4.34. Регуляция активности генов, понятие, сущность,значение в жизнедеятельности организмов (клеток).
4.35. Оперонная модель регуляции активности генов у прокариот.
4.36. Типы регуляции активности генов (негативный, позитивный, репрессибельный).
4.37. Уровни регуляции активности генов, характеристика
4.38. Особенности регуляции активности эукариотических генов.
4.39. Нарушения регуляции активности генов и их связь с патологическими процессами.
5. Методы обучения: комбинированный метод обучения (беседа, решение ситуационных задач)
6. Литература:
6.1. Айала Ф., Кайгер Дж. Современная генетика. М., 1988.
6.2. Албертс Б. и др. Молекулярная биология клетки М., 1986, 1994.
6.3. Гинтер Е.К. Медицинская генетика. М., 2003.
6.4. Генетика. Под ред. Иванова В.И. М., 2006.
6.5. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск, 2006.
6.6. Заяц Р.Г. и др. Общая и медицинская генетика. Ростов-на-Дону, 2002.
6.7. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. М., 1989.
6.8. Коничев А.С., Севастьянова Г.А. Молекулярная биология. М., 2005.
6.9. Льюин Б. Гены. М., 1987.
6.10. Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная биология. М., 2003.
6.11. МуминовТ.А.,Е.У.Куандыков Основы молекулярной биологии (курс лекций). А., 2007.
6.12. Фаллер Д..М., Шилдс Д. Молекулярная биология клетки. М., 2006.
6.13. Ярыгин В.Н. и др. Биология. Кн. 1, М., 2001.
7. Контроль:
7.1. Оценка компетенций – знание.
7.1.1. Устный опрос по вопросам темы.
7.1.2. Тестовый контроль –12 варианта по 10 вопросов.
7.2. Оценка компетенций – практические навыки.
