Методы молекулярно-генетических исследований

Аннотация
рабочей программы дисциплины
М2.В.ОД.2. Методы молекулярно-генетических исследований
Направление подготовки: 020400.68 «Биология»
1. Цели и задачи дисциплины
Цель: состоит в формировании систематизированных знаний и представлений о
принципах и сфере конкретного применения методов молекулярно-генетических
исследований; получении целостных представлений об информативности современных
методов молекулярно-генетических исследований; формировании понимания важности и
необходимости использования современных методов молекулярно-генетических
исследований в решении комплексных проблем в любых разделах современной биологии.
Задачи: изучение методов, лежащих в основе молекулярного клонирования,
геномики, транскриптомики, протеомики (выделение и анализ ДНК, РНК, белков;
полимеразная цепная реакция; синтез кДНК; секвенирование; полимеразная цепная
реакция в реальном времени), изучение методов исследования экспрессии генов
(Саузерн-гибридизация, Нозерн-гибридизация, Вестерн-гибридизация, иммуноблотинг);
получение системных представлений о связи методов биоинформатики и
молекулярно-биологических баз данных с методами молекулярно-генетических
исследований.
2. Место дисциплины в учебном плане и общая трудоемкость
Дисциплина М2.В.ОД.4 «Методы молекулярно-генетических исследований»
относится к вариативной части профессионального цикла и опирается на дисциплины
«Биохимия», «Цитология», «Генетика», «Микробиология», «Молекулярная биология».
Необходима для освоения дисциплин «Основные регуляторные системы метаболизма»,
«Сигнальные системы клетки», «Молекулярная биология белков», «Молекулярная
биология нуклеиновых кислот», научно-исследовательская практика по профилю.
Общая трудоемкость дисциплины – 2 зач. ед. (72 час.).
3. Формируемые компетенции: ОК-2; ОК-5; ПК-1; ПК-4; ПК-5; ПК-7; ПК-8;
ПК-9; ПК-16.
4. Знания, умения, навыки, формируемые в результате освоения дисциплины
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
знать:
- принципы методов молекулярного клонирования, геномики, транскриптомики,
протеомики; сферы применения современных методов молекулярно-генетических
исследований; принципы работы основных приборов и приборных комплексов,
применяемых при реализации методов молекулярно-генетических исследований;
- современные проблемы в области молекулярного клонирования, геномики,
транскриптомики, протеомики и использовать эти знания в сфере будущей
профессиональной деятельности для постановки и решения новых задач;
уметь:
- с помощью информационных технологий самостоятельно приобретать знания в
области
молекулярно-генетических
исследований,
анализировать
имеющуюся
информацию и использовать полученные знания для расширения своего кругозора и
совершенствования общей профессиональной подготовки; использовать полученные
знания в ходе решения задач будущей профессиональной деятельности;
- самостоятельно ставить задачу и выполнять лабораторные (полевые)
молекулярно-генетические исследования при решении конкретных задач по
специализации с использованием современной аппаратуры и вычислительной техники;
владеть:
- системными представлениями о связи методов молекулярно-генетических
исследований с методами биоинформатики и молекулярно-биологическими базами
данных;
- навыками организации и руководства работой профессиональных коллективов,
способностью к междисциплинарному общению и к свободному деловому общению на
русском и иностранных языках, работе в международных коллективах.
5. Соержание дисциплины
Тема 1. Методология работы in vitro.
Тема 2. Маркерные гены и селекция трансгенных растений.
Тема 3. Использование бактериальных штаммов в молекулярной биологии.
Тема 4. Генетический анализ ДНК.
Тема 5. Выделение, очистка и анализ ДНК.
Тема 6. Выделение и очистка РНК, способы её анализа.
Тема 7. Особенности выделения ДНК и РНК разного происхождения.
Тема 8. Полимеразная цепная реакция.
Тема 9. Синтез кДНК.
Тема 10. Секвенирование.
Тема 11. Саузерн-гибридизация.
Тема 12. Нозерн-гибридизация.
Тема 13. Вестерн-гибридизация.
Тема 14. Технологии, основанные на ДНК-чипах.
Тема 15. Введение в геномику.
Тема 16. Введение в транскриптомику.
Тема 17. Введение в протеомику.
Тема 18. Выделение и очистка субклеточных структур. Митохондрии.
Тема 19. Идентификация и анализ выделенных клеточных компонентов.
Ферменты-маркеры. Полярографический анализ.
Тема 20. ДНК-синтезирующая система митохондрий.
Тема 21. РНК-синтезирующая система митохондрий.
Тема 22. Белок-синтезирующая система митохондрий.
Тема 23. Метод run-on транскрипции митохондриальных генов.
6. Виды учебной работы
Лабораторные занятия.
7. Технические и программные средства обучения, Интернет- и
интернет-ресурсы
Кафедра располагает двумя специализированными аудиториями, в которых
установлены две биохимические лаборатории, занятия в достаточной степени оснащены
химической посудой и оборудованием. Отдельные занятия проводятся на базе
лабораторий физиологии растительной клетки, физиологической генетики и генетической
инженерии Сибирского института физиологии и биохимии растений СО РАН с
привлечением необходимой инструментальной и приборной базы, расходных материалов
и препаратов и мультимедийного оборудования. Занятия сопровождаются демонстрацией
иллюстративного материала из литературных источников, готовятся копии схем,
рисунков, помогающие восприятию материала по данному вопросу. Используется
программное обеспечение и мультимедийное оборудование факультета и кафедры,
демонстрационные материалы в виде мультимедийных презентаций.
Интернет-ресурсы:
http://biomolecula.ru;http://elibrary.ru/defaultx.asp; www.membrana.ru;
http://en.wikipedia.org/wiki/Bioenergetics; http://www.xumuk.ru;
http://humbio.ru/humbio/Biochem/000b6185.htm;
http://window.edu.ru;http://www.biotechnolog.ru; http://www.inbi.ras.ru;
http://www.iteb.serpukhov.su;http://www.molbiol.ru;http://www.molbiol.ru;
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed;http://www.pereplet.ru;
http://www.plantphysiol.org;http://www.pnas.org;
http://www.protein.bio.msu.ru/biokhimiya/index.htm; http://www.rusbiotech.ru;
http://www.sambal.co.uk/biology.html; www.elementy.ru; www.biolinks.net.ru;
http://www.volgmed.ru/biochem/301/edu-libr-d.php;
http://www.yanko.lib.ru/books/biolog/nagl_biochemindex.htm.
8. Формы текущего контроля успеваемости студентов
Ответы на вопросы в ходе лабораторных занятий; письменный и устный опросы по
отдельным темам из списка вопросов к зачету; тестирование; написание реферата;
создание протокола эксперимента в произвольной форме; написание отчета по
конкретной лабораторной работе.
9. Виды и формы промежуточной аттестации
Формой аттестации является зачет.
Разработчики аннотации
Ю.М. Константинов, д.б.н., профессор кафедры физиологии растений, клеточной
биологии и генетики;
Н.И. Рекославская, д.б.н., профессор кафедры физиологии растений, клеточной
биологии и генетики;
О.И. Грабельных, к.б.н., доцент кафедры физиологии растений, клеточной
биологии и генетики.