Untitled - Казанский (Приволжский) федеральный университет

1. КРАТКАЯ АННОТАЦИЯ
Целью курса является ознакомление с теоретическими и прикладными аспектами
генетической токсикологии и антимутагенеза. Особое внимание уделяется анализу современных
научных данных о последствиях индуцированного мутагенеза в популяции человека:
наследственные заболевания, человека, канцерогенез и др., проблемы их профилактики и
терапии. При освоении курса формируются представления о молекулярно-биохимических
механизмах антимутагенеза; закономерностях действия различных групп антимутагенов и
антиканцерогенов, перспективах применения антимутагенов для профилактики и терапии
генетически детерменированных заболеваний человека. Цели освоения дисциплины также
предусматривают изучение современных методов оценки генотоксичности и мутагенности
факторов различной природы, а также антимутагенных свойств синтетических и природных
соединений.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) В СТРУКТУРЕ ОПОП
Дисциплина Б1.В.ДВ.2 «Генетическая токсикология и антимутагенез» относится к дисциплинам
по выбору Б1.В.ДВ по направлению подготовки кадров высшей квалификации 06.06.01
Биологические науки, направленность (профиль) подготовки 03.02.03 Микробиология.
Осваивается на втором курсе (4 семестр).
Дисциплина базируется на знаниях, приобретенных аспирантами при изучении генетики,
химии, биохимии, микробиологии, молекулярной биологии.
Изучение данной дисциплины базируется на подготовке по биологии и микробиологии в
рамках Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования
(Приказ МОН РФ № 871 от 30 июля 2014 г.), Уровень высшего образования – Подготовка
кадров высшей квалификации по направлению подготовки 06.06.01 – Биологические науки
(аспирантура).
Программа дисциплины «Генетическая токсикология и антимутагенез» составлена
согласно ФГОС ВО программ подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре по
направлению подготовки 06.06.01 биологические науки (уровень подготовки кадров высшей
квалификации).
Программа реализуется в форме лекций, практических занятий и самостоятельной работы
аспирантов. Контроль самостоятельной работы осуществляется во время практических занятий.
Дисциплина является составной частью курса Микробиология и служит основой для
научно-исследовательской работы аспирантов, для выполнения экспериментальных и
описательных лабораторных работ, написания диссертационного исследования.
3. ПЕРЕЧЕНЬ ПЛАНИРУЕМЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
(МОДУЛЮ)
Обучающийся, завершивший изучение дисциплины, должен
Знать:
- основные виды повреждений ДНК, механизмы спонтанного и индуцированного
мутагенеза;
- основные группы генетически активных факторов окружающей среды;
- негативные последствия действия генетически активных факторов на здоровье
человека;
- факторы защиты наследственного аппарата от мутаций;
- основные группы и механизмы действия антимутагенов;
- молекулярные основы применения антимутагенов в качестве антиканцерогенов;
- методы исследования генотоксичности и антимутагенного потенциала факторов
2
различной природы..
Уметь:
- осуществлять поиск информации по предмету;
- анализировать и использовать полученные знания при изучении других дисциплин и в
профессиональной деятельности.
Владеть:
- информацией о научных разработках в области экологической генетики человека и
комплексе мер по выявлению и устранению генетически активных факторов из среды
обитания человека.
- информацией о молекулярно-биохимической основах применения антимутагенов для
профилактики и терапии генетически детерминированных заболеваний человека;
- основными методами оценки генотоксичности, мутагенности факторов различной
природы и антимутагенного действия синтетических и природных соединений.
Демонстрировать способность и готовность:
- использовать полученные знания при изучении других дисциплин,
- использовать полученные знания при выполнении практических лабораторных задач, в
научно-исследовательской работе.
В результате освоения дисциплины формируются компетенции:
Шифр компетенции
ОПК-1
ОПК-2
ПК-1
ПК-2
ПК-3
УК-1
УК-3
Расшифровка приобретаемой компетенции
способность
самостоятельно
осуществлять
научноисследовательскую
деятельность
в
соответствующей
профессиональной области с использованием современных методов
исследования и информационно-коммуникационных технологий
готовность к преподавательской деятельности по образовательным
программам
высшего
образования
в
области
генетики,
микробиологии, молекулярной биологии.
способность
самостоятельно
анализировать
имеющуюся
информацию, выявлять фундаментальные проблемы, ставить
задачу и выполнять полевые, лабораторные биологические
исследования при решении конкретных задач по специализации с
использованием современной аппаратуры и вычислительных
средств, демонстрировать ответственность за качество работ и
научную достоверность результатов
умение работать с живыми системами: клетками, тканями,
экспериментальными животными и биологическим материалом
способность творчески применять современные компьютерные
технологии при сборе, хранении, обработке, анализе и передаче
биологической информации
способность к критическому анализу и оценке современных
научных достижений, генерированию новых идей при решении
исследовательских и практических задач, в том числе в
междисциплинарных областях
готовность участвовать в работе российских и международных
исследовательских коллективов по решению научных и научнообразовательных задач
3
УК-4
готовность использовать современные методы и технологии
научной коммуникации на государственном и иностранном языках
В результате освоения дисциплины также приобретаются знание истории и методологии
биологических наук, расширяющие общепрофессиональную, фундаментальную подготовку;
способность использовать основные теории мутагенеза и антимутагенеза, способность к
системному мышлению; глубоко понимание и готовность творчески использовать в научной,
преподавательской
и
производственно-технологической
деятельности
современные
представления о генетических последствиях загрязнения окружающей среды антропогенными
факторами и комплексе мер, направленных на сохранение генетической стабильности
организма человека.
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
4.1. Распределение трудоёмкости дисциплины (в часах) по видам нагрузки обучающегося и
по разделам дисциплины
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единиц, 108 часов.
Форма промежуточной аттестации по дисциплине: зачет в 4 семестре.
№
ПрактиСемЛекции ческие
естр
занятия
Раздел Дисциплины
Введение. Генетическая токсикология и
1 антимутагенез: история, цели и задачи научной
дисциплины.
Молекулярные механизмы индукции
повреждений ДНК и мутаций. Генетически
2 активные факторы окружающей среды
(физические, химические и биологические
факторы).
Биотрансформация химических соединений в
3 организме человека: роль в мутагенезе,
канцерогенезе и антимутагенезе.
Медицинские и биологические последствия
индуцированных мутаций и эпигенетических
4
изменений: наследственные заболевания
человека, канцерогенез, старение и др.
Антимутагенез в системе генетической
5 безопасности. Молекулярно-биохимические
механизмы антимутагенеза.
Классификация антимутагенов. Антимутагенные
6 свойства синтетических и природных
соединений.
Генотоксикологический скрининг. Методы
оценки генотоксичности, мутагенности
7 факторов различной природы и антимутагенных
свойств синтетических и природных
соединений.
4
ЛабоСамостораторятельная
ные
работа
работы
4
2
4
4
4
4
14
4
2
2
10
4
4
4
14
4
2
2
10
4
2
4
10
4
2
2
10
4.2 Содержание дисциплины
Тема 1. Введение. Генетическая токсикология и антимутагенез: история, цели и
задачи научной дисциплины.
лекционное занятие (2 часа)
Негативные последствия распространения генетически активных факторов в окружающей
среде. Возникновение генетической токсикологии, как науки. Цель генетической токсикологии
– свести к минимуму степень риска мутагенных воздействий, уменьшить генетическую
опасность для всего живого. Связь генетической токсикологии с экологической генетикой. Роль
биотестирования в развитии профилактических и терапевтических мероприятий. Основные
принципы и система контроля генетической безопасности. Организации, осуществляющие
контроль над системой биотестирования в области генетической токсикологии. Цели и задачи
научных исследований в области антимутагенеза: поиск эффективных методов и факторов
защиты генома от повреждающих факторов окружающей среды.
Тема 2. Молекулярные механизмы индукции повреждений ДНК и мутаций.
Генетически активные факторы окружающей среды (физические, химические и
биологические факторы).
лекционное занятие (4 часа)
Оосновные типы повреждения ДНК (модификация оснований: таутомеризация азотситых
оснований, окисление, алкилирование, гидролиз; димеризация пиримидинов; разрывы цепей
ДНК (одиночные и двойные); образование аддуктов; сшивки ДНК-ДНК; сшивки ДНК-белок) и
причины их возникновения (эндогенные и экзогенные). Мутации и мутагены. Классификация
мутаций (по характеру изменения генома: генные, хромосомные, геномные; по проявлению в
гетерозиготе; по значению для организма; по уклонению от нормы (дикого типа); по
локализации в клетке; по характеру изменения фенотипа; по причинам возникновения; по
возможности наследования). Спонтанные мутации: основные гипотезы о причинах их
возникновения. Эндогенные факторы как основные причины инициации спонтанных мутаций в
организме. Индуцированный мутагенез. Краткая характеристика возможных патологических
изменений в организме, индуцированных мутациями в соматических и половых клетках.
Тема 3. Биотрансформация химических соединений в организме человека: роль в
мутагенезе, канцерогенезе и антимутагенезе.
лекционное занятие (4 часа)
Механизмы биотрансформации ксенобиотиков. I фаза биотрансформации ксенобиотиков в
организме млекопитающих - модификация молекулы ксенобиотика с образование
функциональных групп. Роль оксидаз со смешанной функцией (монооксигеназ) в
биотрансформации ксенобиотиков. Важнейшие свойства ферментов микросомального
окисления. Реакции монооксигеназного окисления: эпоксидирование двойных связей, Nокисление, окисление тиоэфиров, десульфорирование, окислительное деалкилирование Nдезалкилирование. Реакции восстановления с участием нитрозоредуктаз, нитроредуктаз,
дегалогеназ. Гидролитические превращения (расщепление эфиров, расщепление амидов кислот,
реакции с участием эпоксидгидролаз, флюорогидролаз). II фаза биотрансформации
ксенобиотиков. Реакции конъюгации - соединение промежуточных метаболитов с эндогенными
субстратами увеличивающих гидрофильность и уменьшающих токсичность ксенобиотиков.
Трансферазы
–
ферменты
второй
фазы
биотрансформации
ксенобиотиков:
глутатионтрансферазы, УДФ-глюкуронилтрансферазы, сульфотрансферазы, ацетилтрансферазы,
метилтрансферазы). Роль кишечной микрофлоры в метаболизме чужеродных химических
соединений. Факторы, влияющие на метаболизм ксенобиотиков (пол, возраст, химические
вещества). Два класса индукторов энзимов биотрансформации ксенобиотиков.
5
Тема 4. Медицинские и биологические последствия индуцированных мутаций и
эпигенетических изменений: наследственные заболевания человека, канцерогенез,
старение и др.
лекционное занятие (2 часа)
Мутации в наследственных и соматических клетках – начальное звено патогенеза.
Классификация генетически детерменированных заболеваний человека (соматические и
наследственные болезни). Наследственные болезни человека: генные, хромосомные и геномные
заболевания. Виды моногенных заболеваний по типу наследования (аутосомно-доминантный,
аутосомно-рецессивный и сцепленный с полом типы). Примеры моногенных болезней.
Хромосомные и геномные болезни: классификация и симптоматика. Болезни с наследственной
предрасположенностью (многофакторные): виды, роль наследуемых и средовых факторов в их
происхождении, особенности возникновения и проявления. Аутоиммунные заболевания, диабет,
старение.
Канцерогенез. Понятие о канцерогенах, их классификация. Классификация опухолей по
типу клеток, из которых они возникли, и по типу ткани. Стадии канцерогенеза: инициация –
промоция – уклонение трансформированных клеток от дифференцировки - прогрессия рака.
Онкогены. Гены-супрессоры опухолей.
Основные молекулярные механизмы эпигенетических изменений: метилирование ДНК,
деацетилирование гистонов, метилирование мРНК, их роль в дифференциации клеток и
развитии многоклеточного организма. Влияние эпигенетических явлений на продолжительность
жизни и здоровье человека.
Тема 5. Антимутагенез в системе генетической безопасности. Молекулярнобиохимические механизмы антимутагенеза.
лекционное занятие (2 часа)
Понятие об антимутагенезе и антимутагенных факторах. Открытие феномена
антимутагенеза в 1952 году Новиком (Novick) и Сцилардом (Szillard) у E. coli. Три уровня
антимутационной защиты: на уровне клеток, организмов и популяций - природных сообществ.
Технологический, компонентный и компенсационный уровни решения проблемы
предотвращения и профилактики генетических последствий загрязнения окружающей среды.
Молекулярные механизмы действия антимутагенов. Система репарации ДНК, как основная
система защиты от возникновения мутаций. Роль антиоксидантов в антимутагенной защите.
Влияние антимутагенов на
систему метаболической активации ксенобиотиков, на
транскрипционные факторы и сигнальные пути, вовлеченные в апоптоз и регуляцию клеточного
цикла; подавляют воспаление и ангиогенез. Биологические эффекты антимутагенов
опосредованные с изменениями в экспрессии генов, ответственных за те или иные защитные
системы. Полифункциональность антимутагенов.
Тема 6. Классификация антимутагенов. Антимутагенные свойства синтетических и
природных соединений.
лекционное занятие (2 часа)
Классификация антимутагенов (T. Kada, 1982; S. De Flora, C. Ramel 1984; T. Kada et al.,
1987). Десмутагены. Биоантимутагены: мембранные антимутагены, метаболические
антимутагены, антиоксиданты, репарационные антимутагены.
Антимутагенные свойства фармакологических соединений и возможности их
практического
применения.
Бензодиаепиновые
транквилизаторы.
Производные
меркаптобензимидазола. Производные 3-оксипиридина и 1,4-дигидропиридина. Индукторы
интерферона.
Природные антимутагены. Растительные антимутагены. Вторичные метаболиты растений,
обладающие антимутагенным и антиканцерогенным действием. Антимутагенные свойства
лишайников.
Тема 7. Генотоксикологический скрининг. Методы оценки генотоксичности,
6
мутагенности факторов различной природы и антимутагенных свойств
синтетических и природных соединений.
лекционное занятие (2 часа)
Методы оценки генотоксичности, мутагенных и антимутагенных свойств различных
факторов. Требования к тест-системам, используемым в генетической токсикологии. Принцип
трехступенчатости системы скрининга на генотоксичность и антимутагенность.Тесты с
использованием растений (цитогенетические тесты на Allium cepa, Vicia faba, Crepis capellaris);
тесты для оценки антимутагенного действия в клетках животных (тест на Drosophila
melanogaster, метод ДНК-комет, цитогенетические тесты на клетках млекопитаюших). Оценка
результатов тестов. Формула для расчета антимутагенного эффекта.
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Курс лекций и практических занятий, организованных по стандартной технологии в
интерактивной форме с живым диалогом между преподавателем и обучающимся. Используются
следующие формы учебной работы: лекции, практические занятия в группах, самостоятельная
работа обучающегося (выполнение домашних заданий), консультации. Использование
мультимедийных средств и интернета.
Образовательный процесс по дисциплине «Генетическая токсикология и антимутагенез»
предусматривает использование материалов электронного образовательного ресурса (ЭОР)
«Антимутагенез»: (http://bars.kpfu.ru/course/view.php?id=999) и электронной библиотечных
систем, к которым имеется доступ через Научную библиотеку им. Н. И. Лобачевского КФУ:
znanium.com http://www.znanium.com
«Консультант студента» http://www.studmedlib.ru
«Издательство «Лань» http://e.lanbook.com/
Библиороссика» http://www.bibliorossica.com
6. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ
РАБОТЫ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ (МОДУЛЮ)
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ ПО КУРСУ
Практическое занятие 1.
Генетически активные факторы окружающей среды.
 Физические, химические мутагены.
Практическое занятие 2.
Биологические факторы мутагенеза. Влияние стресса на стабильность генома человека.
Практическое занятие 32.
Генный полиморфизм ферментов биотрансформации ксенобиотиков в организме
человека. Заболевания, ассоциированные с полиморфными вариантами генов системы
детоксикации ксенобиотиков.
Практическое занятие 4.
Повреждения ДНК и старение. Эпигенетические механизмы старения и канцерогенеза.
Практическое занятие 5.
Болезни, вызванные нарушениями в работе системы репарации ДНК.
Практическое занятие 6.
Молекулярные мишени действия антимутагенов, влияющие на события, критические для
канцерогенеза.
Практическое занятие 7.
Антимутагенные и антиканцерогенные свойства микроорганизмов.
Практическое занятие 8.
Антиканцерогенные препараты растительного происхождения.
Практическое занятие 9.
7
Современные методы выявления повреждений ДНК. Бактериальные тесты в генетической
токсикологии (тест Эймса, SOS хромотест, Rec-тест и др.)
7. ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ
7.1. Регламент дисциплины
Суммарно по дисциплине можно получить максимум 100 баллов, из них текущий
контроль в течение семестра оценивается в 50 баллов, зачёт - в 50 баллов.
Баллы за работу в течение семестра распределяются следующим образом:
10 баллов – тест № 1.
5 баллов – тест № 2.
10 баллов – контрольная работа № 1.
10 баллов – контрольная работа № 2.
5 баллов – контрольная работа № 2.
10 баллов – научные доклады на семинарах
Итого:
10+5+10+10+5+10=50 баллов.
7.2. Оценочные средства текущего контроля
Тест №1 по теме «Молекулярные механизмы индукции повреждений ДНК и мутаций»
Выберите правильный ответ:
1. Наиболее часто алкилирование ДНК происходит в положении:
А) N-3 аденина
Б) N-7 гуанина (
В)О4 тимина
2. Наиболее распространенный тип спонтанных повреждений ДНК:
А) апуриновые сайты
Б) таутомеризация азотистых оснований
В) алкилирование ДНК
3. Димеризация нуклеотидов происходит при действии:
А) ионизирующего излучения
Б) химических мутагенов
В) УФ-облучения
4. Бензпирен, этидиум бромид вызывают:
А) алкилирование ДНК
Б) образование аддуктов ДНК
В) окисление азотистых оснований
5. Назовите тип мутаций, при которой происходит замена нуклеотидов А→Г
А) трансверсия
Б) транзиция
6. Мутации типа сдвига рамки считывания происходят при:
А) замене азотистых оснований в молекуле ДНК
Б) вставке или делеции нуклеотидов в последовательность ДНК
7. Транспозиция – это перемещение участка хромосомы:
А) в другой локус этой же хромосомы
Б) на другую хромосому
8. Частота спонтанных мутаций у человека:
А) 10-8 на ген на гамету за поколение
Б) 10-5 на ген на гамету за поколение
9. При действии мутагена произошла инверсия. Назовите тип мутации:
А) геномная
Б) хромосомная
8
В) генная (точечная)
10. При действии циклофосфамида на опухолевые клетки происходит:
А) образование аддуктов ДНК
Б) алкилирование азотистых оснований).
Тест № 2 по теме «Антимутагенез в системе генетической безопасности. Классификация
антимутагенов»
Выберите правильный ответ:
1. Феномен антимутагенеза был открыт:
А) Дж. Уотсоном и Ф. Криком
Б) А. Новаком и Л. Сцилардом (+)
В) Г. Меллером
2. Вещества, способные связывать мутагены до начала их биологического действия в
организме:
А) десмутагены (+)
Б) биоантимутагены
3. К какому классу антимутагенов относятся вещества, стимулирующие реакции
коньюгации:
А) мембранные
Б) репарационные
В) метаболические (+)
4. Интерферон обладает антимутагенным эффектом, т.к. активирует систему:
А) стимулирует реакции коньюгации
Б) активирует систему репарации ДНК (+)
В) непосредственно связывает молекулу мутагена
5. Среди микроорганизмов антимутагенный эффект показан для представителей:
А) р. Salmonella
Б) p. Lactobacillus (+)
В) р. Lysinibacillus
Вопросы к контрольной работе №1
1. На какие группы делятся генетически детерминированные заболевания человека по типу
мутаций, которые их вызывают?
2. Какова причина аутосомно-рецессивных заболеваний человека? Примеры таких
заболеваний.
3. Свойства раковых клеток
4. Основные стадии канцерогенеза.
5. Онкогены и гены-супрессоры опухолей.
Вопросы к контрольной работе №2
Роль монооксигеназ в биотрансформации ксенобиотиков.
Рекция восстановления в биотрансформации ксенобиотиков.
Что такое метаболическая активация ксенобиотиков?
Какие эндогенные субстраты участвуют во второй фазе
ксенобиотиков?
5. Ферменты второй фазы биотрансформации ксенобиотиков
1.
2.
3.
4.
Вопросы к контрольной работе №3
9
биотрансформации
1. Какие витамины обладают выраженным антимутагенным эффектом?
2. Какие метаболиты растений проявляют антимутагенное действие?
3. Для каких групп микроорганизмов показана антимутагенная активность?
Предполагаемые
механизмы
антиканцерогенного
действия
пробиотических
микроорганизмов.
4. Почему антиоксиданты играют значительную роль в антимутагенезе, предотвращеинии
и терапии рака?
5. Возможность антиканцерогенного действия через регуляцию генов-супрессоров
опухолей. Примеры природных антимутагенов – регуляторов экспрессии геновсупрессоров.
7.3. Вопросы к зачету
Билеты к зачету
ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ
Билет -1
1.Основные механизмы индукции повреждений ДНК.
2. Реакции окисления, катализируемые микросомными монооксигеназами.
Билет -2
1. Генетически активные факторы. История открытия химических и физических мутагенов.
2. Гены-супрессоры опухолей. Примеры генов-супрессоров опухолей.
Билет -3
1. Понятие мутаций. Классификация мутаций.
2. Модификаторы транспорта и метаболизма мутагенов.
Билет -4
1. Система репарации ДНК: фотореактивация.
2. Роль кишечной микрофлоры в биотрансформации ксенобиотиков.
Билет -5
1. Характеристика доброкачественной и злокчественной опухоли.
2. Эксцизионная репарация ДНК.
Билет -6
1. Моногенные заболевания человека.
2. Определение
понятий
«антимутагенез»,
«антимутагены».
антимутагенеза и основные этапы исследований в этой области.
Открытие
феномена
Билет -7
1. Основные стадии канцерогенеза.
2. Реакции восстановления в биотрансформации ксенобиотиков.
Билет -8
1. Заболевания, связанные с нарушением работы системы репарации ДНК и биотрансформации
ксенобиотиков.
2. Основные принципы классификации антимутагенов.
Билет -9
10
1. Полигенные заболевания человека.
2. Реакции коньюгации в биотрансформации ксенобиотиков.
Билет -10
1. Основные принципы классификация опухолей. Классификация опухолей по типу клеток, из
которых они возникли.
2. Десмутагены.
Билет -11
1. Основные принципы тестирования антигенотоксических свойств
синтетических соединений.
2. Основные молекулярные механизмы эпигенетических изменений.
природных
и
Билет -12
1. Репарационные антимутагены.
2. Определение понятия «канцероген». Основные виды канцерогенных факторов.
Билет -13
1. Основные отличительные свойства раковых клеток.
2. Предполагаемые механизмы антигенотоксического действия бактерий.
Билет -14
1. Антиоксиданты, их роль в антимутагенезе , профилактике и терапии онкологических
заболеваний.
2. Онкогены. История исследования онкогенов. Эксприменты Роберта Уйнберга
по
доказательству роли онкогенов в канцерогенезе.
Билет -15
1. Методология антимутагенеза. Тесты для оценки антимутагенного действия в клетках
животных и растений.
2. Антимутагенные свойства фармакологических соединений.
Билет -16
1. Растения как источники антимутагенных и антиканцерогенных соединений. Перспективы
применения растительных антимутагенов.
2. Факторы, влияющие на метаболизм ксенобиотиков. Химические вещества – индукторы
процесса биотрансформации.
Билет -17
1. Три уровня защиты от негативных генетических изменений.
2. SOS-репарация ДНК и SOS-мутагенез.
Билет -18
1. Методология антимутагенеза. Цитогенетические тесты, применяемые
антимутагенной активности.
2. Антимутагенные и антиканцерогенные свойства микроорганизмов.
Билет -19
1. Вторичные метаболиты растений, обладающие антимутагенной активностью.
11
для
оценки
2. Методология антимутагенеза. Микробные тест-системы для оценки антимутагенной
активности.
Билет -20
1. Пострепликативная (рекомбинационная) ситема репарации ДНК.
2. Возможность антиканцерогенного действия через регуляцию генов-супрессоров опухолей.
Примеры природных антимутагенов – регуляторов экспрессии генов-супрессоров.
7.4. Таблица соответствия компетенций, критериев оценки их освоения и оценочных
средств
Индекс
Расшифровка
компетенции компетенции
ОПК-1
ОПК-2
Показатель
формирования
компетенции для
данной дисциплины
Знать:
- современные подходы и
методологии в области
способность
биотестирования для
самостоятельно
оценки риска мутагенных
осуществлять научновоздействий;
исследовательскую
- молекулярнодеятельность в
биохимические основы
соответствующей
применения антимутагенов
профессиональной
для профилактики и
области с использованием терапии генетически
современных методов
детерминированных
исследования и
заболеваний человека;
информационно- методы организации работы
коммуникационных
с современными
технологий
образовательными и
информационными
технологиями и уметь
применять их на практике.
Владеть:
-информацией о научных
разработках в области
экологической генетики
человека и комплексе мер
по выявлению и
устранению генетически
активных факторов из
готовность к
среды обитания человека;
преподавательской
- информацией о
деятельности по
молекулярнообразовательным
биохимической основах
программам высшего
применения антимутагенов
образования в области
для профилактики и
генетики, микробиологии,
терапии патологий,
молекулярной биологии.
связанных с генетическими
изменениями.
Уметь:
- доступно и всесторонне
излагать материал по темам
научных докладов;
- анализировать и оценивать
доклады и выступления
12
Оценочное средство
Научные доклады на
семинарах. Умение
вести дискуссию,
применять новые
данные в области
генетической
токсикологии и
антимутагенеза.
Научные доклады и
умение вести дискуссии
на семинарах.
Контрольные работы и
тесты.
других студентов.
- планировать и проводить
занятия в студенческих
аудиториях (бакалавров и
магистрантов) по
проблематике генетической
токсикологии и
антимутагенеза..
ПК-1
ПК-2
Знать:
- основные теории
способность
мутагенеза и
самостоятельно
антимутагенеза;
анализировать
- основные системы и
имеющуюся
механизмы поддержания
информацию, выявлять
генетической стабильности
фундаментальные
ораганизма;
проблемы, ставить задачу - последствия мутагенного
и выполнять полевые,
воздействия факторов
лабораторные
окружающей среды на
биологические
здоровье человека.
исследования при
- принципы работы и
решении конкретных
устройство современной
задач по специализации с
биологической аппаратуры
использованием
для оценки генетической
современной аппаратуры
безопасности факторов
и вычислительных
различной природы.
средств, демонстрировать Владеть:
ответственность за
- навыками работы с
качество работ и научную современными системами и
достоверность
программами оценки
результатов
достоверности результатов
экспериментальных
исследований.
Уметь:
- вести экспериментальные
исследования в
умение работать с
лаборатории с
живыми системами:
использованием
клетками, тканями,
микроорганизмов и другим
экспериментальными
биологическим
животными и
материалом;
биологическим
Знать:
материалом.
- основные правила и
особенности работы с
биологическими
объектами.
13
Ответы на зачете. Тест и
контрольная работа.
Научные доклады на
семинарах.
Владение знаниями по
методам работы на
современной
биологической
аппаратуре и
вычислительными
средствами.
Научный доклад на
семинарах.
Ответы на зачете.
ПК-3
УК-1
УК-3
Знать:
- современные
компьютерные технологии
при сборе, хранении,
обработке, анализе и
передаче информации в
области биологии;
- методы работы с
современными
способность творчески
образовательными и
применять современные
информационными
компьютерные
технологиями и уметь
технологии при сборе,
применять их на практике.
хранении, обработке,
Уметь:
анализе и передаче
- использовать навыки
биологической
статистической обработки
информации
экспреиментальных данных
с применением
современных компьютерных
технологий;
Демонстрировать:
- умение использовать
компьютерные технологии
для сбора материала и
подготовки науных
докладов и презентаций.
Уметь:
- вести системный анализ
современных научных
данных и достижений в
способность к
области поддержания
критическому анализу и
стабильности генома,
оценке современных
профилактики и терапии
научных достижений,
генетически
генерированию новых
детерменированных
идей при решении
заболеваний человека.
исследовательских и
- устанавливать взаимосвязь
практических задач, в том
сведений и данных в
числе в
области генетической
междисциплинарных
токсикологии и
областях
антимутагенеза с другими
разделами биологии –
генетики, микробиологии,
биохимии, молекулярной
биологии, физиологии.
Уметь:
- использовать современные
методы исследований для
готовность участвовать в
оценки генетической
работе российских и
безопасности различных
международных
факторов и поиска
исследовательских
антимутагенов;
коллективов по решению
- использовать современные
научных и научнообразовательные и
образовательных задач
информационные
технологии для
приобретения новых
14
Научные доклады на
семинарах, презентации.
Тесты.
Научные доклады и
участие в дискуссии на
семинарах
Научные доклады на
семинарах. Умение
вести коллективную
дискуссию, выделять
наиболее актуальные
проблемы и вопросы.
УК-4
готовность использовать
современные методы и
технологии научной
коммуникации на
государственном и
иностранном языках
знаний.Владеть:
- навыками системного
анализа, возможностями
методов генетической
токсикологии,
соответствующих мировым
стандартам исследования
степени риска и
механизмов мутагенных
воздействий;
- навыками работы на
современной
биологической аппаратуре
и оборудовании, навыками
работы с микробными тестсистемами.
Уметь:
- осуществлять поиск
современных научных
данных и обмен научной
информацией с
использованием
современных методов и
технологии научной
коммуникации;
Владеть:
- методами работы с
современными
образовательными и
информационными
технологиями
- навыками работы с
учебной и научной
литературой на русском и
иностранных языках.
Научные доклады и
участие в дискуссии на
семинарах.
8. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПРИ ОСВОЕНИИ
ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Можно выделить несколько видов самостоятельной работы обучающихся при изучении
дисциплины.
Разбор и усвоение лекционного материала.
После каждой лекции обучающемуся следует внимательно прочитать и разобрать конспект,
при этом:
 Понять и запомнить все новые определения.
 Понять все биологические определения и лежащие в их основе биологические явления;
воспроизвести все выкладки самостоятельно, не глядя в конспект.
 Выполнить или доделать выкладки, которые лектор предписал сделать самостоятельно
(если таковые имеются).
 Если лектор предписал разобрать часть материла более подробно самостоятельно по
доступным письменным или электронным источникам, то необходимо своевременно это
сделать.
 При возникновении каких-либо трудностей с пониманием материала рекомендуется
попросить помощи у своих сокурсников. Также можно обратиться за помощью к лектору. Для
этого можно лично подойти к преподавателю, либо написать ему электронное письмо,
15
сформулировав в нём возникающие вопросы. К письму можно прикрепить какие-либо
электронные материалы, связанные с возникшими вопросами, например, отсканированные или
сфотографированные листочки с рукописными комментариями, пометками, выкладками и т.п.
Самостоятельное изучение части материла.
Если часть учебного материла отведена на самостоятельное изучение, то необходимо
приступить к этому незамедлительно после указания преподавателя и освоить материл в
отведенные им сроки. Материал следует изучить по доступным письменным и электронным
источникам, о которых сообщит преподаватель.
Подготовка домашнего задания.
В домашней работе обучающихся можно выделить две составляющие:
1) разбор тем аудиторных занятий,
2) самостоятельная подготовка семинарских заданий.
Таким образом, придя домой после каждого аудиторного занятия, обучающийся должен
разобрать тему, котоая была представлена преподавателем во время занятия. При
возникновении трудностей рекомендуется попросить помощи у своих сокурсников.
Приветствуется совместный поиск решений. Также можно обратиться за помощью к
преподавателю. Для этого можно лично подойти к преподавателю, либо написать ему
электронное письмо, сформулировав в нём возникающие вопросы. Пропустив какое-либо
занятие, обучающемуся следует скопировать представленные материалы по рассмотренным
темам из тетради своего сокурсника, разобрать их.
Подготовка к контрольным работам, тестам и семинарским занятиям.
То, как обучающийся научился самостоятельно разбирать темы и теоретические вопросы
биологической номенклатуры, преподаватель проверяет посредством проведения контрольных
работ, тестов и семинаров, на которых от обучающегося требуется представить изложение
одной из тем, подготовленной самостоятельно. Таким образом, для успешной подготовки к
контрольным работам необходимо научиться самостоятельно разбирать и готовить к
изложению теоретические вопросы биологической номенклатуры в соответствии с
рекомендациями для подготовки домашнего задания, приведенными выше. Для успешной
подготовки к семинарам необходимо научиться самостоятельно использовать инструментарий
поиска материалов и обладать теоретическими знаниями по данной дисциплине.
Подготовка к устному опросу.
Устный опрос проводится с целью проверить, как на данном этапе обучения усвоен
лекционный материал и/или материал, отведённый на самостоятельное изучение.
Рекомендации по изучению соответствующих материалов приведены выше. При подготовке
следует иметь в виду, что во время устного опроса:
 нужно уметь сформулировать биологические определения и понятия;
 нужно уметь использовать биологическую терминологию;
 по каждой теме или подтеме нужно уметь вкратце словами раскрыть суть того, что в ней
излагается;
 нужно уметь сформулировать словами, на чем основаны доказательства изученных
утверждений и обобщений.
9. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ
ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
И
ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ
9.1. Основная литература:
1. Граник, В.Г. Генетика: химический и медико-биологический аспекты [Текст]/ В. Г.Граник.
– Москва: Вузовская книга, 2011. – 437 с.
2. Примроуз, С. Геномика. Роль в медицине [Электронный ресурс]/ С. Примроуз, Р. Тваймен.
- 2-е изд. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2014. – 276 с. – Режим доступа:
http://e.lanbook.com/view/book/50563/
16
3. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология: учебник. В 2-х томах. Том 1
[Электронный ресурс] / Под ред. В.В. Зверева, М.Н. Бойченко. 2010. - 448 с. ЭБС "Консультант
студента" http://www.studmedlib.ru/ru/books/ISBN9785970414187.html
4. Кэри, Несса. Эпигенетика: как современная биология переписывает наши представления о
генетике, заболеваниях и наследственности: [перевод с английского] [Текст] / Несса Кэри. –
Ростов-на-Дону: Феникс, 2012. – 349 с.
5. Горелов, А.А. Концепции современного естествознания : учеб. пособие для студ. вузов
[Текст] / А.А. Горелов. – 5-е изд., перераб. и доп. – Москва: Академия, 2010. – 512 с.
6. Карамова, Н.С. Антимутагенная активность экстрактов рогового вещества сайгака Saiga
tatarica L.[Текст] / Н.С. Карамова, П.В. Зеленихин, Д.Г. Фатыхова и др. // Ученые записки
Казанского государственного университета. - 2011.,Т. 153, кн. 1, Сер. Естественные науки.- С.
127-135. http://old.kpfu.ru
9.2. Дополнительная литература
1. Власов, А.Д. Антропогенный канцерогенез как основная причина онкологической
заболеваемости населения [Текст] / А.Д. Власов // Ученые записки казанского
государственного университета. - 2009. Т.151. Кн.3, Серия Естественные науки / Казан. гос. унт. - С.247-254. http://old.kpfu.ru
2. Современные проблемы антимутагенеза: учеб. пособие [Текст] / Казан. гос. ун-т, Казан. гос.
мед. акад., Казан. гос. мед. ун-т ; сост. М. Я. Ибрагимова и др.. – Казань: [Казан. гос. ун-т],
2005. – 102 с.
3. Паткин, Е.Л. Эпигенетические механизмы распространенных заболеваний человека [Текст]
/ Е.Л. Паткин. – Санкт-Петербург: Нестор-История, 2008. – 195 с.
4. Красноперова, Ю.Ю. Микробиология: учеб.-метод. пособие [Электронный ресурс] / Ю. Ю.
Красноперова, Н. А. Ильина, Н. М. Касаткина, Н. В. Бугеро. – М.: ФЛИНТА: Наука, 2011. – 143
с. ЭБС «Знаниум». - Режим доступа: http://znanium.com/bookread.php?book=455830.
Эпигенетика / под ред. С. Д. Эллиса, Т. Дженювейна, Д. Рейнберга; пер. с англ. под ред. А. Л.
Юдина. – Москва: Техносфера, 2010. – 495 с.
9.3. Интернет-ресурсы:
‒ Maron, D.M. Revised methods for Salmonella mutagenicity test [Text] / D.M. Maron, B.N. Ames
//
Mutation
Research.
1983.–
V.113.–
P.
173-215.
Режим
доступа:
https://industrydocuments.library.ucsf.edu/documentstore/x/h/l/c//xhlc0208/xhlc0208.pdf
‒ http://ecolgenet.ru/Knowlege/Inge3.pdf
‒ http://ecolgenet.ru/Arhive/2005_3/2005_3_38-45.pdf
‒ http://medbiol.ru/medbiol/oncogenetics/000de07a.htm
‒ http://scialert.net/abstract/?doi=rjmp.2011.116.126
‒ http://window.edu.ru/resource/422/20422/files/9708_004.pdf
‒ http://link.springer.com/article/10.1023%2FA%3A1014338712108
‒ http://ecolgenet.ru/Arhive/2003/2003_0_16-21.pdf
‒ http://ecolgenet.ru/Arhive/2005_3/2005_3_19-32.pdf
‒ http://ecolgenet.ru/Arhive/2003/2003_0_30-35.pdf
‒ http://www.medline.ru/public/fund/pharmcom/7.phtml
‒ http://ecolgenet.ru/Arhive/2003/2003_0_22-29.pdf
10. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ
ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
И
ПРОГРАММНОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Освоение дисциплины Б1.В.ДВ.1 «Генетическая токсикология и антимутагенез»
предполагает использование следующего материально-технического обеспечения:
Мультимедийная аудитория, вместимостью более 20 человек. Типовая комплектация
мультимедийной аудитории состоит из: мультимедийного проектора, автоматизированного
проекционного экрана, акустической системы, а также интерактивной трибуны преподавателя,
17
включающей тач-скрин монитор с диагональю не менее 22 дюймов, персональный компьютер (с
техническими характеристиками не ниже Intel Core i3-2100, DDR3 4096Mb, 500Gb), конференцмикрофон, беспроводной микрофон, блок управления оборудованием, интерфейсы
подключения: USB, audio, HDMI. Интерактивная трибуна преподавателя является ключевым
элементом управления, объединяющим все устройства в единую систему, и служит
полноценным рабочим местом преподавателя. Мультимедийная аудитория также оснащена
широкополосным доступом в сеть интернет. Компьютерное оборудованием имеет
соответствующее лицензионное программное обеспечение.
Учебно-методическая литература для данной дисциплины имеется в наличии в
электронно-библиотечной системе " БиблиоРоссика", доступ к которой предоставлен
обучающимся. В ЭБС " БиблиоРоссика " представлены коллекции актуальной научной и
учебной литературы по гуманитарным наукам, включающие в себя публикации ведущих
российских издательств гуманитарной литературы, издания на английском языке ведущих
американских и европейских издательств, а также редкие и малотиражные издания российских
региональных вузов. ЭБС "БиблиоРоссика" обеспечивает широкий законный доступ к
необходимым для образовательного процесса изданиям с использованием инновационных
технологий и соответствует всем требованиям федеральных государственных образовательных
стандартов высшего образования (ФГОС ВО) нового поколения.
Учебно-методическая литература для данной дисциплины имеется в наличии в
электронно-библиотечной системе "ZNANIUM.COM", доступ к которой предоставлен
обучающимся. ЭБС "ZNANIUM.COM" содержит произведения крупнейших российских учёных,
руководителей государственных органов, преподавателей ведущих вузов страны,
высококвалифицированных специалистов в различных сферах бизнеса. Фонд библиотеки
сформирован с учетом всех изменений образовательных стандартов и включает учебники,
учебные пособия, УМК, монографии, авторефераты, диссертации, энциклопедии, словари и
справочники, законодательно-нормативные документы, специальные периодические издания и
издания, выпускаемые издательствами вузов. В настоящее время ЭБС ZNANIUM.COM
соответствует всем требованиям федеральных государственных образовательных стандартов
высшего образования (ФГОС ВО) нового поколения.
Учебно-методическая литература для данной дисциплины имеется в наличии в
электронно-библиотечной системе Издательства "Лань", доступ к которой предоставлен
обучающимся. ЭБС Издательства "Лань" включает в себя электронные версии книг издательства
"Лань" и других ведущих издательств учебной литературы, а также электронные версии
периодических изданий по естественным, техническим и гуманитарным наукам. ЭБС
Издательства "Лань" обеспечивает доступ к научной, учебной литературе и научным
периодическим изданиям по максимальному количеству профильных направлений с
соблюдением всех авторских и смежных прав.
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО (Приказ МОН РФ № 871 от 30
июля 2014 г.), Уровень высшего образования – Подготовка кадров высшей квалификации по
направлению подготовки 06.06.01 – Биологические науки (аспирантура).
Автор: к.б.н., доцент каф. микробиологии Карамова Н.С.
Рецензенты: д.б.н., проф., зав. каф. микробиологии Ильинская О.Н.,
к.б.н., доцент Зеленихин П.В.
Программа одобрена на заседании Учебно-методической
фундаментальной медицины и биологии от 21.09.15, протокол № _1_.
18
комиссии
Института