Молекулярна біологія

Загальний опис

Мета курсу - дати поглиблені знання про структуру нуклеїнових кислот та нуклеопротеїдних комплексів, особливості передачі генетичної інформації (реплікація ДНК) у прокаріотів та еукаріотів; дати уявлення про експресію генів на різних рівнях (транскрипція, процесинг РНК, трансляція, посттрансляційна модифікація білків), ознайомити з механізмами регуляції експресії генів у прокаріотів та еукаріотів; ознайомити з молекулярними механізмами, які залучені у адаптації живих організмів до дії несприятливих чинників довкілля, зокрема до дії оксидативного стресу; дати студентам теоретичні основи основних методів, якими оперує сучасна молекулярна біологія для виявлення спадкових патологій та інфекційних захворювань, редагування геному для корекції спадкових порушень та створення генетично модифікованих організмів з корисними для людини властивостями.

Деталі навчального плану

Об'єм курсу: 9 лекційних занять, 4 семінарських заняття

Лекції: Володимир Лущак, Андрій Лужецький

Семінари: Марія Байляк, Володимир Лущак

Лекції

Потік генетичної інформації та принципи його регуляції.

Основна догма молекулярної біології. Потік генетичної інформації у про- та еукаріотів та основні принципи його регуляції.

Біосинтез ДНК – реплікація.

Реплікація ДНК — ініціація, елонгація, термінація. Утворення фосфодиефірних зв’язків. Реплікація ДНК у E. coli. Реплікація ДНК у еукаріотів. Реплікація на кінцях лінійних хромосом.

Репарація ДНК.

Термінологія. Репарація у E. coli шляхом вирізання. Репарація під час реплікації. Обернення пошкоджень. SOS-репарація.

Транскрипція.

Ініціація та елонгація. Термінація. РНК-полімерази про-, еукаріотів та архебактерій. Процесинг РНК. Рибозими.

Трансляція.

Активація амінокислот. Елонгація поліпептидного ланцюгу. Термінація. Регуляція трансляції.

Молекулярні основи мутагенезу.

Типи мутацій. Хімічна модифікація. Радіаційне пошкодження. Помилки ДНК-полімерази та систем репарації. Розтягування подвійної спіралі. Біологічний мутагенез. Спрямований мутагенез.

Регуляція експресії генів.

Загальні принципи. Репресія та індукція. Оперони та регулони. Особливості експресії генів у про- та еукаріотів. Позитивний та негативний контроль. Лактозний і триптофановий оперони. Катаболітна репресія. Захист ДНК.

Регуляція експресії генів активними формами у прокаріотів та еукаріотів.

Введення в поняття про активні форми. Окислювальний/відновлювальний стрес. Регулони бактерій - OxyR та SoxRS. Стимулон дріжджів Yap1. Система Keap1/Nrf2 у тварин.

Регуляція експресії генів у прокаріотів.

Загальні принципи. Позитивний контроль. Негативний контроль. Глобальна регуляція.

Семінари

Полімеразна ланцюгова реакція: принцип, типи та застосування. Підбір праймерів для ПЛР

Технологія рекомбінатних ДНК та її практичне використання

GRISP/Cas технологія редагування геномів та її практичне використання

Шлях Nrf2-Keap1 як регулятор адаптивної відповіді: активація, речовини-модулятори – сульфорафан, еруцин та олтіпраз, підконтрольні гени