Инновационная образовательная программа программа по курсу: «Методы анализа нуклеотидного полиморфизма» базовый цикл

Вид материала

Образовательная программа

Содержание Общие принципы хранения генетической информации Медицинская генетика Современные методы генетического анализа. Министерство образования и науки Российской Федерации Инновационная образовательная программа Современные мультипараметрические методы анализа в биологии и медицине Молекулярная эволюция генов. Основные направления развития биочипов Манипуляции на ДНК-чипах. Современные методы определения нуклеотидной последовательности ДНК. Министерство образования и науки Российской Федерации Инновационная образовательная программа Структура и функции белков. Электрофоретический анализ белков. Хроматографический анализ белков. Практическое применение протеомики. Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Инновационная образовательная программа Генные технологии в медицине. Экспрессия генов. ... Полное содержание

Подобный материал:

• Инновационная образовательная программа программа по курсу: «методы молекулярной динамики, 63.95kb.
• Инновационная образовательная программа пглу на 2008-2010 гг. Федеральное агентство, 720.87kb.
• Программа учебной дисциплины экономический анализ основная образовательная программа, 132.44kb.
• Рабочая программа педагога шашаевой татьяны георгиевны, II квалификационная категория, 400.13kb.
• В. Б. Татарского и 75-летию геологического факультета спбгу программа, 862.86kb.
• Кунаревой Арины Вячеславовны по учебному курсу «Алгебра и начала анализа» 10-11 класс, 408.51kb.
• Литература 8 класс Программа: базовый уровень. Программа, 302.33kb.
• Аннотации программ дисциплин м 1 Общенаучный цикл, 2511.66kb.
• Образовательная программа Творческого объединения «Мир Web дизайна», 148.84kb.
• Программа численные методы для специальности 2203 Программное обеспечение вычислительной, 109.37kb.

Министерство образования и науки Российской Федерации


федеральное агентство по образованию


Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Московский физико-технический институт (государственный университет)»

УТВЕРЖДАЮ

Первый проректор


_____________ Т.В. Кондранин


«_____» ______________ 2007 г.

ИННОВАЦИОННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА

ПРОГРАММА ПО КУРСУ: «Методы анализа нуклеотидного полиморфизма»

базовый цикл

факультет ФМБФ

кафедра молекулярной медицины

курс 4

семестр 7


Лекции 34 часа Экзамен 7 семестр


Лабораторные занятия 34 часа Самостоятельная работа

8 часов в неделю

Всего 68 часов


Автор программы к.б.н. Генерозов Э.В.


Программа обсуждена на заседании кафедры «15» мая 2007 года


Программа утверждена

Решением Ученого Совета ФМБФ «___» ________ 2007 г.


Председатель Ученого Совета


Заведующий кафедрой Лопухин Ю.М.


Москва 2007


Методы анализа нуклеотидного полиморфизма.

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ХРАНЕНИЯ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

1. Общие принципы хранения и защиты генетической информации. Геном как фундаментальный таксономический признак. Гены: общие сведения. Хромосоы: общие сведения. Изменчивость генома. (2 часа).
   
2. Геном прокариот и эукариот. Постоянство генома. Организация генома и эволюция. Общебиологический аспект защиты генетической информации. Репарация ДНК.(4 часа).
   
3. Изменчивость генома. Мутации и рекомбинации как источник изменчивости генома. Мутагенез: направленный, спонтанный, вирусный. Рекомбинация: гомологичная, негомологичная. Генетическая нестабильность. (2 часа)
   
4. Физическое картирование генома: «прогулка по хромосоме» Физические карты низкого разрешения: цитогенетические карты, карты кДНК. Картирование методом микродиссекции. Рестриктное картрование. Маркеры для картирования генома. Картирование генома электрофоретическими методами: PFGE, FIGE, CHEF.(2 часа)
   

МЕДИЦИНСКАЯ ГЕНЕТИКА

5. Наследственные болезни: общие сведения. Мутации, как формальная причина развития заболевания. Распространенность наследственных болезней. Наследственные болезни и естественный отбор. Наследственные болезни: факторы, влияющие на распространенность, вариации распространенности. (2 часа)
   
6. Типы наследственных болезней: хромосомные, моногенные, полигенные. Доминантность и рецессивность. Наследственные генные болезни. Наследственные хромосомные болезни. (2 часа)
   
7. Болезни полигенные (мультифакториальные). Общее представление. Полигенные болезни и генетическая гетерогенность. Аутоиммунные эндокринные болезни. Врожденные эндокринные болезни и внешние факторы. Врожденные болезни, обусловленные эндокринными нарушениями. (2 часа).
   
8. Диагностика наследственных заболеваний. Диагностика пренатальная. Цитогенетические методы. Биохимические методы. Молекулярно-генетические методы (2 часа).
   
9. Молекулярно-генетические аспекты канцерогенеза. Канцерогенез и современная молекулярная генетика. Этапы понимания молекулярных механизмов канцерогенеза. Общее представление об онкологических заболеваниях. Рак: наследственная предрасположенность. Опухолевая трансформация клетки. (2 часа)
   
10. Эпигенетическая наследственность и метилирование ДНК. Метилирование ДНК у млекопитающих: общие сведения. Метилирование днк: физиологическое значение. Методы исследования. Метилирование днк и регуляция экспрессии генов. Метилирование днк в регуляции транскрипции.Метилирование ДНК и канцерогенез. (2 часа).
    

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА.

11. Предпосылки и этапы развития современных методов молекулярной генетики. Расшифровка структуры ДНК. Химический синтез олигонуклеотидов. Технологии анализа нуклеотидной последовательности ДНК . (2 часа)
    
12. Полимеразная цепная реакция как базовый элемент современных технологий генетического анализа. История метода, модификации метода: RT-PCR, Nested-PCR, мультипраймерная ПЦР. Альтернативные методы амплификации матрицы ДНК: изотермическая амплификация, NASBA. (2 часа)
    
13. Методы определения нуклеотидной последовательности (секвенирования ДНК). Методы секвенирования de novo: метод Максама-Гилберта, метод терминации Сэнгера. Методы определения точечных нуклеотидных замен: минисеквенирование, рестриктный анализ, гибридизационные технологии (2 часа).
    
14. Возможности методов масс-спектрометрии в генетических исследованиях. MALDI-TOF минисеквенирование вариабельных участков генома человека. Масс-спектросметрический анализ профилей метилирпования ДНК. Преимущества и ограничения масс-спектрометрических методов в анализе структуры ДНК. (2 часа).
    
15. Высокопроизводительные технологические платформы для генетической паспортизации человека. Медицинский генетический паспорт: определение, возможности, информативность. Предиктивная медицина как новое направление молекулярной медицины (4 часа).
    

Библиография.

Основная.

1) Георгиев Г.П. Гены высших организмов и их экспрессия. М.: Наука, 1989. 254 с.

2) Георгиев Г.П., Бакаев В.В. Три уровня структурной организации хромосом эукариот // Молекуляр. биология. 1978. Т.12. С. 1205- 1230.

3) Молекулярная биология. Структура и биосинтез нуклеиновых кислот // Под ред. А.С. Спирина. М.: Высш. шк. 1990

4) Lewin B: Genes V. New York, Oxford University Press, 1994

5) Бочков Н.П. Клиническая генетика. Москва, "Медицина", 1997

6) Modern Genetic Analysis. Griffiths, Anthony J.F.; Gelbart, William M.; Miller, Jeffrey H.; Lewontin, Richard C. New York: ссылка скрыта; c1999

7) Introduction to Genetic Analysis. 7th ed.
Griffiths, Anthony J.F.; Miller, Jeffrey H.; Suzuki, David T.; Lewontin, Richard C.; Gelbart, William M. New York: ссылка скрыта; c1999.

8) Gibbs JR, Singleton A. Application of genome-wide single nucleotide polymorphism typing: simple association and beyond. PLoS Genet. 2006 Oct 6;2(10):e150. Review.

Дополнительная.

9) Simpson JL, Elias S: Essentials of Prenatal Diagnosis, vol I. New York, Churchill Livingstone, 1993

10) Southern EM: DNA chips: Analysing sequence by hybridization to oligonucleotides on a large scale. Trends Genet 12:110, 1996

11) Thompson MW et al: Genetics in Medicine, Philadephia, Saunders, 1993

12) Vogel F, Motulsky AG: Human Genetics: Problems and Approaches, 3d ed. Berlin, Springer-Verlag, 1996

13) Watson JD: Molecular Biology of the Gene, vols I and II, 4th ed.

14) А.В. Лихтенштейн, Н.П. Киселева: Метилирование ДНК и канцерогенез. БИОХИМИЯ, 2001,. том 66, вып. 3, с. 293 - 317


Министерство образования и науки Российской Федерации


федеральное агентство по образованию


Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Московский физико-технический институт (государственный университет)»

УТВЕРЖДАЮ

Первый проректор


_____________ Т.В. Кондранин


«_____» ______________ 2007 г.

ИННОВАЦИОННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА

ПРОГРАММА ПО КУРСУ: «Современные мультипараметрические методы анализа в биологии и медицине»

базовый цикл

факультет ФМБФ

кафедра молекулярной медицины

курс 4

семестр 7


Лекции 34 часа Экзамен 7 семестр


Лабораторные занятия 34 часа Самостоятельная работа

8 часов в неделю

Всего 68 часов


Автор программы к.б.н., доцент Момыналиев К.Т.


Программа обсуждена на заседании кафедры «15» мая 2007 года


Программа утверждена

Решением Ученого Совета ФМБФ «___» ________ 2007 г.


Председатель Ученого Совета


Заведующий кафедрой Лопухин Ю.М.


Москва 2007

Современные мультипараметрические методы анализа в биологии и медицине

Вводная часть

1. Введение в молекулярную биологию. Генетический код. Структура ДНК. Вторичная структура ДНК. Структура и функции ДНК-лигаз, ДНК-топоизмераз, ДНК-полимераз. Структура гена. Предсказывание генов. Базы данных для поиска генов. Частота использование кодонов. Транскрипция: РНК синтез. Структура и функции РНК-полимераз. Репликация ДНК (4 часа).

Молекулярная эволюция генов.

2. Теория Ламарка. Теория Дарвина. Нейтральная эволюция. Мутации. Модели эволюции ДНК: модель Джукса-Кантора, модель Кимуры. Цифровая эволюция. (4 часа).

Основные направления развития биочипов

3. Оптические биосенсоры. Плазмонный резонанс. Устройства. Принципы работы. Чувствительность и специфичность определения . История ДНК-чипов. Теоретическая предпосылки развития ДНК-чипов. Технологии конструирования: синтез in situ (последовательный и параллельный) и синтез non in situ. Химия поверхности днк-микроматриц. Технологии и перспективы мутационного анализа. Детекция гибридизационного сигнала на днк-чипе: радиоизотопная, флуоресцентная, спектроскопическая, электрохимическая. СCD матрицы. Сканирующая конфокальная лазерная микроскопия. Светоотражающие микросферы (10 часов).

Манипуляции на ДНК-чипах.

4. Подготовка пробы. Синтез к-ДНК - ДНК комплементарной последовательности и-РНК. Трансформация. Гибридизация. Супрессивная субстрактивная гибридизация. Транскрипционные профили на ДНК-микроматрицах. Скрининг генов и диагностика. Массивный параллельный сиквенс (MPSS). Основные подходы. Примеры использования (8 часов).

Современные методы определения нуклеотидной последовательности ДНК.

5. Современные методы определения нуклеотидной последовательности генов и геномов. Пиросиквенирование. Пиколитровые реакторы. Сиквенс на стекле. Современные проекты (8 часов).

Библиография

Основная.

1. Microarray Analysis. Редактор Dr. M. Schena. Издательство J. Wiley & Sons (New York)
   
2. DNA Microarrays: A Practical Approach. Редактор M. Schena. Издательство Oxford University Press
   
3. A Beginner's Guide to Microarrays. Редактор E. M. Blalock. Издательство University of Kentucky Medical Center, Lexington, USA
   

Дополнительная.

1. Priti Hegde, Rong Qi, Kristie Abernathy, Cheryl Gay, Sonia Dharap, Renee Gaspard, Julie Earle-Hughes, Erik Snesrud, Norman Lee, and John Quackenbush. A Concise Guide to cDNA Microarray Analysis. – II. Biotechniques, 29(3), Sept 2000,548-562 (org/PDF/BiotechniquesCookbook_II.pdf)
   
2. Brenner S, Johnson M, Bridgham J, Golda G, Lloyd DH, Johnson D, Luo S, McCurdy S, Foy M, Ewan M, Roth R, George D, Eletr S, Albrecht G, Vermaas E, Williams SR, Moon K, Burcham T, Pallas M, DuBridge RB, Kirchner J, Fearon K, Mao J, Corcoran K. Gene expression analysis by massively parallel signature sequencing (MPSS) on microbead arrays. Nat Biotechnol. 2000 Jun;18(6):630-4. Erratum in: Nat Biotechnol 2000 Oct;18(10):1021
   
3. Margulies, M. Eghold, M. et al. Genome sequencing in microfabricated high-density picolitre reactors. Nature. 2005 Sep 15; 437(7057):326-7
   
4. Aitman, T. J. DNA microarrays in medical practice. British Medical Journal 323(7313), 611-5, 2001.
   
5. Steemers, F.J. and Gunderson, K.L. Whole genome genotyping technologies on the BeadArray platform. Biotechnol. J., 2(1), 41-49, 2007.
   

Веб-сайты.

arraysuccess.org/web/newlinks/biological-significance-Articles_Papers.php

col-online.org/prot/Genetics___Genomics/Microarray

x.com

r />
ina.com


Министерство образования и науки Российской Федерации


федеральное агентство по образованию


Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Московский физико-технический институт (государственный университет)»

УТВЕРЖДАЮ

Первый проректор


_____________ Т.В. Кондранин


«_____» ______________ 2007 г.

ИННОВАЦИОННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА

ПРОГРАММА ПО КУРСУ: «Протеомика»

базовый цикл

факультет ФМБФ

кафедра молекулярной медицины

курс 4

семестр 8


Лекции 32 часа Зачет (диф.) 8 семестр


Лабораторные занятия 32 часа Самостоятельная работа

8 часов в неделю

Всего 64 часа


Автор программы д.б.н., профессор Говорун В.М.


Программа обсуждена на заседании кафедры «15» мая 2007 года


Программа утверждена

Решением Ученого Совета ФМБФ «___» ________ 2007 г.


Председатель Ученого Совета


Заведующий кафедрой Лопухин Ю.М.


Москва 2007


Протеомика

Вводная часть.

1. Протеомика как часть современной системной биологии. Современное состояние протеомики. Области применения протеомного анализа. Технологическая база протеомики (4 часа).
   

Структура и функции белков.

2. Белки, их биологическая роль. Фибриллярные и глобулярные белки. Уровни структурной организации белковой молекулы. Уникальная первичная структура как основа многообразия белков. Элементы вторичной структуры: -спираль и -структура Третичная структура. Дисульфидные и водородные связи, ионные и гидрофобные взаимодействия. Домены. Физико-химические свойства белков. Методы получения индивидуальных белков и изучения их размеров и формы. Денатурация белков. Простые и сложные белки Классификация белков (8 часов).
   

Электрофоретический анализ белков.

3. Физико-химические основы современных электрофоретических методов разделения белков. Разделение по заряду, по массе, комбинированные методы, носители и матрицы для электрофоретического разделения. Одномерный электрофорез с разделением по массе в денатурирующих условиях. Двумерный электрофорез: технология, ограничения, методы визуализации белков, методы пробоподготовки для последующего масс-спектрометрического анализа. Программное обеспечение для анализа двумерных электрофореграмм (8 часов).
   

Хроматографический анализ белков.

4. Классификация и элементы теории хроматографии. Классификация хроматографических методов. Материалы матриц сорбентов и обменников. Техника колоночной хроматографии. Теоретические основы хроматографического процесса, денатурирующая хроматография, многомерная хроматография, диагональная хроматография, гибридные хроматографические технологии. . Высокоэффективная хроматография: градиентная, изократическая, аппаратное обеспечение. Сопряжение хроматографического процесса с различными типами масс-спектрометров (8 часов).
   

Практическое применение протеомики.

5. Промышленная протеомика. Методы субклеточной проетомики. Бактериальная протеомика. Растительная протеомика. Методы определения посттрансляционной модификации белков. Структурная протеомика. Медицинская протеомика. Поиск и валидация новых биомаркеров для социально-значимых заболеваний человека. Интегральные автоматизированные протеомные платформы, протеомно-геномно-транскрипционные платформы. Системный анализ (4 часа).
   

Библиография.

Основная.

1. Proteomics. Ed. Timothy Palzkill 2002 Kluwer Academic Publishers, New York, Boston, Dordrecht, London, Moscow
   
2. INTRODUCTION TO PROTEOMICS. Tools for the New Biology. Ed. DANIEL C. LIEBLER, 2002 Humana Press Inc.
   

Дополнительная.

3. Lin J, ссылка скрыта. Systems biology approach to integrative comparative genomics. Expert Rev Proteomics. 2007 4:107-119.
   
4. Tao F, Lazarev A. Clinical proteomics: opportunities for diagnostics, pharmaceuticals and the clinical laboratory. Expert Rev Proteomics. 2007 4:9-11.
   
5. Sinha A, Singh C, Parmar D, Singh MP. Proteomics in clinical interventions: achievements and limitations in biomarker development. Life Sci. 2007 Mar 20;80(15):1345-1354.
   
6. Говорун В.М., Арчаков А.И. Протеомные технологии в современной биомедицинской науке. Biochemistry (Mosc). 2002 Oct;67(10):1109-23.
   

Министерство образования и науки Российской Федерации


федеральное агентство по образованию


Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Московский физико-технический институт (государственный университет)»

УТВЕРЖДАЮ

Первый проректор


_____________ Т.В. Кондранин


«_____» ______________ 2007 г.

ИННОВАЦИОННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА

ПРОГРАММА ПО КУРСУ: «Генные технологии в медицине»

базовый цикл

факультет ФМБФ

кафедра молекулярной медицины

курс 4

семестр 8


Лекции 32 часа Экзамен 8 семестр


Лабораторные занятия 32 часа Самостоятельная работа

8 часов в неделю

Всего 64 часа


Автор программы к.б.н., доцент Лазарев В.Н.


Программа обсуждена на заседании кафедры «15» мая 2007 года


Программа утверждена

Решением Ученого Совета ФМБФ «___» ________ 2007 г.


Председатель Ученого Совета


Заведующий кафедрой Лопухин Ю.М.


Москва 2007


Генные технологии в медицине.

Вводная часть.

1. Определение генетической инженерии. История развития генетической инженерии. Строение и свойства молекулы ДНК. Центральная догма молекулярной биологии. Природные системы генов, их организация и экспрессия. Гены и хромосомы. Геном. Размеры геномов. Искусственные генетические системы (2 часа).
   

Экспрессия генов.

1. Экспрессия генов. Транскрипция. Котранскрипционные и посттранскрипционные модификации РНК. Трансляция. Системы надзора за мРНК и белками. Котрансляционные и посттрансляционные модификации белков (4 часа).
   

Инструменты генетической инженерии.

2. Выделение и очистка нуклеиновых кислот. Традиционные и современные методы выделения ДНК и РНК. Ферменты – инструменты генетической инженерии. Основные понятия. Ферменты рестрикции и модификации нуклеиновых кислот. Классификация систем рестрикции-модификации. Изменение концов рестрикционных фрагментов ДНК. ДНК и РНК лигазы. ДНК – метилазы и урацил-ДНК-полимеразы. РНК-зависимые ДНК-полимеразы. ДНК-зависимые ДНК-полимеразы. Термостабильные ДНК – полимеразы. Обратные транскриптазы. Другие ферменты, используемые в генетической инженерии (4 часа).
   

Векторы.

3. Плазмидные векторы. Биологические свойства бактериальных плазмид. Векторы для клонирования без применения ДНК-лигаз. Векторы для клонирования продуктов ПЦР. Векторы на основе фага . Космиды и фазмиды. Искусственные хромосомы. Интегрирующие и челночные векторы. Конструирование экспрессирующих векторов и их функционирование. Факторы, оказывающие влияние на эффективность экспрессиирекомбинантных генов в искусственных генетических системах. Системы экспрессии рекомбинантных генов: грамотрицательные бактерии, дрожжи, культуры клеток животных, насекомых, бесклеточные белоксинтезирующие системы (4 часа).
   

Современные методы генетической инженерии.

4. Сайт-направленный мутагенез – методы редактирования последовательностей нуклеиновых кислот. Методы исследования белок-белковых взаимодействий: двугибридная система, трехгибридная система. Фаговый дисплей. Основные этапы получения антител в гетерологических системах. Технологии получения рекомбинантных белков. Штаммы и векторы. Выбор гетерологичной системы экспрессии (4 часа).
   

Генетическая инженерия в биотехнологии.

5. Генетически модифицированные организмы. Репортерные гены. Технологии трансгеноза. Технологии «нокаута» генов. Процедуры селекции трансгенов. Гомологичная рекомбинация. Трансгенные животные (2 часа).
   

Методы исследования белков.

6. Молекулярная масса, размер и форма белковых молекул. Методы определения молекулярной массы белков. Методы оценки размеров и формы белковых молекул. Методы выделения и очистки белков. Классификация методов по используемому характерному параметру макромолекулы. Выделение рекомбинантного белка с помощью аффинного связывания. Оценка гомогенности белкового препарата. Методы количественного определения белка в биологическом материале (2 часа).
   

Основы генетической терапии.

7. Определение понятия генетическая терапия. История развития генетической терапии. Технологии решения задач генотерапии. Классификация генетической терапии. Генетическая терапия in vivo и ex vivo. Основные генотерапевтические агенты. Антисенс-ДНК, -РНК. Рибозимы. РНК-ловушки. Пептидные нуклеиновые кислоты. Суицидные гены, ДНК-вакцины. Системы лоставки генетического материала. Вирусные и невирусные векторы: достоинства и недостатки. Плазмидные векторы, строение и применение (6 часов).
   

Протоколы генетической терапии в медицине.

8. Современное состояние генетической терапии. Протоколы и фазы клинических испытаний. Генетическая терапия онкологических и наследственных моногенных заболеваний. Генетическая терапия инфекционных заболеваний. Новые подходы к коррекции генных дефектов. Перспективы генетичекой терапии (4 часа).
   

Библиография.

Основная.

1. Л.И. Патрушев. Искусственные генетические системы. Том1. Генная и белковая инженерия. Москва, «Наука», 2004 г., 526 стр.
   
2. Gene Therapy Technologies, Applications and Regulations. Ed. Anthony Meager. 1999 John Wiley & Sons, Ltd., 401 стр.
   

Дополнительная.

3. Щелкунов С.Н. Генетическая инженерия 2-е изд., перераб. и допол., Новосибирское университетское издательство, Новосибирск, 2004 г.
   
4. Д. Брей, Дж. Льюис, М. Рэфф, К. Робертс, Дж. Уотсон. Молекулярная биология клетки. 2-издание в 3-х томах. Москва «Мир», 1994 г.
   
5. Drubin DA, Way JC, Silver PA. Designing biological systems. Genes Dev. 2007 21:242-54
   

Министерство образования и науки Российской Федерации


федеральное агентство по образованию


Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Московский физико-технический институт (государственный университет)»

УТВЕРЖДАЮ

Первый проректор


_____________ Т.В. Кондранин


«_____» ______________ 2007 г.

ИННОВАЦИОННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА

ПРОГРАММА ПО КУРСУ: «Методы анализа вирусов и бактерий-возбудителей инфекционных заболеваний»

базовый цикл

факультет ФМБФ

кафедра молекулярной медицины

курс 4

семестр 8


Лекции 32 часа Зачет (дифф.) 8 семестр


Лабораторные занятия 32 часа Самостоятельная работа

8 часов в неделю

Всего 64 часа


Автор программы к.б.н., доцент Ильина Е.Н.


Программа обсуждена на заседании кафедры «15» мая 2007 года


Программа утверждена

Решением Ученого Совета ФМБФ «___» ________ 2007 г.


Председатель Ученого Совета


Заведующий кафедрой Лопухин Ю.М.


Москва 2007

Методы анализа вирусов и бактерий-возбудителей инфекционных заболеваний

Вводная часть.

1. Введение в молекулярную микробиологию. Классификация микробной флоры. Молекулярные методы изучения бактериальных и вирусных инфекций. Амплификационные (ПЦР, ТМА, SDA) и гибридизационные (branch-DNA, Hybrid capture DNA) технологии анализа ДНК микробной и вирусной ДНК. (2 часа)
   
2. Формирование представления об антимикробных препаратах. Классификация, происхождение, механизмы действия на бактериальную клетку. Основные классы антибиотиков – b-лактамы, макролиды, тетрациклины, фторхинолоны, аминогликозиды. Особенности формирования устойчивости у грам(+) и грам(-) флоры (4 часа).
   

Методы молекулярной вирусологии.

3. Молекулярные методы выявления вирусов гепатитов В, С. Генотипирование. Оценка лекарственной устойчивости. Минисеквенирование ДНК с последующим масс-спектрометрическим анализом продуктов реакции для генотипирования вирусов гепатита В и С. Количественное определение вирусов В, С при мониторинге терапии лекарственными средствами. Амплификация в режиме реального времени (Real Time PCR). Адекватность интерпретации различных количественных методов диагностики гепатита С и В. Подтверждающие тесты. Серологические маркеры гепатита. (4 часа)
   

Методы молекулярной микробиологии.

4. Понятие о микро и макрогетерогенности прокариотического генома. SSCP, гетеродуплексный анализ, полиморфизм длин рестрикционных фрагментов, dHPLS, прямое определение нуклеотидной последовательности ДНК как методы анализа микрогетерогенности. Значение выявления нуклеотидного полиморфизма в геноме прокариот. Практическая значимость выявления островков патогенности, детерминант лекарственной устойчивости, генотипирования микробов на примере молекулярного типирования микобактерий туберкулеза. (4 часа).
   

Анализ лекарственной устойчивости.

5. Технологии анализа генетических детерминант резистентности бактериальной флоры к антимикробным агентам. Понятие о специфических и неспецифических механизмах формирования резистентности. Минисеквенирование ДНК с последующим масс-спектрометрическим анализом продуктов реакции для идентификации однонуклеотидных полиморфизмов в бактериальном геноме. Молекулярный дисплей. Универсальная схема генетического анализа биоматериала на основе интеграции технологий ДНК-чипов, масс-спектрометрического анализа биомолекул и биоинформатики. (4 часа)
   

Генотипирование микроорганизмов.

6. Генотипирование бактерий и вирусов. Технология MLST для типирования бактериальной флоры на примере исследования микробных популяций гонококка, стафилококка, пневмококка. Дискриминирующая способность различных молекулярных методов штаммового типирования. (4 часа)
   

Масс-спектрометрические методы в молекулярной микробиологии.

7. Масс спектрометрические подходы идентификации бактериальной и вирусной флоры. Варианты применения ESI и MALDI ионизации для анализа нуклеиновых кислот и белковых компонентов бактериальной клетки, вирусных частиц. Перспективы и ограничения применения масс-спектрометрических методов в микробиологии. (4 часа)
   
8. Прямое MALDI масс-спектрометрическое профилирования бактериальных клеток. Применения для видовой идентификации и штаммового типирования микробов с разным уровнем индивидуальной и популяционной изменчивости – H. pylori, N. gonorrhoeae, S. pneumoniae, S. aureus, S. hemolyticus. Кластеризация MALDI профилей для решения разно уровневых задач. Сопоставление данных протеомного и генетического типирования. (4 часа).
   
9. Масс-спектрометрические методы анализа лекарственной чувствительности бактерий. Проблема универсальности ответа бактериальной клетки на воздействие разных классов антибактериальных препаратов. (2 часа)
   

Библиография.

Основная

1. Лебедев А.Т. Масс-спектрометрия в органической химии. Москва. 2003 год
   
2. Hofstadler S. A., Sampath R., Blyn L. B., Eshoo M. W., Hall T. A., Jiang Yu., Drader J. J., Hannis J. C., Sannes-Lowery K. A., Cummins L. L., Libby B., Walcott D. J., Schink A., Massire C., Ranken R., Gutierrez J., Manalili S., Ivy C., Melton R., Levene H., Barrett-Wilt G., Li F., Zapp V., White N., Samant V., McNeil J. A., Knize D., Robbins D., Rudnick K., Desai A., Moradi E., Ecker D. J. “TIGER: the universal biosensor”. International Journal of Mass Spectrometry v. 242 (2005), p. 23–41
   

Дополнительная.

3. Tost J., I. G. Gut. Genotyping single nucleotide polymorphisms by MALDI mass spectrometry in clinical applications. Clinical Biochemistry, v. 38 (2005), p. 335-350.
   
4. Fenselau, C., Demirev, P.A. Characterization of intact microorganisms by MALDI mass spectrometry. Mass Spectrometry Reviews, 20 (2001), р. 157-171.
   
5. Покровский В.И. Медицинская микробиология. Москва. 1998 год
   

Министерство образования и науки Российской Федерации


федеральное агентство по образованию


Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Московский физико-технический институт (государственный университет)»

УТВЕРЖДАЮ

Первый проректор


_____________ Т.В. Кондранин


«_____» ______________ 2007 г.

ИННОВАЦИОННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА

ПРОГРАММА ПО КУРСУ: «Химико-биологическая масс-спектроскопия»

магистерская программа 511682 Физико-химическая биология и биотехнология

факультет ФМБФ

кафедра молекулярной медицины

курс 5

семестр 9


Лекции 34 часа Экзамен 9 семестр


Лабораторные занятия 34 часа Самостоятельная работа

8 часов в неделю

Всего 68 часов


Автор программы д.ф-м.н., профессор Николаев Е.Н.


Программа обсуждена на заседании кафедры «15» мая 2007 года


Программа утверждена

Решением Ученого Совета ФМБФ «___» ________ 2007 г.


Председатель Ученого Совета


Заведующий кафедрой Лопухин Ю.М.


Москва 2007


Химико-биологическая масс-спектроскопия

Вводная часть.

1. Определение масс-спектрометрии. Технологическая база масс-спектрометрии. Современное состояние проблемы. Области применения масс-спектрометрии в биологии (2 часа).
   

Физика и техника современной масс-спектрометрии.

2. Методы ионизации молекулярных веществ. Типы ионов, изотопы. Электронный удар. Разряд.Полевая десорбция- ионизация. Бомбардировка быстрыми атомами (FАВ, SIMS). Плазменная десорбция. Лазерная десорбция- ионизация. Лазерная десорбция- ионизация из матрицы (МАLDI). Электрораспыление (Электроспрей) (4 часа).
   

Масс- анализаторы.

3. Движение ионов в электрических и магнитных полях. Секторные магнитные анализаторы. Время -пролетные анализаторы. Радиочастотные квадрупольные анализаторы и ионные ловушки. Ионный циклотронный резонанс (4 часа).
   

Основные характеристики масс-спектрометров.

4. Диапазон масс. Разрешающая способность. Быстродействие. Чувствительность (2 часа).
   

Биологические применения масс-спектрометрии.

5. Методы анализа смесей белков и пептидов с использованием масс- спектрометра. Методы разделения белков и пептидов. Жидкостная хроматография. Гель-электрофорез. Капиллярный электрофорез. Масс-спектрометрические методы определения последовательности аминокислот в белках и пептидах. ТОР-DOWN, ВОТТОМ- UP протеомика (6 часов).
   

Методы фрагментации квази - молекулярных ионов.

6. Номенклатура процессов фрагментации белков и пептидов а,b,с.. и х,у,с..фрагменты. Столкновительная диссоциация. Многофотонная ИК диссоциация. Диссоциация электронным ударом. Диссоциация при захвате медленных электронов. Диссоциация при передаче электронов с отрицательных ионов (4 часа).
   
7. Масс-спектрометрические методы определения посттрансляционных модификаций белков и пептидов. Эргодическая и неэргодическая диссоциация. Особенности диссоциации при захвате медленных электронов (4 часа).
   
8. Масс-спектрометрические методы определения конформаций белков и пепдидов. Метод дейтеро - водородного обмена. Метод подвижности ионов в сильных асимметрических полях (4 часа).
   
9. Масс-спектрометрические методы определения последовательности оснований в ДНК и РНК, снипы (SNP), генотипирование (4 часа).
   

Библиография.

Основная.

1. Лебедев А.Т. Масс-спектрометрия в органической химии. Москва. 2003 год.
   
2. Mass spectrometry basics. Eds. C.G.Herbert, R.A.W. Johnstone. 2003 CRC Press.
   

Дополнительная.

3. Schuchardt S, Sickmann A. Protein identification using mass spectrometry: a method overview. EXS. 2007;97:141-170.
   
4. Chen G, Pramanik BN, Liu YH, Mirza UA. Applications of LC/MS in structure identifications of small molecules and proteins in drug discovery. J Mass Spectrom. 2007 42:279-87
   

Министерство образования и науки Российской Федерации


федеральное агентство по образованию


Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Московский физико-технический институт (государственный университет)»

УТВЕРЖДАЮ

Первый проректор


_____________ Т.В. Кондранин


«_____» ______________ 2007 г.

ИННОВАЦИОННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА

ПРОГРАММА ПО КУРСУ: «Искусственный антителогенез»

магистерская программа 511682 Физико-химическая биология и биотехнология

факультет ФМБФ

кафедра молекулярной медицины

курс 5

семестр 9


Лекции 34 часа Зачет (дифф.) 9 семестр


Семинары 34 часа Самостоятельная работа

8 часов в неделю

Всего 68 часов


Автор программы д.б.н., профессор Петрунин Д.Д.


Программа обсуждена на заседании кафедры «15» мая 2007 года


Программа утверждена

Решением Ученого Совета ФМБФ «___» ________ 2007 г.


Председатель Ученого Совета


Заведующий кафедрой Лопухин Ю.М.


Москва 2007


Искусственный антителогенез

Вводная часть.

1. Понятие об иммунитете. Строение иммунной системы, органы и клетки иммунной системы (4 часа).
   

Антигены и антитела.

2. Антигены, химическая характеристика, свойства антигенов, виды антигенов. Антитела, строение и свойства иммуноглобулинов, механизмы взаимодействия антител с антигенами. Серологические реакции - агглютинация, преципитация, иммунный лизис, реакция связывания комплемента, иммуноферментный анализ, радиоиммунный анализ, иммунофлуоресценция (6 часов).
   

Искусственные антитела.

3. Понятие искусственных антител. Аптамеры. Природа искусственных антител: белки, пептиды, РНК, одноцепочечная ДНК, двуцепочечная ДНК. Сравнение натуральных и искусственных антител. Типы химических связей в белках. Модифицированные нуклеиновые кислоты (6 часов).
   

Олигонуклеотиды.

4. Синтез и структурно-функциональные свойства. Основные представления о химическом синтезе олигонуклеотидов. Неканонические структуры. Взаимодействие с молекулами ненуклеотидной природы. Подходы к характеристике вторичной структуры. Охарактеризованные структуры in vivo. Эволюция синтетических подходов. Реакционный цикл амидофосфитного твердофазного синтеза. Области применения синтетических олигонуклеотидов. Подходы к созданию новых лекарственных средств (8 часов).
   

Методы искусственного антителогенеза.

5. Подход к дизайну аптамеров. Методы получения библиотек олигонуклеотидов дезокси- и рибонуклеиновой природы. Химический синтез, рекомбинантные библиотеки. Библиотеки аптамеров. Структура олигонуклеотида в составе комбинаторной библиотеки. Объем комбинаторной библиотеки. Идентификация аптамеров. SELEX. Отбор ДНК – аптамеров. Особенности ПЦР при отборе аптамеров. Аптамеры для сложных мишеней. Пространственная структура аптамеров и методы расчета. Методы определения констант связывания (6 часов).
   

Искусственные антитела в медицине.

6. Аптамеры в диагностике. Биочипы с использованием аптамеров. Иммуноферментный анализ и аптамеры. Технологии использования аптамеров в качестве биологически активных агентов для терапии. Аптамеры как средства доставки лекарственных препаратов. Аптамеры как инструмент для биомедицинских исследований (4 часа).
   

Библиография.

Основная.

1. Antibody Phage Display. Methods and Protocols. Edited by Philippa M. O’Brien and
   

Robert Aitken. 2002 Humana Press Inc.

2. В.Зенгер. Принципы организации нуклеиновых кислот. Москва, «Мир», 1987.
   

Дополнительная.

6. Lu Y, Liu J. Functional DNA nanotechnology: emerging applications of DNAzymes and aptamers. Curr Opin Biotechnol. 2006 Dec;17:580-588.
   
7. Ulrich H, Trujillo CA, Nery AA, Alves JM. DNA and RNA aptamers: from tools for basic research towards therapeutic applications. Comb Chem High Throughput Screen. 2006 Sep;9(8):619-632.
   

Министерство образования и науки Российской Федерации


федеральное агентство по образованию


Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Московский физико-технический институт (государственный университет)»

УТВЕРЖДАЮ

Первый проректор


_____________ Т.В. Кондранин


«_____» ______________ 2007 г.

ИННОВАЦИОННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА

ПРОГРАММА ПО КУРСУ: «Клеточная биология и биомедицинские нанотехнологии»

магистерская программа 511682 Физико-химическая биология и биотехнология

факультет ФМБФ

кафедра молекулярной медицины

курс 5

семестр 10


Лекции 32 часа Зачет (дифф.) 10 семестр


Лабораторные работы 32 часа Самостоятельная работа

8 часов в неделю

Всего 64 часа


Автор программы к.б.н. Левицкий С.А.


Программа обсуждена на заседании кафедры «15» мая 2007 года


Программа утверждена

Решением Ученого Совета ФМБФ «___» ________ 2007 г.


Председатель Ученого Совета


Заведующий кафедрой Лопухин Ю.М.


Москва 2007

Клеточная биология и медицинские нанотехнологии

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ.

1. Учение о клетке. История открытия клеточной природы жизни. Клеточная теория: основания для создания, основные постулаты. Клетка как высокоорганизованная открытая система. Особенности строения клеток эукариотических и прокариотических организмов. Гипотеза происхождения эукариотических клеток путем слияния прокариотических организмов. Строение и функции мембранных органелл эукариот. Теория дифференциации хлоропластов и митохондрий в ходе эволюции общего предка эукариот. Структура, химический состав и функции биологических мембран (4 часа).

ОСНОВНЫЕ БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В КЛЕТКЕ.

2. Химические основы жизни, химический состав клеток. Обмен веществ в клетке как основа ее жизнедеятельности. Энергетический и пластический метаболизм. Понятие об ассимиляции и диссимиляции. Фотосинтез – основной источник доступного углерода для живых организмов. Молекулярные механизмы фотосинтеза. Световая стадия фотосинтеза, фотосистемы I и II. Образование кислорода в темновой стадии фотосинтеза как фактор эволюции и поддержания постоянного газового состава атмосферы. Темновая стадия фотосинтеза – фиксация углерода из атмосферного углекислого газа. Цикл Кальвина. Выделение углекислого газа при клеточном дыхании (4 часа).

3. Анаэробная утилизация углеводов – гликолиз. Стадии и конечные продукты гликолиза, их дальнейшее использование. Суммарное уравнение гликолиза. Аэробное расщепление углеводов: цикл ди- и трикарбоновых кислот, его существенность для энергетического обеспечения клетки. Электрон-транспортная цепь митохондрий, биосинтез АТФ. Гипотеза Митчелла. Структура и механизм работы АТФ-синтетазы (4 часа).

МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В КЛЕТКЕ.

4. Понятие о матричном синтезе. Основные генетические механизмы. Состав и типы строения ДНК. Принцип комплементарности Уотсона-Крика. Репликация ДНК. Строение репликативной вилки. Синтез лидирующей и отстающей цепей. Фрагменты Окадзаки. Понятие репликона. Регуляция репликации ДНК. Репликация внегеномных элементов наследственности.(2 часа).

5. Понятие о транскрипции. Состав, строение и типы клеточных РНК. ДНК-зависимые РНК-полимеразы – типы и структуры. Молекулярные механизмы инициации транскрипции. Формирование закрытого и открытого комплексов, абортивный синтез при инициации транскрипции. Элонгация транскрипции. Принципы терминации транскрипции. Структуры ро-зависимых и ро-независимых терминаторов (2 часа).

6. Регуляция экспрессии генов на уровне инициации транскрипции. Основные представления о регуляторных элементах. Структура, типы и функции промоторов. Связывание РНК-полимераз с промоторами, обеспечение специфичности узнавания сайтов инициации транскрипции. Цис- и транс- регуляторы. Дальнодействующие регуляторные элементы. Механизмы воздействия энхансеров на эффективность транскрипции. Позитивная и негативная регуляция. Понятие оперона. Структура lac-оперона кишечной палочки. Молекулярные механизмы регуляции экспрессии lac-оперона, структура lac-репрессора и CAP-активатора. Индуцируемая экспрессия генов. Примеры использования индуцируемых систем экспрессии в природе и в деятельности человека. (4 часа).

БИОСИНТЕЗ БЕЛКА.

7. Структура, химический состав и функции рибосом. Отличия рибосом про- и эукариотических организмов. Общие принципы изучения белоксинтезирующего аппарата клетки. Синтез и процессинг пре-рРНК, сборка рибосом эукариот в ядрышке. Типы модификаций рРНК. Биосинтез белка – трансляция. История открытия и расшифровки генетического кода. Постулат Гамова, правила Крика. Свойства генетического кода. Транспортные РНК – особенности нуклеотидного состава и третичной структуры. Аминоацилирование тРНК. Механизм работы аминоацил-тРНК-синтетаз. (2 часа).

8. Матричная (информационная) РНК. Различия функциональных элементов мРНК про- и эукариот. Структура и типы строения кэпа мРНК эукариот. Молекулярные механизмы инициации трансляции: связывание кэпа, ассоциация субчастиц, присоединение метионил-мет-тРНК. Участие в инициации белковых факторов. Энергетические затраты инициации транскрипции. Элонгация транскрипции. Принципы взаимодействий между кодоном и антикодоном. Wobble-гипотеза Крика. Молекулярные механизмы транслокации растущей цепи из а-сайта в р-сайт рибосомы. Механизм движения рибосомы по мРНК. Гипотеза «смыкания-размыкания» рибосомы Спирина. Терминация трансляции. Факторы терминации, диссоциация рибосомы. Энергетические затраты и скорость биосинтеза белка (4 часа).

9. Строение и функции белков. Типы аминокислот. Понятие о первичной, вторичной, третичной и четвертичной структурах. Основные элементы вторичной структуры белков. Фолдинг. Сопряжение фолдинга и трансляции. Базовые понятия о топогенезе белков (2 часа).

ДЕЛЕНИЕ КЛЕТОК.

9. Понятие о клеточном цикле. Удвоение ДНК и перестройка клеточного метаболизма при подготовке к делению. Особенности клеточного цикла прокариот. Митотическое деление клеток. Понятие о хромосомах и хроматидах. Стадии митотического деления. Формирование веретена деления, центриоли. Образование перетяжки, разделение дочерних клеток. Особенности распределения мембранных и немембранных органелл между дочерними клетками. Формирование ядер, деконденсация хромосом. Образование гаплоидных клеток – мейоз. Особенности первого и второго делений мейоза. Градиенты мРНК в ориентированных ооцитах эукариот. Кроссинговер, его биологическое значение. Особенности гаметогенеза у различных групп эукариот (2 часа).

НАНОТЕХНОЛОГИИ В БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ.

10. Понятие о нанотехнологиях. Возможности использования достижений современных нанотехнологий в биологических и медицинских исследованиях. Биосенсоры как инструмент анализа клетки или окружающей среды. Квантовые точки. Возможности использования квантовых точек при изучении клеток и в молекулярной диагностике. Нанотехнологии в генотерапии. Создание искусственных вирусов и их использование в терапии. Микрофлюидные технологии: применение в диагностике и исследованиях. Супрамолекулярные нанокомплексы для выявления мутаций в биологических образцах. Возможности использования свойств биомолекул для получения высокоорганизованных наноструктур. Перспективы развития биомедицинских нанотехнологий. Нанороботы в биологии и медицине. (4 часа).


Библиография.

Основная.

1. Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж., «Молекулярная биология клетки» в 3 т., Москва, Мир, 1994.
   
2. Ченцов Ю.С., «Введение в клеточную биологию», Москва, «Академика», 2004.
   

Дополнительная.

3. Б.Льюин., «Гены», Москва, Мир, 1987.
   
4. Nanobiotechnology protocols., Humana Press, NJ, 2005.
   
5. Watson JD, Crick FH., Molecular structure of nucleic acids; a structure for deoxyribose nucleic acid. Nature. 1953 Apr 25;171(4356):737-8.
   
6. Kolb VA, Makeyev EV, Kommer A, Spirin AS., Cotranslational folding of proteins.Biochem Cell Biol. 1995 Nov-Dec;73(11-12):1217-20. Review.
   
7. Glotzer M., Cell cycle. The only way out of mitosis.Curr Biol. 1995 Sep 1;5(9):970-2. Review.
   

Министерство образования и науки Российской Федерации


федеральное агентство по образованию


Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Московский физико-технический институт (государственный университет)»

УТВЕРЖДАЮ

Первый проректор


_____________ Т.В. Кондранин


«_____» ______________ 2007 г.

ИННОВАЦИОННАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА

ПРОГРАММА ПО КУРСУ: «Биоинформатика»

магистерская программа 511682 Физико-химическая биология и биотехнология

факультет ФМБФ

кафедра молекулярной медицины

курс 5

семестр 10


Лекции 32 часа Экзамен 10 семестр


Семинары 32 часа Самостоятельная работа

8 часов в неделю

Всего 64 часа


Автор программы к.б.н. Втюрин Н.Н.


Программа обсуждена на заседании кафедры «15» мая 2007 года


Программа утверждена

Решением Ученого Совета ФМБФ «___» ________ 2007 г.


Председатель Ученого Совета


Заведующий кафедрой Лопухин Ю.М.


Москва 2007


Биоинформатика

Вводная часть.

1. Предмет биоинформатики. Основные события, предопределившие появление биоинформатики. Информационный взрыв в молекулярной биологии и генетике. Две базовых компоненты современной биологии: экспериментальные и информационно-компьютерные технологии. Определение термина биоинформатика. Синонимы термина биоинформатика (4 часа).

БИОЛОГИЧЕСКИЕ САМОВОСПРОИЗВОДЯЩИЕСЯ СИСТЕМЫ.

2. Основные понятия и определения. Схема биологической са­мо­вос­про­изводящейся системы. Компоненты самовоспроиз­во­дя­щей­ся сис­те­мы: наследственная память, эпигенетическая память, считывающее устройство, подсистема рецепции, подсистема регуляции, исполняющая подсистема, под­сис­те­ма безопасности, подсистема самовоспроизведения, репарирую­щая подсистема, подсистема генерации генетической изменчивости. Генетический код. Характерные особенности гено­мов прокариот и эукариот. Понятие генетических сетей (6 часов).

МЕТОДЫ БИОИНФОРМАТИКИ В СЕКВЕНИРОВАНИИ ГЕНОМА.

3. Общая схема Shotgun секвенирования. Генно-инженерная часть методики. Методика компьютерной сборки генома из коротких последовательностей нуклеотидов. Понятия фрагмента, рида, контига, скаффолда. Работа с программами PHRED, LUCY, TIGR, AsmAnalyzer, BAMBUS (8 часов).

МЕТОДЫ ВЫРАВНИВАНИЯ НУКЛЕОТИДНЫХ
И АМИНОКИСЛОТНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ.

4. Матрицы взаимозаменяемости нуклеотидов и аминокислот. Матрицы выравнивания биологических последовательностей. Метод полного перебора. Основные алгоритмы парного выравнивания последовательностей. Понятия пропорционального и аффинного штрафов за делецию. Схема поиска гомологии, используемая в пакете BLAST. Параметры программ пакета BLAST. Понятие множественного выравнивания биологических последовательностей (6 часов).

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СТРУКТУРА БЕЛКОВ.
ВЫРАВНИВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ СТРУКТУР БЕЛКОВ.

5. Строение и свойства аминокислотных остатков. Пептидные связи и карта Рамачандрана. Уровни организации структуры белковой молекулы. Вторичная структура белков: α-спирали, β-структура (параллельная, анитпараллельная, смешанная), β-спирали, реверсивные повороты. Корреляция аминокислотный остаток – тип вторичной структуры. Третичная структура глобулярных белков. α-спиральные, β-структурные домены глобулярных белков. α/β домены. Общая схема выравнивания пространственной структуры двух белков. Первый этап – нахождение стартовой точки для процедуры собственно выравнивания. Итеративный поиск структурно-консервативных участков двух белковых молекул (8 часов).

Библиография.

Основная

1. Mount D.W. “Bioinformatics. Sequence and Genome Analysis:” Cols Spring Harbor Laboratory Press. 2001.
   
2. Дурбин Р., Эдди Ш., Крот А., Митчисон Г. «Анализ биологических последовательностей». Институт компьютерных исследований. R&C Dynamics. Москва. Ижевск. 2006.
   
3. Pop M., Shotgun Sequence Assembly, Advanced in Computers. 60 (2004), 193-248.
   
4. Pop M., Kosack D.S., Salzberg S.L., Hierarchical Scaffolding with Bambus, Genome Research, 14, 1, 149-159, 2004.
   
5. Richardson Jane S., The anatomy and taxonomy of protein structure. ADVANCES IN PROTEIN CHEMISTRY, 1981, Vol. 34, p.167-339.
   
6. Г.Шульц, Р.Ширмер, «Принципы структурной организации белков.» Москва, МИР,1982г
   

Дополнительная.

7. Рис Э., Стенберг М., «Введение в молекулярную биологию», Издательство Мир, 2002.
   
8. Щелкунов С.Н., «Генетическая инженерия», Сибирское университетское издательство, 2004
   
9. Venter J.C., at al., (~270 Authors) “The sequence of the human genome”. Science. 291 (5507) (2001) 1304-1351.
   
10. A.G. Murzin, S.E.Brenner, T.Hubbard, C.Chothia.SCOP: A Structural Classification of Proteins Database for the Investigation of Sequences and Structures. J. Mol. Biol. (1995) 247, p.536-540.
    
11. nlm.nih.gov
    
12. io.ic.ac.uk/phyre/html/index.php