Белорусский государственный университет

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

________________ А.Л. Толстик

«__29__» _октября ____ 2014 г.

Регистрационный № УД-998/25/р.

Молекулярная биология гена

Учебная программа учреждения высшего образования

по учебной дисциплине для специальностей:

1-31 01 01 Биология (по направлениям) и 1-31 01 03 Микробиология

Факультет биологический (название факультета)

Кафедра генетики (название кафедры)

Курс (курсы) 2/4

Семестр (семестры) ______________4/8__________________________

Лекции _____34/6_______ Экзамен ________________ (количество часов) (семестр)

Практические (семинарские)

занятия ____________ Зачет _______4/8_________ (количество часов) (семестр)

Лабораторные

занятия ____________ Курсовой проект (работа) ________ (количество часов) (семестр)

Всего аудиторных

часов по дисциплине ____34/6_______ (количество часов)

Всего часов Форма получения

по дисциплине _____60_____ высшего образования_дневная/заочная___ (количество часов)

Составил(а) Максимова Н.П. д.б.н., профессор (И.О., Фамилия, степень, звание)

2014 г.

1

Учебная программа составлена на основе учебной программы учреждения

Высшего образования по учебной дисциплине «Молекулярная биология ге-

на», 15.04.2014 г., регистрационный № УД-975/баз. (название типовой учебной программы (учебной программы (см. разделы 5-7 Порядка)), дата утверждения, регистраци-

онный номер)

Рассмотрена и рекомендована к утверждению на заседании кафедры

__________________________генетики________________________________ (название кафедры)

_14.10.2014 г., протокол № 4 (дата, номер протокола)

Заведующий кафедрой

__________________ Н.П. Максимова (подпись) (И.О.Фамилия)

Одобрена и рекомендована к утверждению учебно-методической комиссией

биологического факультета

29.10.2014 г., протокол № 4 (дата, номер протокола)

Председатель

____________ В.Д. Поликсенова (подпись) (И.О.Фамилия)

2

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Молекулярная биология гена - раздел генетики и молекулярной био-

логии, ставящий целью познание материальных основ наследственности пу-

тём исследования протекающих на молекулярном уровне процессов переда-

чи и реализации генетической информации, а также способа её хранения.

Целью курса является изучение фундаментальных основ молекуляр-

ной биологии гена и знакомство студентов с главными достижениями этой

науки и использования их в современной биологии.

В задачу курса входит рассмотрение вопросов структурно-

функциональной организации генов и геномов, а также основных механиз-

мов реализации наследственной информации у организмов разного уровня

сложности. Большое внимание уделено знакомству с крупнейшими достиже-

ниями молекулярной биологии гена на современном этапе и их использова-

нию для решения теоретических и прикладных вопросов биологии и медици-

ны. В программу курса входит изучение методов молекулярной биологии ге-

на; экспериментальных подходов исследования структуры ДНК и РНК; срав-

нительный анализ строения генов и геномов про- и эукариот; изучение моле-

кулярно-генетических механизмов матричных процессов: репликации, тран-

скрипции, обратной транскрипций и трансляции; расшифровка генетическо-

го кода; знакомство с современными методами выделения генов и их ис-

пользования в генетической инженерии, при создании трансгенных живот-

ных и растений, а также в генотерапии. Курс «Молекулярная биология гена»

является базовым для большинства биологических дисциплин и необходим

для более глубокого понимания современных проблем биологии.

В результате изучения дисциплины обучаемый должен:

знать:

– теоретическую основу возникновения молекулярной биологии гена;

– принципы строения молекул ДНК и РНК и их физико-химические

свойства;

– основы структурной организации генов и геномов различных организ-

мов;

– методы изучения структуры и функции ДНК, методы выделения генов

и их использования в генетической инженерии;

– механизмы генетических процессов: репликации, транскрипции, об-

ратной транскрипции, трансляции;

– характеристику генетического кода;

– основные подходы генетической инженерии и их использование при

создании транегенных животных и растений, а также в генотерапии.

уметь:

– использовать молекулярно-биологические знания для более глубоко-

го понимания современных проблем биологии;

– связывать достижения в молекулярной биологии гена с успехами со-

временной генетики, иммунологии, геномики и протеомики;

3

использовать достижения молекулярной биологии гена в решении

задач селекции, медицины, экологии и биотехнологии, а также применять

полученные знания в дальнейшей практической деятельности.

владеть: – информацией о структурно-функциональной организации генов и ге-

номов и основных механизмов хранения, передачи и реализации наслед-

ственной информации;

– информацией о последних достижениях и успехах этой науки в мире и

использовании методов молекулярной биологии гена на практике – в меди-

цине, спорте, экологии, селекции животных и растений, криминалистике;

– теоретической базой для применения полученных знаний при более

глубоком исследовании вопросов в различных направлениях биологии – зо-

ологии, ботаники, микробиологии, вирусологии, биохимии и физиологии.

Курс является теоретическим, не имеет лабораторных занятий. Програм-

ма курса рассчитана на 34 лекционных часа.

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА

Дневная форма получения высшего образования

№ п/п

Наименование разделов, тем

Количество часов

Аудиторные

Сам

ост

ояте

ль-

ная

раб

ота

Лек

ци

и

Прак

тич

ески

е

и с

еми

нар

-

ски

е за

няти

я

Лаб

. за

няти

я

КС

Р

I Введение 4

II Теоретические основы воз-

никновения молекулярной

биологии гена. 2

III Экспериментальные доказа-

тельства роли нуклеиновых

кислот в передаче наслед-

ственных признаков.

2

IV Строение, свойства и функции

ДНК и РНК. Строение и свой-

ства ДНК. Строение и типы

РНК.

6

4.1.-

4.2

Строение и свойства ДНК.

Строение и типы РНК. 4

4.3.-

4.4.

Особенности нуклеотидного

состава ДНК у организмов

разных уровней организации.

2

4

Локализация ДНК и РНК в

клетках про- и эукариот.

V Методы изучения молекуляр-

ной структуры ДНК и РНК. 2

VI Строение генов и геномов у

организмов разного уровня ор-

ганизации. 2

VII Молекулярные механизмы ге-

нетических процессов. 12

7.1 Репликация ДНК и ее меха-

низм у про- и эукариот. 4

7.2 Транскрипция и ее механизмы

у про- и эукариот. Процессинг

РНК. Обратная транскрипция.

6

7.3

Трансляция и ее механизм у

про- и эукариот. 4

VIII Генетический код и его харак-

теристика. 2

Ито-

го:

34

5

Заочная форма получения высшего образования

Аудиторные

Сам

ост

ояте

ль-

ная

раб

ота

Лек

ци

и

Прак

тич

ески

е

и с

еми

нар

-

ски

е за

няти

я

Лаб

. за

няти

я

КС

Р

I Введение. Теоретические осно-

вы возникновения молекуляр-

ной биологии гена. 2

II Экспериментальные доказа-

тельства роли нуклеиновых

кислот в передаче наслед-

ственных признаков.

Строение, свойства и функции

ДНК и РНК.

2

III Молекулярные механизмы ге-

нетических процессов. 6

3.1. Репликация ДНК и ее меха-

низм у про- и эукариот. 2

3.2 Транскрипция и ее механизмы

у про- и эукариот. 2

7.3 Трансляция и ее механизм у

про- и эукариот.

Генетический код и его харак-

теристика.

2

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА

Ном

ер р

азд

ела,

тем

ы

Название раздела, темы

Количество аудиторных часов

Фо

рм

ы к

он

тро

ля

знан

ий

Лек

ци

и

Прак

тич

ески

е

за

няти

я

Лаб

орат

ор

ны

е

зан

яти

я

Уп

рав

ляем

ая

сам

ост

ояте

ль-

ная

раб

ота

студ

ента

1 2 3 4 5 6 9

I Введение: Введение. Предмет и задачи молекулярной био-

логии гена. Методы молекулярной биологии гена.

Этапы развития и основные достижения.

4

II Теоретические основы возникновения моле-

кулярной биологии гена: роль генетики, микро-

биологии, биохимии, химии ДНК, цитологии,

иммунологии в возникновении молекулярной

биологии гена.

2

III

Экспериментальные доказательства роли

нуклеиновых кислот в передаче наследствен-

ных признаков: эксперименты Эйвери, Ма-

кЛеод, МакКарти (1944 г.) и Херши и Чейз (1952

г.). Доказательство генетической роли РНК в экс-

периментах Френкель-Конрата и Вильямса (1956

г.).

2

7

1 2 3 4 5 6 7

IV Строение и свойства ДНК. Строение и типы

РНК: строение нуклеотидов, типы химических

связей. Физико-химические свойства ДНК и РНК.

Строение и свойства ДНК. Строение и типы РНК

и их характеристика. Особенности нуклеотидного

состава ДНК у организмов разных уровней орга-

низации.

6

V Методы изучения молекулярной структуры

ДНК и РНК

2

VI Строение генов и геномов у организмов разно-

го уровня организации

2

VII

Молекулярные механизмы генетических про-

цессов.

14

7.1. Репликация и ее механизмы у про-и эукариот.

Характеристика процесса. Составляющие эле-

менты процесса репликации. Особенности репли-

кации различных геномов.

4

7.2 Транскрипция и ее механизмы у про- и эука-

риот. Характеристика процесса. Составляющие

элементы процесса транскрипции. Особенности

транскрипции про- и эукариот. Процессинг РНК.

Обратная транскрипция.

6

7.3 Трансляция и ее механизм у про- и эукариот.

Характеристика процесса. Составляющие эле-

менты процесса трансляции. Особенности транс-

ляции у про- и эукариот. Действие антибиотиков

на аппарат трансляции.

4

8

1 2 3 4 5 6 7

XIII Генетический код и его характеристика.

Свойства кода и их экспериментальные доказа-

тельства.

2

ИНФОРМАЦИОННАЯ ЧАСТЬ

ЛИТЕРАТУРА

Основная:

1. Албертс Д., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Роберт К., Уотсон Дж. Мо-

лекулярная биология клетки: В 4 т. / Албертс Д., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф

М., Роберт К., Уотсон Дж. М: Мир, 1987. 2-е изд., перераб. и доп. в 3 т.

М.: Мир, 1994.

2. Бокуть С.Б., Герасимович Н.В., Милютин А.А. Молекулярная биология:

молекулярные механизмы хранениия, воспроизведения и реализации гене-

тической информации: Мн.:Высш. шк., 2005.

3. Георгиев Г.П. Гены высших организмов и их экспрессия / Георгиев Г.П.

М.: Наука, 1989.

4. Льюин Б. Гены. / Льюин Б. М: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2012.

5. Коничев А.С., Севастьянова Г.А. Молекулярная биология. М., 2005, 397 с.

6. Корнберг А. Синтез ДНК / Корнберг А. М.: Мир, 1977.

7. Молекулярная биология. Структура и биосинтез нуклеиновых кислот / Под

ред. А.С. Спирина. М.; Высшая школа, 1990. Мушкамбаров Н.Н., Кузне-

цов С.А. Молекулярная биология. / Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.А.:

М.: ООО «Медицинское информационное агенство», 2007.

8. Мушкамбаров Н.Н. Молекулярная биология: Учеб. пособ. для студ. мед.

ВУЗов / Н.Н. Мушкамбаров, С.Л. Кузнецов. – М.: ООО "Медицинское

информационное агенство", 2003. – 544 с.

9. Патрушев Л.И. Экспрессия генов. – М.: Наука, 2000.

10 . Проблемы и перспективы молекулярной генетики: В 2-х т. Том 2 / Отв.

ред. Е.Д. Свердлов. – М.: Наука, Т. 1. 2003–2004. Т.2. – 2004. – 330 с.Спирин

А.С. Молекулярная биология. Рибосомы и биосинтез белка. / Спирин А.С.

М. : Издательский центр «Академия», 2011.

11. Свердлов Е.Д. Взгляд на жизнь через окно генома: В 3 т. Т.1: Очерки

структурной молекулярной генетики. Т.1. : М.: «Наука», 2009.

12. Сингер М., Берг П. Гены и геномы. В 2-х т. / Сингер М., Берг П. М.: Мир,

1998.

13. Стент Г., Кэлшдар Р. Молекулярная генетика / Стент Г., Кэлшдар Р. М:

Мир, 1981.

14.Уотсон Дж. Молекулярная биология гена / Уотсон Дж. М.: Мир, 1978.

15.Щелкунов С.Н. Генетическая инженерия / С. Н. Щелкунов. Новосибирск:

Из-во Сибирского университета, 2004.

Дополнительная (книги):

1. Роллер Э. Открытие основных законов жизни / Роллер Э. М.: Мир, 1978.

2. Рис Э., Стернберг М. От клетки к атомам. Иллюстрированное введение в

молекулярную биологию / Рис Э., Стернберг М. М.: Мир, 1988.

3. Уотсон Дж. Двойная спираль / Уотсон Дж. М.: Мир, 1969.

4. Селье Г. От мечты к открытию / Селье Г. М.: Прогресс, 1987.

5. Чолаков В. Ученые и открытия / Чолаков В. М.: Мир, 1986.

6. Тимофеев-Ресовский Н.В. Воспоминания. / Тимофеев-Ресовский Н.В. Мю:

Изд. Группа «Пргресс», «Пангея», 1955.

10

7. Свердлов Е.Д. Френсис Крик в его прогнозе на 2 000 год был почти абсо-

лютно прав / Свердлов Е.Д. Биоорганическая химия, т. 26., № 10, стр.

761-766.

Дополнительная (интернет-источники):

1.Колесникова Т.Д. Подборка литературы для самостоятельного чтения и вы-

полнения домашних заданий: http://engrailed.narod.ru/molbiol.

2.http://www.biotechnolog.ru – молекулярная биология и биотехнология.

3.http://www.molbiol.edu.ru – практическая молекулярная биология.

4.http://www.rusbiotech.ru – молекулярная биология и биотехнология.

5.http://www.sci-lib.com – наука, новости науки и техники для студентов.

6.http://www.molbiologysite.narod.ru/presentation.html - презентации к курсу

«Молекулярная биология».

7.http://www.bio-cat.ru – биологический каталог.

8.http://www.molbiol.ru – журнал «Молекулярная биология».

9.http://www.elementy.ru/genbio/molecular - журнал общей биологии.

10.http://www.geneforum.ru – генетический форум.

11.http://www.eimb.relarn.ru – институт молекулярной биологии им. В.А. Эн-

гельгардта РАН.

12.http://www.protein.bio.msu.ru/biokhimiya/index.htm - каталог научно-

образовательных ресурсов МГУ.

13.http://www.tusearch.blogspot.com – поиск электронных книг, публикаций,

ГОСтов, на сайтах научных библиотек. В поисковой системе отобраны

наилучшие библиотеки, в большинстве которых можно скатить материалы

в полном объеме без регистрации.

14.http://www.elibrary.ru/defaultx.asp - научная электронная библиотека.

15.http://www.sci-lib.com – наука, новости науки и техники для студентов.

16.http://www.biomolecula.ru – наука, новости.

17.http://elementy.ru/genbio/molecular - журнал общей биологии.

18.http://www.pereplet.ru – cайт Соросовского образовательного журнала.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ

САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

Для организации самостоятельной работы студентов по учебной дис-

циплине курсу следует использовать современные информационные техно-

логии: разместить в сетевом доступе комплекс учебных и учебно-

методических материалов (программа, курс лекций, мультимедийные пре-

зентации, список рекомендуемой литературы и информационных ресурсов,

задания в тестовой форме для самоконтроля и др.).

Эффективность самостоятельной работы студентов целесообразно про-

верять в ходе текущего и итогового контроля знаний – докладов и презента-

ций, написания рефератов по темам и разделам курса.

11

ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМЫХ СРЕДСТВ ДИАГНОСТИКИ

Учебным планом специальностям 1-31- 01 01 Биология (по направлени-

ям) и 1-31 01 03 Микробиология в качестве формы итогового контроля по

учебной дисциплине рекомендован зачет. Для текущего контроля качества

усвоения знаний студентами можно использовать следующий диагностиче-

ский инструментарий:

- защита презентаций и подготовленного студентом реферата;

- устные опросы.

Для организации самостоятельной работы студентов по курсу следует

использовать современные информационные технологии: разместить в сете-

вом доступе комплекс учебных и учебно-методических материалов (про-

грамма, методические указания к лабораторным занятиям, список рекомен-

дуемой литературы и информационных ресурсов, задания в тестовой форме

для самоконтроля и др.).

МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ ИТОГОВОЙ ОЦЕНКИ

СТРУКТУРА РЕЙТИНГОВОЙ ОЦЕНКИ ЗНАНИЙ

ИТОГОВАЯ ОЦЕНКА:

Определяется по формуле (минимум 4, максимум 10 баллов):

Итоговая оценка = А + Б

где А – средний балл по вопросу 1,

Б – средний балл по вопросу 2. Итоговая оценка выставляется только в случае успешной сдачи зачета.

ПРОТОКОЛ СОГЛАСОВАНИЯ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ

Название

дисциплины,

с которой

требуется со-

гласование

Название

кафедры

Предложения

об изменениях в содер-

жании учебной про-

граммы

по изучаемой учебной

дисциплине

Решение, принятое ка-

федрой, разработавшей

учебную программу (с

указанием даты и но-

мера протокола)

Биохимия Биохимии

Генетика Генетики

Микробиоло-

гия

Микробио-

логии

12

ДОПОЛНЕНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ К УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЕ

на _____/_____ учебный год

№№

пп

Дополнения и изменения Основание

Учебная программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры

_____________________________ (протокол № ____ от ________ 201_ г.) (название кафедры)

Заведующий кафедрой

_____________________ _______________ __________________ (ученая степень, ученое звание) (подпись) (И.О.Фамилия)

УТВЕРЖДАЮ

Декан факультета

_____________________ _______________ __________________ (ученая степень, ученое звание) (подпись) (И.О.Фамилия)