Геномика-Протеомика-Билеты-2020-2021

Билет 1.

1. Геномика и протеомика: предмет изучения и основные направления исследований. Основные методы геномики и протеомики.

2. Анализ сложных белковых смесей: гель электрофорез и двумерный гель-электрофорез. Принцип метода и его применение.

Билет 2.

1. Основные признаки и общая структура прокариотического гена. Структура эукариотического гена.

2. Современные методы установления пространственной структуры белковых молекул (3D). Один из методов подробно.

Билет 3.

1. Технологии рекомбинантных ДНК. Рестрицирующие эндонуклеазы и другие ферменты для молекулярного клонирования.

2. Структурная организация белковых молекул и ее иерархия. Элементы вторичной структуры белков.

Билет 4.

1. Полимеразная цепная реакция (PCR) и области ее применения.

2. Основные принципы метода масс-спектрометрического анализа белков и его применение в биологии и медицине.

Билет 5.

1. Методы получения рекомбинантных генов. Химический и ферментативный синтез ДНК.

2. Рентгеноструктурный анализ белков.

Билет 6.

1. Понятие о клонирующем векторе, основные типы векторов. Векторы для клонирования крупных фрагментов ДНК.

2. Хроматографические методы разделения и очистки белков.

Билет 7.

1. Составные элементы вектора на примере бактериальной экспрессионной плазмиды.

2. Основные методы разделения и очистки белков.

Билет 8.

1. Общая схема молекулярного клонирования на примере трансформации бактерий плазмидным рекомбинантным вектором.

2. Доменная архитектура белков, ее связь с экзон-интронной структурой генов.

Билет 9.

1. Доставка рекомбинантной ДНК и РНК в клетку. Проблемы экспрессии чужеродных генов и аутентичности рекомбинантных белков.

2. Анализ неизвестного белка по последовательности и возможность установления его функции. Консервативность пространственной структуры белков.

Билет 10.

1. Понятие о генетически-модифицированных организмах (ГМО). Перспективы создания и сферы применения ГМ-организмов.

2. Формирование белками пространственной структуры (фолдинг). Значение нативной структуры белка для его функции. Шапероны.

Билет 11.

1. Общие принципы конструирования новых хозяйственно ценных организмов (ГМО). Аргументы за и против использования ГМ-организмов.

2. Базы данных белковых структур: белков и доменов. Сравнение пространственных структур белков (структурный элаймент), поиск гомологий.

Билет 12.

1. Проекты по созданию искусственной жизни: бактерия Синтия и эукариотический организм «Синтетические дрожжи». Значение и перспективы применения.

2. Анализ гомологий в белковых последовательностях. Множественный элаймент белков и выявление консервативных последовательностей. Аннотация и классификация белков.

Билет 13.

1. Основные методы секвенирования небольших фрагментов ДНК: химический и ферментативный. Автоматизация секвенирования коротких ДНК.

2. Аффинная очистка белков, основной принцип и примеры.

Билет 14.

1. Современные технологии полногеномного секвенирования. Общая схема и примеры.

2. Филогенетический анализ белков.

Билет 15.

1. Проект «Геном человека». Основные черты организации генома человека.

2. Связь структуры и функции белковых молекул. Предсказание функции белка по его структуре.

Билет 16.

1. Геномы вирусов. Ретровирусы.

2. Идентификация, сравнение и поиск гомологичных белков, количественная оценка сходства белковых последовательностей.

Билет 17.

1. Вариабельность генома. Типы вариабельности последовательности ДНК. Усредненный геном вида.

2. Взаимодействие биомолекул в клетке. Белковые сети и метаболические пути. Метаболом.

Билет 18.

1. Молекулярно-генетические маркеры. Их использование для идентификации организмов.

2. Методы детекции белок-белковых взаимодействий.

Билет 19.

1. Технологии ДНК-микрочипов и их применение. ДНК-микрочипы (DNA microarray) в оценке уровня экспрессии генов.

2. Протеомные карты нормальных и патологических тканей для разработки новых методов диагностики заболеваний.

Билет 20.

1. Повторяющиеся элементы геномов. Подвижные генетические элементы.

2. Понятие о протеоме. Разделы протеомики.

Билет 21.

1. Организации бактериального генома. Фактор фертильности и половой процесс у бактерий.

2. Компьютерный анализ белковых последовательностей. Предсказание функции белка на основании нуклеотидной последовательности.

.

Билет 22.

1. Эукариотический геном. Генетический аппарат органелл.

2. Взаимодействия, обеспечивающие формирование и поддержание пространственной структуры белка.

Билет 23.

1. Происхождение и эволюция эукариотического генома. Взаимосвязь сложности генома и его размера.

2. Перспективы молекулярной диагностики заболеваний на основе исследований протеома.

Билет 24.

1. Происхождение и эволюция эукариотического генома. Гены-гомологи, ортологи и паралоги. Взаимосвязь сложности генома и его размера.

2. Перспективы молекулярной диагностики заболеваний на основе исследований протеома.

Билет 25.

1. Метагеном. Метагеномика окружающей среды и организма человека. Анализ метагеномов и его применение.

2. Транскриптом и виды РНК в клетке. Функциональное значение различных клеточных РНК.

Билет 26.

1. Уровни регуляции экспрессии генов в клетке. Координация экспрессии различных групп генов.

2. Структурная организация белковых молекул: первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры.

Билет 27.

1. Структура мРНК. Альтернативный сплайсинг и полиморфизм белков.

2. Прионы. Механизм развития прионных заболеваний.

Билет 28.

1. Генотипирование организмов для идентификации и определения степени родства. Молекулярная диагностика заболеваний.

2. Ионообменная хроматография для разделения и очистки белков.

Билет 29.

1. Редактирование геномов. Возможности и перспективы его использования.

2. Молекулярная филогенетика. Молекулярные часы эволюции и филогенетические дистанции между организмами.

Билет 30.

1. Стратегия секвенирования геномов de novo. Генетическое и физическое картирование геномов. Физические карты высокого и низкого разрешения.

2. Полиморфизм белков в клетке, его источники. Ортологичные и паралогичные белки.

Основная литература

1. Попов В. В. Геномика с молекулярно-генетическими основами. Москва: Либроком, 2014. - 304 с.

2. Льюин Б. Гены. Перевод 9-го английского издания. Издательство “Бином”, Москва, 2011, 896 с.

3. Войнов Н.А., Волова Т.Г., Зобова Н.В., Маркова С.В., Франк Л.А. Шишацкая Е.И. «Современные проблемы и методы биотехнологии. Учебное пособие». (Учебное пособие (УМКД № 1323-2008)). СФУ. Красноярск: ИПК СФУ. 2009. 424 с. http://files.lib.sfu-kras.ru/ebibl/umkd/1323/u_manual.pdf – Глава 2: Современные успехи геномики: трансгенные организмы.

4. Лекция «Введение в протеомику. Её место среди других наук», Катанаев В. Л. (Е-курс)

Дополнительная литература

1. Нахаева В. И. Общая генетика. Практический курс: учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по естественнонаучным направлениям / В. И. Нахаева. – 2020

2. Докинз Р. Эгоистичный ген / Ричард Докинз ; [перевод с английского Н. Фоминой]. – 2019

3. Комарова Л. А. Генетика : учебное пособие / Л. А. Комарова ; Алтай. гос. гуманит.-пед. ун-т им. В. М. Шукшина. – 2016

4. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика.– Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2007. – 479с.

5. Курчанов Н. А. Генетика человека с основами общей генетики, Санкт-Петербург: СпецЛит, 2010, 192 с.

6. МакКонки Э. Геном человека. М.: Техносфера. 2011. 288 с.

7. Национальный институт генома человека, США. Режим доступа: http://www.nhgri.nih.gov