КУРС молекулярной физики.

КУРС
молекулярной физики.
Цель – преподавание студентам основ молекулярной биофизики; формирование
базовых представлений о физико-химических взаимодействиях биомолекул, обучение
современным методам молекулярного анализа для решения диагностических и
медицинских задач.
Раздел «Молекулярная биология».
ВВОДНОЕ
ЗАНЯТИЕ.
Общность
понятий
«молекулярная
биология»,
«молекулярная физика», «молекулярная химия», «молекулярная медицина». Физикохимическое взаимодействие молекул в живой клетке. – 2 часа.
ТЕОРИЯ – Дезоксирибонуклеиновые и рибонуклеиновые кислоты. Принцип
комплементарности как основа продолжения жизни. Консерватизм и изменчивость
генетического материала. Экстрахромосомный генетический аппарат – плазмиды,
митохондрии. Физика и химия процесса репликации. Особенности репликации РНКовых
вирусов. Электрофорез – физический метод анализа ДНК и РНК. – 2 часа.
ПРАКТИЧЕСКИЕ НАВЫКИ – выделение и очистка ДНК. Электрофорез в
агарозном геле. Интеркалирующие красители – физика процесса. – 4 часа.
ТЕОРИЯ – Гибридизация – использование принципа комплементарности в
аналитических системах. Молекулярные зонды – физические методы детекции
радиоактивных, люминесцентных, флуоресцентных меток. – 2 часа.
ПРАКТИЧЕСКИЕ НАВЫКИ – регистрация меченых биомолекул (ДНК, белок).
Современные флуоресцентные сканеры. – 4 часа.
ТЕОРИЯ – Полимеразная цепная реакция – репликация в пробирке. История
открытия, развитие амплификационных технологий. Разновидности ПЦР – ОТ ПЦР, Real
Time ПЦР. Применение амплификационных технологий в практической медицине –
возможности и ограничения. – 2 часа.
ПРАКТИЧЕСКИЕ НАВЫКИ – постановка ПЦР. Регистрация результатов при
помощи 1D электрофореза в агарозном геле. – 4 часа.
ТЕОРИЯ – Прямая и обратная транскрипция. Физико-химические свойства и
биологические функции разных форм РНК – рибосомальных РНК, матричных РНК,
транспортных РНК. Особенности организации мРНК у про- и эукариот. Сплайсинг.
Полиаденилирование. Диагностические системы, основанные на транскрипции. – 2 часа.
1
ПРАКТИЧЕСКИЕ НАВЫКИ – выделение и очистка ДНК/РНК. Применение
ферментов экзо- и эндонуклеаз. – 4 часа.
ТЕОРИЯ – Применение реакции обратной транскрипции в исследовательских
целях. Понятие кДНК. Клонирование ДНК. Генно-инженерные технологии. Библиотеки
кДНК. – 2 часа.
ПРАКТИЧЕСКИЕ НАВЫКИ – Принципы селекции рекомбинантных штаммов.
Ферменты рестрикции. – 4 часа.
ТЕОРИЯ
Секвенирование
–
по
Методы
анализа
Максаму-Гилберту,
нуклеотидной
Сенгеру.
последовательности
Пиросеквенирование.
ДНК.
Понятие
выведенной аминокислотной последовательности. – 2 часа.
ПРАКТИЧЕСКИЕ НАВЫКИ – чтение нуклеотидных последовательностей. Работа
с программным обеспечением Vector NT.- 4 часа.
ТЕОРИЯ – Рибосомы – синтетический аппарат клетки. Организация процесса
трансляции. Олиго- и полицистонные мРНК. Рекомбинантные белки. Методы наработки и
очистки. Применение рекомбинантых белков в медицине – диагностические системы,
лекарственные субстанции (инсулин, соматостатин и др). – 2 часа.
ПРАКТИЧЕСКИЕ НАВЫКИ – очистка рекомбинантных белков. Использование
хроматографической системы Agilent. – 4 часа.
ТЕОРИЯ – Посттрансляционные модификации белка. Метилирование. Первичная,
вторичная и третичная структуры белка. Биофизические методы анализа белка – 2D
электрофорез,
масс
спектрометрический
анализ,
секвенирование
белков,
рентгеноструктурный анализ – 2 часа.
ПРАКТИЧЕСКИЕ НАВЫКИ – проведение 2D электрофореза белковой фракции –
4 часа.
2
Раздел «Молекулярная медицина»
ТЕОРИЯ – Молекулярные методы обнаружения бактериальных и вирусных
инфекций. Генотипирование вирусов гепатита В и С. Адекватность и интерпретация
количественных методов оценки вирусной нагрузки для гепатитов В и С, бактериальных
инфекций – 2 часа.
ПРАКТИЧЕСКИЕ НАВЫКИ – постановка «Real Time» ПЦР джля количественной
оценки вируса гепатита С – 4 часа.
ТЕОРИЯ – Микроматрицы как исследовательский и диагностический инструмент.
Принцип организации ДНК-чипов, их использование в диагностическом поиске. – 2 часа.
ПРАКТИЧЕСКИЕ НАВЫКИ – оценка результатов гибридизации на ДНК-чипе.
Обработка изображения, интерпретация результатов. Работа с программным продуктом
TotalLab 2.1. – 4 часа.
ТЕОРИЯ – Понятие полиморфизма. Фундаментальная и практическая значимость
исследования полиморфных участков генома человека. Методы определения точечного
нуклеотидного
полиморфизма:
секвенирование,
минисеквенирование,
рестриктный
анализ, гибридизационные технологии. Гаплотипирование. Микросателитный анализ – 2
часа.
ПРАКТИЧЕСКИЕ НАВЫКИ – выделение высокомолекулярной ДНК из крови
человека. Постановка реакции амплификации в 96 луночном формате – 4 часа.
ТЕОРИЯ – Минисеквенирование ДНК с последующим масс спектрометрическим
анализом продуктов реакции для идентификации олигонуклеотидных полиморфизмов в
геноме человека. Медицинский генетический паспорт – 2 часа.
ПРАКТИЧЕСКИЕ НАВЫКИ – масс спектрометрический анализ продуктов
реакции минисеквенирования. Интерпретация результатов. – 4 часа.
ТЕОРИЯ
–
Молекулярные
основы
действия
ксенобиотиков.
Понятие
взаимодействия лиганд – рецептор. IgG рецепторы. Индивидуальные особенности
метобаолизма лекарств. Цитохромы. Фармакогенетика. Персонифицированная медицина
будущего – 2 часа.
ПРАКТИЧЕСКИЕ
соединений.
Химические
НАВЫКИ
–
библиотеки.
Принципы
поиска
Молекулярное
новых
лекарственных
моделирование
лекарств
–
возможности и ограничения. Молекулярный докинг – 4 часа.
ТЕОРИЯ
–
Макро-
и
микрогетерогенность
прокариотического
генома.
Практическая ценность выявления островков патогенности, детерминант устойчивости,
генотипирования микробов. Значение выявления нуклеотидного полиморфизма в геноме
3
прокариот. Молекулярная эпидемиология. Понятие клона. Технология MLST анализа – 2
часа.
ПРАКТИЧЕСКИЕ
НАВЫКИ
–
комплексный
анализ
чувствительности
бактериальных штаммов к антимикробным препаратам. Занятие № 1 – 4 часа.
ТЕОРИЯ – молекулярные основы резистентности бактериальной флоры к
антимикробным агентам. Понятие о специфических и неспецифических механизмах
формирования резистентности. Методы оценки генетических маркеров резистентности.
Молекулярный дисплей. – 2 часа.
ПРАКТИЧЕСКИЕ
НАВЫКИ
–
комплексный
анализ
чувствительности
бактериальных штаммов к антимикробным препаратам. Занятие № 2 – 4 часа.
ТЕОРИЯ – Прямое профилирование бактериальных клеток. Возможности
типирования и идентификации бактериальной флоры. – 2 часа.
ПРАКТИЧЕСКИЕ НАВЫКИ – профилирование бактериальных клеток E. coli с
использованием технологии MALDI ToF масс спектрометрии – 4 часа.
ТЕОРИЯ – протеомный анализ. Теоретическая и практическая ценность
инвентаризации клеточных белков. Протеомное картирование. Клиническое протеомное
профилирование сывороточных белков крови. Методические подходы и диагностическая
ценность. – 2 часа.
ПРАКТИЧЕСКИЕ
НАВЫКИ
–
Интерпретация
результатов
протеомного
исследования клеточных и сывороточных белков. – 4 часа
ИТОГО – 104 часа
Контактная информация:
ИЛЬИНА Елена Николаевна
Тел. +7 (495) 2450471
E-mail: ilinaEN@gmail.com
4