Варіант 4

1. Підходи до генної терапії раку. Генна терапія інфекційних захворювань. Етичні проблеми генної терапії. Проблеми генетичної безпеки людини.

2. Використання трансгенних тварин у фундаментальних дослідженнях. Основні напрямки та досягнення генної інженерії тварин. Використання трансгенних тварин у тваринництві.

3. Одержання та досвід використання рослинних геномодифікованих об'єктів.

4. Злиття протопластів як метод конструювання і вивчення штамів мікроорганізмів.

5. Особливості експресії генів: експресія генів при перенесенні їх між різними видами прокаріотів; експресія генів бактерій в клітинах еукаріотів; експресія генів еукаріотів в клітинах прокаріотів; експресія генів при перенесенні їх між різними видами еукаріотів.

6. Використання олігонуклеотидів для спрямованого мутагенезу. Одержання множинних мутацій в обмежених ділянках ДНК за допомогою "вироджених" олігонуклеотидів. Конструювання синтетичних мутантних генів за допомогою двох пар олігонуклеотидів. Внесення точкових мутацій за допомогою ПЛР.

7. Структурний ген містить 384 цитидилових нуклеотиди, що становить 20% їхньої загальної кількості. В екзонних ділянках цього гена закодований білок, який складається з 120 амінокислотних залишків. Визначити нуклеотидний склад гена. Яка молекулярна маса інтронних ділянок гена? Наскільки зріла і-РНК коротша за проі-РНК?

8. У вірусу тютюнової мозаїки (ВТМ) носієм генетичної інформації є одна одноланцюгова молекула РНК, що виконує функцію ДНК і складається з 6500 нуклеотидів. Одна білкова молекула ВТМ складається з 158 амінокислотних залишків. Визначити:

а) довжину гена, який кодує первинну структуру цієї білкової молекули;

б) що має більшу масу і в скільки разів: молекула білка ВТМ чи відповідний ген? (відносна молекулярна маса одного нуклеотида – 345, амінокислоти – 100);

в) скільки видів білкових молекул (якщо кожний складається з 200 мономерів) закодовано в РНК ВТМ?

г) який білок – тютюновий чи вірусний – синтезується в рибосомі тютюну, зараженого РНК віруса?

Засоби контролю навчальних досягнень

Питання до диференційованого заліку

1. Предмет і задачі курсу, зв'язок з іншими науками. Головні напрямки та перспективи развитку сучасної науки. Короткий історичний огляд розвитку науки. Об'єкти генної інженерії.

2. Основні операції генної інженерії, їх характеристика.

3. Структурно-функціональна организація геномів вірусів, прокаріотів та еукаріотів. Генетичні та фізичні карти геному.

4. Класичні методи виділення та синтезу генів. Етапи виділення ДНК.

Сучасні методи синтезу генів.

5. Ферменти рестрикції і модифікації. Побудова рестрикційних карт.

6. Характеристика ферментів, що використовуються у генно-інженерних роботах.

7. Характеристика ферментів,що використовуються при конструюванні рекомбінантних ДНК.

8. Етапи клонування ДНК. Рекомбінантні ДНК.

9. Векторні молекули ДНК.Поняття про вектор. Типи векторів, їх конструювання. Функціональна класифікація векторів.

10. Властивості бактеріальних плазмід, що використовуються при конструюванні векторних молекул.

11. Вектори для прямого клонування продуктів ПЛР.

12. Вектори на основі хромосоми фага λ.

13. Інсерційні вектори та вектори із заміщенням.

14. Способи упаковки рекомбінантної ДНК у фагові частки. Косміди та фазміди.

15. Принципи конструювання штучних хромосом. Ретровірусні та аденовірусні вектори, вектори на основі хромосом аденоасоційованих вірусів.

16. Принципи адресної доставки трансгенів. Керування експресією трансгенів у клітинах-мишенях.

17. Фактори, що впливають на ефективність експресії рекомбінантних генів у бактеріальних клітинах.

18. Очистка рекомбінантних білків з використанням амінокислотних послідовностей.

19. Клонування фрагментів ДНК по сайтам рестрикції, а також з використанням адаптерів, лінкерів та коннекторів.

20. Бібліотеки та клонотеки кДНК, генів та нуклеотидних послідовностей.

21. Клонотеки генів. Способи їх одержання. Поняття про репрезентативність

клонотеки. Клонотеки геномної ДНК та кДНК.

22. Пошук послідовностей у клонотеках генів. Використання мічених зондів. Гібридизація із зондами.

23. Одержання бібліотек EST-послідовностей. Методи скринінга бібліотек та клонотек ДНК.

24. Зворотня трансляція. Використання антитіл для добору клонів в експресованих клонотеках. Клонування in silico.

25. Позиційне клонування та її етапи.

26. Полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР), її етапи та можливості використання.

27. ДНК-фінгерпринтинг: сутність методу, етапи проведення, ферменти. Шляхи використання ДНК-фінгерпринтів.

28. Специфічність та ефективність ПЛР. Різновиди ПЛР. Ампліфікація довгих фрагментів ДНК. Методи підвищення точності ампліфікації. Одержання точкових мутацій, делецій і вставок за допомогою ПЛР.

29. Способи введення рекомбінантних ДНК у клітини. Біологічні, хімічні, фізичні та механічні методи.

30. Секвенування ДНК. Гібридизація як метод виявлення специфічних послідовностей нуклеотидів. Гібридизація за Саузерном.

31. Системи експрессії рекомбінантних генів.

32. Гібридизація нуклеїнових кислот (блот-гібридизація). Види гібридизації in situ (за Саузерном, Нозерн-, Вестерн-, дот- та слот-гібридизація, їх характеристика та використання).

33. Клонування багатоклітинних організмів. Етапи клонування.

34. Принципи побудови рестрикційних карт хромосом. Використання рестрикцій них карт у генно-інженерних роботах.

35. Плазміди та мобільні генетичні елементи бактерій. Функції транспозонів.

36. Поняття про ДНК-зонд. Типи зондів, їх використання.

37. Клонування генів, його етапи.

38. Особливості структурно-функціональної організації геному людини. Мікросателітні ДНК та їх використання.

39. Особливості будови і функцій мітохондріальної ДНК людини.

40. Поняття про ампліфікацію ДНК. Ампліфікація довгих фрагментів ДНК. Різновиди ПЛР.

41. Недоліки і переваги блот-гібридизації нуклеїнових кислот.

42. Векторні молекули та їх використання. Типи векторів, особливості їх конструювання.

43. Генетичні та фізичні карти геному, особливості їх складання і побудови.

44. Бактеріальний промотор. Модель Жакоба-Моно. Регуляція транскрипції генів прокаріотів.

45. Методи картування генів на хромосомах. Випадки, при яких використовується гібридизація ДНК in situ.

46. Стадії клонування ссавців. Неможливість створення ідентичних копій (клонів) багатоклітинних организмів.

47. Основні напрямки та досягнення генної інженерії тварин. Феномен трансгенозу. Способи одержання трансгенних тварин.

48. Вектори, що використовуються для доставки трансгенів в організм ссавців. Фактори, що впливають на експресію трансгенів в організмі трансгенних тварин.

49. Спрямована активація та інактивація генів in vivo. Регульована експресія трансгенів в організмі тварин.

50. Генотерапія спадкових та набутих захворювань людини, її етапи та можливості.

51. Трансгенні тварини- біореактори («біологічні фабрики»).Трансгенні тварини з виключеними генами (генний нокаут).Трансгенні тварини як генетичні моделі спадкових захворювань.

52. Вектори на основі Ti-плазмід. Вектори на основі хлоропластної та мітохондріальної ДНК.

53. Основні етапи одержання трансгенних рослин. Фітогормони, що використовуються для регенерації рослин.

54. Етапи одержання трансгенних рослин за допомогою агробактерій.

55. Трансформація цілих рослин (in planta). Трансгенні хлоропласти. Переваги використання хлоропластів для експресії трансгенів.

56. Досягнення і перспективи генної інженерії рослин.

57. Одержання рослинних геномодифікованих об'єктів, їх властивості, вплив на якість продуктів харчування та організм.

58. Використання методів генної інженерії для одержання біологично активних пептидів, гормонів, інсулина, інтерферонів. Перспективи розвитку генної інженерії у XXI столітті.