- variabilitatea fenotipică și genotipică a microorganismelor;
- mutații; recombinări genetice în bacterii: transformare, transducție, conjugare;
- principalele direcții ale biotehnologiei medicale;
- metodele de inginerie genetică și celulară, utilizarea lor în diagnostic și tratament; obținerea medicamentelor terapeutice, preventive și de diagnostic;
- metode de cartografiere a genei;
- principiile de obținere a interferonului, a insulinei prin inginerie genetică și MCA utilizând tehnologia hibridoma;
- conduce și ia în considerare rezultatele experimentelor de transducție, transformare, conjugare;
- master metode de hibridizare moleculară, reacția în lanț a polimerazei.
Întrebări pentru testarea nivelului inițial de cunoaștere
1. Organizarea aparatului genetic în bacterii. Cromozom bacterian și plasmide. Genotip și fenotip.
2. Mutațiile sunt spontane și induse. Care este mecanismul molecular al mutațiilor? Ce știi despre mutageni?
3. Ce este auxotrofii? Cum obținem tulpini auxotrofice de bacterii?
4. Recombinări genetice. Ce este transformarea?
5. Transducția. Care sunt proprietățile fagului transductor? Transducția este specifică, nespecifică, abortivă.
6. Ce este conjugarea bacteriană? Cum se implementează? Principalele funcții ale factorului F.
7. Conceptul de purtători extrachromozomali de informații genetice. Plasmidele. Clase de plasmide.
8. Tipuri de control genetic al rezistentei la medicamente in bacterii? Care sunt proprietățile plasmidelor R?
9. Ce este bacteriocina? Genele care determină bacteriocinogenitatea. Care sunt proprietățile principale ale plasmidelor Col?
10. Principalele direcții de dezvoltare a biotehnologiei medicale.
11. Probleme de construire a celulelor cu proprietăți noi. Selectarea microorganismelor - producători de substanțe biologic active.
12. Metode de inginerie genetică. Obținerea de interferon, insulină, hormon de creștere, interleukine, vaccinuri subunitare.
13. Metoda de reacție în lanț de polimerază (PCR).
14. Ingineria celulară. Tehnologia hibridoma și producția de anticorpi monoclonali (MCA).
15. Metode de mapare a cromozomilor și plasmidelor bacteriene.
16. Problemele creării de noi forme de dozare. Imobilizarea antibioticelor pe lipozomi.
Activitatea independentă a studenților
Sarcina 23. Luați în considerare coloniile S și R pe paharele demonstrative.
Descriere prezentată în carnete.
Sarcina 24. Recombinarea genetică în bacterii:
- conjugare: stabilirea experienței de a traversa Hfr × F în Escherichia coli (demonstrație);
- transducția specifică: stabilirea experienței de transfer a locului "gal" cu un fag moderat "lambda" în E. coli (demonstrație);
- transformare: demonstrarea transferului de rezistență la streptomicină în Bacillus subtilis;
- plasmide: demonstrarea tiparelor de difracție electronică a diferitelor plasmide;
- rezultatele experimentelor demonstrate cu descrieri și explicații sunt prezentate în notebook-uri.
Instrucțiuni metodice pentru efectuarea lucrărilor
Luați în considerare creșterea coloniilor de mutanți biochimici pe paharele demonstrative.
Mutantele mutante auxotrofice sunt mutante biochimice care necesită factori de creștere (aminoacizi, vitamine) în mediul nutritiv care nu necesită celule de tip original (sălbatic), numite prototipuri.
Prototrofii sunt capabili să se reproducă în medii cu drepturi depline, dar nu pot crește la minim. Pentru ca mutantul auxotrofic să se reproducă pe un mediu minim, trebuie adăugat un factor de creștere (sau mai mulți factori diferiți) în care are nevoie acest auxotrof, deoarece el însuși nu poate sintetiza.
Pentru a obține mutante auxotrofice cu ajutorul metodei "penicilină", cultura inițială (prototrofică) este afectată de factori mutageni - raze ultraviolete sau mutageni chimici. Cultura astfel tratată este cultivată într-un mediu complet în care atât celulele prototrofice cât și cele auxotrofice se înmulțesc. Celulele bacteriene multiplicate sunt spălate și transferate într-un mediu minim cu adăugarea de penicilină, unde se pot multiplica numai celule prototrofice. Sub acțiunea penicilinei, aceste celule în creștere mor. Mutantele auxotrofice nu sunt capabile să se divizeze pe un mediu minimal.
Pentru testarea auxotrofiei, coloniile sunt semănate în paralel cu mediile minime și complete (este convenabil să se folosească metoda "replică"). Auxotrofele selectate sunt identificate, adică determină factorul de creștere necesar.