1. Тема: Регуляция экспрессии генов у про- и эукариот

2. Цель: Изучить механизмы регуляции активности генов у про- и эукариот.

3. Тезисы лекций:

3.1. Общие принципы и механизмы регуляции активности генов.

3.2. Регуляция активности генов у прокариот.

3.3. Регуляция активности генов у эукариот.

3.4. Уровни регуляции активности генов и их характеристика.

В организме человека известно около 200 различных клеточных фенотипов, которые различаются по строению, функциям, но в то же время имеют одинаковый набор генов. Фенотипическое разнообразие клеток обусловлено различной комбинацией экспрессируемых генов в различных типах клеток и сигналами, определяющими время экспрессии конкретного гена или комплекса генов. Некоторые гены, так называемые конститутивные, имеют постоянную генетическую активность, т.к. их регуляторные белки всегда связаны с промоторами и транскрипция не останавливается. Промоторы других генов связываются с регуляторными белками периодически, поэтому индукция или репрессия гена соответствующими регуляторами носит временный характер. Транскрипционный уровень – главный уровень регуляции активности генов, но не единственный. Например, молекулярный аппарат должен воспринимать сигналы самого гена: сплайсинг, процессинг, уровень транспорта, уровень трансляции (в цитоплазме мРНК может быть быстро разрушена или защищена от деградации цитоплазматическими белками, отсюда стабильность и период полужизни мРНК – особый механизм генной регуляции).

4. Иллюстративный материал: мультимедийные лекции № 7-8.

5. Литература:

5.1. Биология. Под ред. Ярыгина В.Н. М., 2001.

5.2. Бочков Н.П. и др. Медицинская генетика. М., 1984.

5.3. Генетика. Под ред. Иванова В.И. М., 2006.

5.4. Заяц Р.Г. и др. Общая и медицинская генетика. Ростов-на-Дону, 2002.

5.5. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции. М., 1989.

5.6. Кемп П., Армс К. Введение в биологию. М., 1988.

5.7. Медицинская биология и генетика. Под ред. проф. Куандыкова Е.У. Алматы, 2004.

5.8. Фаллер Д. М., Шилдс Д. Молекулярная биология клетки. М., 2006.

5.9. Муминов Т.А., Куандыков Е.У. Основы молекулярной биологии (курс лекций). Алматы, 2007.

5.10. Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная биология. М., 2003.

6. Контрольные вопросы (обратная связь):

6.1. Что такое оперон?

6.2. Уровни регуляции активности генов у прокариот.

6.3. Механизмы регуляции активности генов у прокариот.

6.4. Особенности регуляции активности генов у эукариот.

6.5. Дифференциальная экспрессия генов и ее значение в жизнедеятельности организмов.

Лекции № 9

1. Тема: Генетический аппарат клетки

2. Цель: Изучить структурную организацию и функционирование генетического материала клетки на молекулярном уровне.

3. Тезисы лекций:

1. Клетка – элементарная структурно-функциональная единица живого.

2. Типы клеточной организации: про- и эукариоты.

3. Уровни структурной организации генетического материала клеток.

4. Денверская и Парижская классификация хромосом.

5. Кариотип человека, медицинское значение.

Клетка представляет собой обособленную, наименьшую по размерам структуру, которой присуща вся совокупность свойств жизни, и которая может в подходящих условиях окружающей среды поддерживать эти свойства в самой себе, а также передавать их в ряду поколений. Клетка, таким образом, несет полную характеристику жизни. Поэтому в природе ей принадлежит роль элементарной структурной, функциональной и генетической единицы. Занимая в мире живых существ положение элементарной единицы, клетка отличается по размерам, форме, химическим особенностям. Выделяют прокриотические и эукариотические типы клеток.

В лекции представлены различные уровни структурно-функциональной организации генетического материала клеток: нуклеосомный, нуклеомерный, хромонемный, хроматидный, хромосомный; классификация хромосом, значение анализа кариотипа для диагностики хромосомных болезней.

Материальными носителями наследственной информации, передаваемой от поколения к поколению, у человека, как и у большинства организмов, являются хромосомы клеточных ядер. Они как индивидуальные структуры становятся доступными для микроскопического исследования после значительного укорочения и утолщения, которые они испытывают в период подготовки клетки к делению, на стадии метафазы.

4. Иллюстративный материал: мультимедийные лекции № 9.