Генна інженерія та к ...

Генна інженерія та клітинна біотехнологія
Тема 1. Методи біотехнології і генної інженерії. Предмет і завдання біотехнології і генної інженерії. Об’єкти біотехнології, основні вимоги щодо їх використання. Методи біотехнології і генної інженерії. Етапи становлення біотехнології і генної інженерії. Основні розділи біотехнології. Моральні аспекти біотехнології і генної інженерії. Роль біотехнології у вирішенні продовольчої та енергетичної проблем, проблем медицини, екології та охорони довкілля. Історія біотехнології. Проблеми сучасної біотехнології. Методологія біотехнологічного процесу. Кінцеві стадії виробництва біотехнологічного продукту.
Тема 2. Методи клітинної інженерії. Технологія одержання клітинних культур. Створення клітинних культур рослин. Культури ізольованих тканин і клітин. Тотипотентність. Поняття клону. Клонування рослин, його переваги та недоліки. Клонування тварин. Проблеми і морально-етичні аспекти можливого клонування людини. Умови культивування органів, тканин, клітин та протопластів на штучних живильних середовищах. Специфіка калюсних тканин. Суспензійні культури, їх отримання та культивування. Гібридизація соматичних клітин рослин та її значення. Морфогенез в культурі in vitro. Органогенез. Соматичний ембріогенез. Мікроклональне розмноження рослин. Методи клонування тварин.
Тема 3. Ферменти та методи генної інженерії. Місце генетичної інженерії в сучасної біології. Методи генетичної інженерії. Ферменти – основні знаряддя генетичної інженерії. Загальне уявлення про ферменти рестрикції та модифікації. ДНК-лігаза. ДНК-полімераза І. Зворотня транскриптаза. Вектори для перенесення генів у живі системи. Плазміди як основні вектори, що використовуються в генетичній інженерії. Помірні фаги та косміди як вектори для перенесення виділених та синтезованих генів. Технологія рекомбінантних ДНК. Досягнення генетичної інженерії. Біоетичні аспекти генної інженерії. Генетична інженерія й біологічна зброя.
Тема 4. Виділення і клонування генів. Виділення генів за допомогою ферментів рестрикції. Хімічний синтез гена. Методи секвенування ДНК. Ферментативний синтез гена. Поняття про плазміди. Перенесення генів плазмідами (векторні перенесення). Механізм клонування ДНК. Метод дробовика.
Тема 5. Способи конструювання та введення рекомбінантних ДНК у клітину. Селекція рекомбінантних молекул ДНК, експресія генів. Одержання рекомбінантної ДНК. Створення бібліотек та клонотек генів і геномів. Перенесення генів за допомогою сумарних ДНК. Перенесення генів за допомогою хромосом. Поняття про гетерокаріони. Експресія еукаріотичних генів у клітинах прокаріот. Перспективи і проблеми біотехнології клонування генів.
Тема 6. Трансгеноз промислових мікроорганізмів. Використання генетично модифікованих мікроорганізмів у якості біореакторів. Способи отримання рекомбінантних вакцин. Біотехнологічне виробництво первинних та вторинних метаболітів. Класифікація продуктів мікробіологічного синтезу. Промислове виробництво органічних сполук. Основні напрями та досягнення біотехнології мікроорганізмів.
Біотехнологічне виробництво первинних та вторинних метаболітів. Класифікація продуктів мікробіологічного синтезу. Отримання кормового білка. Біотехнологія отримання амінокислот: одержання лізину, глютамінової кислоти, проліну, лейцину, триптофану. Біотехнологічне виробництво органічних кислот: лимонної, оцтової, глюконової. Біосинтез вітамінів та регуляція цих процесів, способи отримання рибофлавіну, ціанокобаломіну, каротиноїдів, ергостерину. Мікробіологічний синтез полісахаридів та ліпідів. Властивості основних типів полісахаридів і ліпідів мікробного походження, та їх практичне використання. Продуценти полісахаридів та ліпідів. Біотехнологічний процес виробництва антибіотиків. Мікроорганізми – продуценти антибіотиків. Утворення антибіотиків в промислових умовах. Використання процесів бродіння та інших процесів метаболізму мікроорганізмів. Спиртове бродіння. Використання дріжджів у промисловості: отримання етилового спирту, виробництво хлібопродуктів. Молочнокисле бродіння. Використання молочнокислих бактерій у процесах силосування кормів, квашення овочів, сироварінні, приготуванні профілактичних і лікувальних препаратів. Бактеріальні добрива і засоби захисту рослин. Характеристика основних біопрепаратів для захисту рослин, що використовуються в Україні. Типи бактеріальних добрив та мікроорганізми, що використовуються для їх отримання. Азотфіксуючі бактеріальні препарати, властивості бульбочкових бактерій. Перспективи використання.
Тема 7. Трансгеноз рослин. Трансгеноз тварин. Методи створення трансгенних рослин (векторний і прямий трансгеноз). Проблема експресії трансгенів у модифікованих рослин. Поліпшення харчових якостей трансгенних рослин. Створення трансгенних рослин, що стійкі до екстремальних умов. Створення трансгенних рослинних продуцентів.
Шляхи створення генетично модифікованих тварин. Клонування тварин. Перспективи використання трансгенних тварин як біореакторів. Трансгенні тварини – генетичні моделі спадкових захворювань людини.
Тема 8. Генетичний вплив на спадкові захворювання. Генетично модифіковані організми й біобезпека. Стовбурові клітини і медицина. Генна терапія спадкових захворювань. Поняття про гібридоми. Значення гібридом для подолання небезпечних захворювань.
Генетично модифіковані організми (ГМО) і генетично модифіковані харчові продукти (ГМХП). Проблема потенційної небезпеки ГМО для людини й екосистем. Створення генетично модифікованих організмів, що стійкі до шкідників і захворювань. Перспективи використання генетично модіфікованої риби. Використання генетично модифікованих свійських тварин. Значення генетично модифікованих мікроорганізмів у якості продуктів харчування. Досягнення генетичної інженерії мікроорганізмів, рослин і тварин. Контроль використання методів біоінженерії. Трансгенні організми і біобезпека.