РНК-интерференция. МикроРНК.

Биологические функции и механизм РНК-интерференции. Участники процесса. Короткие интерферирующие РНК. RISC. Особенности РНК-интерференции у разных организмов. Участие в формировании структуры гетерохроматина. Конструирование интерферирующих РНК. Неспецифические эффекты.

МикроРНК. Процессинг. Механизм действия.

 

Геном прокариот.

Строение прокариотического генома на примере Е. coli. Размеры, кольцевая хромосома, эписомы, F-фактор. Характеристика геномной ДНК. Компактизация ДНК бактерий. Суперспирализованные петли нуклеоида. ДНК-связывающие белки петель, структура и функции. Роль доменной организации в функционировании бактериального генома. Генетические и физические карты, их соответствие, методы построения.

 

Структура геномов эукариот.

Основные свойства генома эукариот: избыточность, компактность, компартментализация и нестабильность. Характерные отличия от прокариотического генома. Основные компоненты эукариотического генома. Кинетика реассоциации ДНК. Уникальные и повторяющиеся нуклеотидные последовательности. Гены, кодирующие белки. Мультигенные семейства. Тканеспецифичные гены и гены «домашнего хозяйства». Псевдогены.

Повторяющиеся последовательности геномов эукариот.

Высоко-, средне- и редко-повторяющиеся последовательности. Классы повторяющихся последовательностей. Тандемные повторы. Механизмы образования и эволюции тандемных повторов. "Экспансия триплетов" и "динамичные мутации". Сателлитные ДНК. Мини- и микросателлиты. Сегментные дупликации. Диспергированные повторы. Центромерные повторы. Теломерные повторы.

Сравнительная геномика.

Сравнение последовательностей геномов. Ортологи. Паралоги. Ксенологи. Размер генома и парадокс величины С. Гипотеза эгоистической ДНК. Общее количество и распределение генов в геноме. Происхождение и эволюция эукариотического генома. Генные дупликации и «тасующиеся» экзоны. Мультигенные семейства. Филогенетические деревья. Молекулярная систематика. Роль дупликации генов в эволюционном процессе. Механизмы геномных перестроек, увеличения и уменьшения размеров геномов. Горизонтальный и вертикальный перенос генов.

Картирование геномов. Полиморфизм геномов.

Представление о различных видах карт генома. Методы картирования: генетические, метод расщепления рестриктазами, прямое секвенирование. Гаплотипы. Наследование гаплотипов и рекомбинации. Единицы генетического расстояния.

Полиморфизм геномов. Полиморфизм длин рестриктных фрагментов (ПДРФ). Мононуклеотидный полиморфизм (Single Nucleotide Polymorphism, SNP). Гипервариабельные ДНК. Молекулярно-генетические маркеры (МГМ), определение, информативность, использование для построения генетической карты. Интегрированные карты геномов. Позиционное картирование генов.

Геном человека.

Общие и характерные особенности организации. Типы сателлитных ДНК. Альфоидные ДНК. Суперсемейство повторов АIu: содержание, строение, транскрипция, происхождение. Суперсемейство повторов Крn I: содержание, строение, транскрипция, происхождение. Генные семейства. Системы глобиновых генов: кластерная организация, особенности функционирования в онтогенезе.

 

Наследственные заболевания человека.

Моногенные наследственные заболевания. Принципы картирования генов наследственных болезней. Молекулярная диагностика. Примеры моногенных заболеваний. Фенилкетонурия. Муковисцидоз. Мышечная дистрофия Дюшена. Талассемии. Понятие о хромосомных аберрациях. Транслокации. Делеции. Молекулярные основы генотерапии.

 

II. РНК и биосинтез белков

Основные принципы структуры РНК.

Первичная структура. Модифицированные основания. Одноцепочечность. Вторичная структура: формирование коротких двойных спиралей за счет взаимодействия смежных участков внутри цепи. А-форма двойной спирали РНК. Третичная структура: компактное сворачивание полирибонуклеотидной цепи, дальние комплементарные взаимодействия, спираль-спиральные взаимодействия, формирование крупных доменов. Структура тРНК, структура антикодоновой петли тРНК. Структура рибосомных РНК.