ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Структурно-функциональная организация хромосом

Программа по курсу «Цитогенетика»

Введение

Предмет и задачи цитогенетики. Основные этапы формирования цитогенетики как науки. Период, предшествующий созданию клеточной теории (Р.Гук, Н.Грю, М.Мальпиги, Р.Браун). Создание клеточной теории строения организмов (П.Тюрпен, Я.Пуркинье, М. Шлейден, Т. Шванн, Г.Моль, К.Негели, Р. Вирхов). Открытие митоза и хромосом, создание ядерной теории наследственности (И.Д. Чистяков, Э. Страсбургер, О. Бючли, О. Гертвиг, В. Флемминг, В. Ру, А. Вейсман). Создание хромосомной теории наследственности. Создание учения об индивидуальности хромосом (Т.Бовери). Гипотеза В. Сэттона - Т.Бовери. Установление связи учения о хромосомах с генетикой (школа Т.Х. Моргана). Создание хромосомных и цитологических карт. Роль отечественных ученых в становлении цитогенетики (классическая цитогенетика). Изучение морфологии и индивидуальных особенностей хромосом. С.Г. Навашин. Г.А. Левитский. Л.Н. Делоне. С.С. Навашин. А.А. Прокофьева - Бельговская. Развитие цитогенетики человека. Дж.-Х. Тжио, А.Леван. Открытие мобильных элементов генома. Б. Мак Клинток. Современный этап развития цитогенетики.

Цитогенетический анализ.Задачи, возможности. Методы цитогенетического анализа. Световая микроскопия, выбор материала для анализа, предфиксационная обработка, фиксация материала, хранение зафиксированных образцов, мацерация, рутинные методы окрашивания, возможности и ограничения. Электронная микроскопия. Дифференциальное окрашивание (Q, H, C, G, R, T, N окраска). Методы гибридизации in situ: радиоактивная и флуоресцентная гибридизация (fluorescence in situ hybridization -FISH). Различные способы выявления зондов, несущих биотин и дигоксигенин. Флуорохромы. Различные методы FISH: многоцветная FISH (M-FISH), RxFISH (rainbow cross-species color banding), многоцветный бэндинг хромосом (Multi Color Banding, MCB), метод геномной in situ гибридизации (GISH). Преимущества и недостатки различных FISH методик.

Структурно-функциональная организация хромосом

Клеточный цикл как основа структурно-функциональных преобразований хромосом в процессе реализации генетической программы. Фазы клеточного цикла. Характеристика интерфазы и ее периодов. Контрольные (сверочные) точки клеточного цикла. Регуляция клеточного цикла. Циклины. Циклин-зависимые киназы. Регуляция активности циклин-зависимых киназ. Общая схема регуляции клеточного цикла.

Структура хроматина.

Различные уровни компактизации хроматина.Нуклеосомный уровень организации хроматина. Гистоновые и негистоновые белки. Строение и сборка нуклеосомы. Состав и структура коровых гистонов, различные модификации гистонов. Связь модификации гистонов с функциональной активностью хроматина. Фазирование нуклеосом. Гиперчувствительные к нуклеазам районы хроматина.

30 нм фибрилла. Роль гистона Н1. Различные модели 30нм фибриллы (модель соленоида, зигзагообразная модель). Ацетилирование гистонов Н3 и Н4.

Петельные домены. Осевые элементы хромосом (белковый скаффолд). Закрепление оснований петель в скаффолде (SAR –участки ДНК) и в ядерном матриксе (MAR –участки ДНК).

Компактные петли (розетки, хромомеры). Хромомерная организация хромосом на стадии пахитены. Хромомеры в политенных хромосомах и хромосомах типа ламповых щеток. Изменение хромомерного рисунка в профазе-метафазе мейоза.

Хромонемный и хромосомный уровни компактизации хроматина.

Активный хроматин политенных хромосом и хромосом типа «ламповых щеток».

Спирализация и деспирализация хромосомных нитей как основа регуляции их генетической активности. Гигантские хромосомы - модель для изучения транскрипционной организации хромосом. Особенности политенных хромосом. Хромоцентры. Соматический синапсис и асинапсис. Различные типы политенных хромосом. Встречаемость политенных хромосом в природе. Построение цитолого- генетических карт политенных хромосом. Проблема цитологического аналога гена. Гипотеза один диск (хромомер) - один ген. Функционально активные локусы хромосом: пуффы, кольца Бальбиани, ядрышковый организатор, междиски. Пуффинг в онтогенезе. Гормональный контроль пуффинга. Влияние температуры на пуффинг.

Хромосомы типа “ламповых щеток”, открытие, строение. Характер транскрипции в разных петлях. Сравнительные особенности организации и функционирования.

Эухроматин и гетерохроматин, определение, локализация, структура.

Свойства гетерохроматина. Компактизация (участие компатизующих белков и модификация ДНК гетерохроматина), поздняя репликация, недорепликация. Эктопическая конъюгация. Транскрипционная активность гетерохроматина. Полиморфизм гетерохроматиновых районов. Формирование гетерохроматиновых районов в онтогенезе. Конститутивный и факультативный гетерохроматин. Половой хроматин. Тельца Барра. Гетерохроматинизация эухроматических районов хромосом. Эффект положения мозаичного типа. Условия, влияющие на проявление мозаичного эффекта положения. Характерные особенности мозаичного эффекта положения. Модель инактивации гена при перенесении его в окружение гетерохроматина. Сравнительные свойства эу- и гетерохроматина. Значение и функции гетерохроматина. Диминуция гетерохроматина. В-хромосомы. Y-хромосома и факторы фертильности у дрозофилы.

Организация митотической хромосомы.

Типы метафазных хромосом. Голоцентрические хромосомы. Спутники. Первичные и вторичные перетяжки. Особенности строения центромерных районов у разных организмов. Неоцентромеры. Кинетохор, строение и функции. Организация центромерно-кинетохорного хроматинового комплекса. Теломеры. Функции теломер. Постулирование защитной функции теломер (Г.Меллер, Б. Мак-Клинток). Лимит Хейфлика и «биологические» часы. Проблема недорепликации ДНК и гипотеза А.М. Оловникова. Синтез теломерной ДНК с помощью теломеразы. Способы восстановления теломер в клетках, не имеющих теломеразной активности. Организация теломерного конца хромосомы, G-конец, Т-петля. Длина теломерной ДНК и активность теломеразы в различных типах клеток. Кризис и гибель клеток вследствие эррозии теломер. Укорочение теломер как опухолесупрессирующий механизм. Активность теломеразы и диагностика опухолей. Методы подавления теломеразной активности в опухолях.

Хромосомные аберрации

Структурные изменения хромосом и их классификация.

Хромосомные и хроматидные аберрации. Анафазный и метафазный анализ перестроек хромосом. Делеции, классификация. Особенности, характерные для делеций. Цитологическое выявление. Делеции у человека. Инверсии, классификация. Эффекты инверсий. Подавление кроссинговера у гетерозигот по инверсиям. Дупликации и мультипликации. Происхождение дупликаций. Дупликации и семейства генов. Роль дупликаций в эволюции генома. Транслокации. Гипотеза сегментного обмена. Сбалансированные транслокации и формирование гамет. Транслокации и болезни человека. Соматическая мутационная теория Т.Бовери. Хромосомные аберрации и диагностика рака. Участие транслокаций и инверсий в эволюции геномов.

Мутации, связанные с изменением числа хромосом (геномные мутации).

Полиплоидия: автополиплоидия и аллополиплоидия. Механизмы образования и методы получения полиплоидов. Прикладное значение автополиплоидии.

Аллоплоиды. Получение фертильных межвидовых гибридов. Гомология и гомеология хромосом и геномов. Типы конъюгации хромосом при отдаленной гибридизации. Хромосомные аберрации и нарушения деления хромосом у отдаленных гибридов. Полиплоидные ряды у растений. Причины появления полиплоидных рядов с разными базовыми числами. Межвидовые гибриды у животных.

Анеуплоиды, классификация. Механизмы их возникновения. Использование полиплоидов и анеуплоидов в селекции. Анеуплоидия у человека.