программу в DOC-формате -

ПРОГРАММА
КВАЛИФИКАЦИОННОГО ЭКЗАМЕНА ДЛЯ ПРЕТЕНДЕНТОВ НА
УЧЕНУЮ СТЕПЕНЬ ДОКТОРА НАУК ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ
03.00.13 – КЛЕТОЧНАЯ БИОЛОГИЯ И БИОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ
Программа утверждена на заседании Научного совета 16.07.2013.Tib.
16.01 при Институте иммунологии АН РУз и Ташкентской медицинской
академии (18 сентября 2013 года протокол №1).
Ташкент-2013
1.ВВЕДЕНИЕ
Место и роль клеточной биологии в системе биологических наук. Цели и задачи
клеточной биологии. Соотношение клеточной биологии и других биологических
дисциплин. Развитие клеточной биологии на современном этапе. Роль и задачи
клеточной биологии в процессе интенсификации и повышения эффективности
народного хозяйства
II. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ КЛЕТОК.
Световая
микроскопия.
Фазово-контрастная,
интерференционная,
поляризационная микроскопия. Электронная микроскопия. Прижизненное окрашивание
клеток. Флорохромы. Люминесцентная микроскопия. Методы фиксации и окрашивания
клеток и тканей. Цитохимческие методы. Цитофотметрия. Иммуноморфологические
методы: метод Кунса, метод Ерне. Радиоозотопные методы в исследовании клеток.
Радиоавтография.
Разделение клеточных популяций. Поточная цитофлуориметрия. Разделение в
градиенте плотности. Иммунологические методы разделения клеток. Фракционирование
компонентов клетки. Методы ультрацентрифугирования. Хроматографическое разделение компонентов - клетки. Электрофорез. Изоэлектрофокусирование. Двумерный
электрофорез. Иммуноферментный анализ. Иммунодиффузные методы исследования
клеточных антигенов.
Методы магнитной радиоспектроскопии: ядерный магнитный резонанс,
электронный парамагнитный резонанс, электронный парамагнитный резонанс спиновых
меток. Рентгеноструктурный анализ.
Методы культивирования клеток животных. Методы выделения первичных
культур. Клонирование. Органные структуры. Монослойные структуры. Суспензионные
структуры. Трансформация клеток в культуре. Клеточные линии. Старение культур.
Особенности культивирования клеток растений.
Клеточная инженерия животных и растений. Гибридизация соматических клеток.
Гетерокарионы, синкарионы. Реконструкция клеток. Понятие о гибридах. Гибридома.
Получение моноклональных антител, способы и перспективы их использования. Методы
введения в клетку макромолекул и других клеточных компонентов. Микроинъекций.
Пересадка ядер.
Специфические методы переноса генов. Плазмы и вирусы как векторы. Методы
переноса генов в эмбриональные и половые клетки. Получение трансгенных животных.
Введение макромолекул с помощью липосом.
Проблемы и перспективы направленного транспорта лекарств. Клеточная
инженерия и биотехнология.
III. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ КЛЕТКИ.
Процесс самовоспроизведения клетки. Наследственность клетки и генетический
код. Роль нуклеиновых кислот в реализации наследственной программы
самовоспроизведения клетки. ДНК. РНК. Ядерная и цитоплазматическая
наследственность.
Структурно - функциональная организация ДНК в ядре клетки. Хромосомы.
Функциональная роль нуклеусом.
Клеточный цикл. Фазы клеточного цикла. Продолжительность фаз клеточного
цикла. Интерфаза. Интерфазное ядро и цитоплазма. Пространственное разделение
процессов транскрипции и трансляции и их роль в регуляции клеточного метаболизма.
Элементы клеточного контроля процесса транскрипции. РНК-полимеразы. Ядерная
оболочка. Модели ядерных пор.
Роль внутренней мембранной сети в пространственном разделении
внутриклеточных процессов. Эндоплазматический ретикулум: шероховатый и гладкий.
Связь рибосом с эндоплазматическим ретикулумом. Синтез белка. Перенос белка в
цистерны эндоплазматического ретикулума в процессе трансляции. Факторы
трансляции, ингибиторы трансляции, антибиотики. Энергетика трансляции. тРНК.
Аминоацил - РНК - синтетазы. Процессинг белков. Цистерны эндоплазматического
ретикулума - место модификации белков. Специфические протеазы. Сигнальные
последовательности. Гладкий эндоплазматический ретикулум - место синтеза липидов и
стероидных гормонов. Транспорт фосфолипидов в митохондрии. Аппарат Гольджи.
Полярность аппарата Гольджи. Роль аппарата Гольджи в накоплении, модификации и
транспорте макромолекул, синтезируемых клеткой на экспорт. Формирование
первичных лизосом в аппарате Гольджи. Вторичные лизосомы, их функция.
Пероксисомы. Секреторный цикл. Экзоцитоз. Эндоциптоз. Роль мембранных рецепторов
в этих процессах. Митохондрии и хлоропласты. Структура наружных и внутренних
мембран. Энергетической обмен в митохондриях и хлоропластах. Биогенез митохондрий
и хлоропластов.
Общие
принципы
организации
цитоскелета
в
клетке.
Регуляция
функционирования цитоскелета. Роль цитоскелета в пространственной регионализации
цитоплазмы. Миофибриллы скелетных мышц, их структура и свойства. Механизм
мышечного сокращения. Структура жгутиков и ресничек, определяющая их способность
к движению. Механизм движения немышечных клеток. Микротрубочки, Структура
тубулина и ассоциированных с ним белков. Связь микротрубочек с другими структурами
цитоплазмы. Микрофиламенты, их динамика в жизни клетки. Актинсвязывающие белки
в немышечных клетках. Промежуточные филаменты, их структура в клетках из
различных тканей. Белки промежуточных филаментов, диагностические маркеры
злокачественного роста.
Деление клетки. Реорганизация ядра и органелл цитоплазмы в митозе. Роль
репликации ДНК в процессе деления клетки. Ферменты и белки репликации. ДНКполимеразы. Праймеры репликации. РНК- праймаза. Расплетающие белки. Топоизомеразы.
Пространственное и временное сопряжение процессов репликации ДНК и деление клетки.
Репликация ДНК в фазе клеточного цикла. Понятие о цитокенезе. Понятие о
эндоредупликации. Роль полиплоидии в дифференцировке, росте, регенерации клеток.
Функциональное значение клеточных процессов репарации нарушений в структуре
ДНК. Механизмы репарации ДНК. Репарация путем вырезания. Специфические
эндонкулеазы. ДНК-гликозидазы. Пострепликативная peпapaция. Фотoрепарация.
Peпapaция ДНК и мутагенез.
Переход клетки в состояние покоя. Покоящиеся клетки. Механизмы, регулирующие
этот переход. Экзогенные и эндогенные факторы. Нарушения регуляции перехода к покою
при злокачественной трансформации. Онкогены покоящихся клеток. Модели клеточного
цикла.
IV. МЕЖКЛЕТОЧНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ.
1. Плазматическая
мембрана.
Структура
и
свойства
мембранных
липидов. Особенности структуры мембранных белков. Белки мембранного
транспорта. Факторы, определяющие перераспределение мембранных структур.
Мембранные полисахариды и их роль в межклеточных взаимодействиях. Модели
организации плазматических мембран. Контактные структуры клетки. Основные типы
межклеточных контактов, их белковые компоненты, функциональное значение.
Механизмы мембранного транспорта молекул. Белки - переносчики ионов. Na/Kнасосы, ионные каналы.
Мембранный транспорт молекул и частиц. Роль мембранных рецепторов в этих
процессах.
2. Роль химических сигналов в межклеточных взаимодействиях. Три типа химических
сигналов: локальные химические медиаторы, гормоны и нейротрансмиттеры. Рецепторы
поверхности клеток. Механизмы взаимодействия лигандов с рецепторами. Расщепление
фосфатидил инозитдифосфата, протеинкиназа С.
Межклеточная передача возбуждения. Химический синапс. Ионная проницаемость
синаптических мембран и природа синаптического потенциала. Высвобождение
медиатора. Блокада нервно - мышечной передачи. Центральны» возбуждающие и
тормозные химические синапсы. Медиаторы в химических синапсах.
3. Хемотаксис. Видоспецифическая и тканеспецифическая адгезия клеток.
Изменение адгезивных свойств неопластических клеток. Межклеточный матрикс:
коллагены, эластин, протеогликаны и гиалуроновая кислота, фибронектин, ламинин, их
роль в морфогенезе. Изменение компонентов межклеточного матрикса в патологии
(атеросклероз, коллагенозы неоплазия).
4. Клеточные взаимодействия при иммунном ответе. Органы и клетки иммунной
системы, макрофаги, Т - и В - лимфоциты. Ранние и поздние пре В- клетки, покоящиеся
В-клетки,
В-клетки
памяти,
плазмоциты.
Дифференцировка
по
генам
иммуноглобулинов. Созревание иммунного ответа. Клонально - селекционная теория
Бернета. Идиотип. Теория идиотипической сети Ерне и ее экспериментальные
подтверждения. Т -лимфоциты. Семества Т - клеток: хелперы, киллеры, супрессоры; их
роль в иммунном ответе. Антигенный рецептор и дифференцировка Т - клеток. Механизмы
естественного иммунитета. Натуральные киллеры.
Главный комплекс гистосовместимости I и II классов. Экспрессия генов главного
комплекса гистосовместимости в различных тканях. Трансплантационный иммунитет.
Клеточные взаимодействия при реакциях отторжения и аллергических реакциях.
Иммунодепрессанты, проблемы и перспективы трансплантологии.
V. КЛЕТОЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ РАЗВИТИЯ.
Мобильность генома клетки и генетическая рекомбинация. Модели генетической
рекомбинации. Общая рекомбинация. Сай - специфическая рекомбинация. Транспозиция.
Мобильные генетические элементы и их структура. Регуляторное значение перестроек
генома.
Вирусы как мобильные гены (на примере ретровирусов). Эволюционное значение
генетической рекомбинации.
Мейоз. Стадии мейоза. Поведение хромосомы в мейозе. Кроссингвер. Овогенез.
Сперматогенез. Половые клетки. Участие (перестройка) цитоплазматических органоидов
в формировании специализированных структур спермия. Оплодотворение. Изменение в
структуре яйцеклетки в процессе оплодотворения.
Полярность
яйцеклетки.
Дробление,
особенности
типов
дробления.
Тотипотентность клеток ранних зародышей. Развитие эктодермы, мезодермы и энтодермы.
Морфогенетические механизмы миграции и интеграции клеток в ходе онтогенеза. Роль
межклеточных взаимодействий и информационная роль матрикса при формировании
тканей в процессе закладки органов. Представления о генетически запрограммированной
смерти клеток. Детерминация, индукция и компетенция.
Цитодифференциврока - результат специфической репрессии и дерепрессии
генов. Понятие о стволовой (плюрипотентной) клетке. Пролиферативные и
фенотипических особенности клеток и тканей в ходе дифференцировки. Модели
дифференцировки клеток на примере аллогенных химер. Синтез специфических белков функциональное проявление дифференцировки. Клональная теория цитодифференцировки.
Стабильность дифференци-рованного состояния. Механизмы поддержания целостности
тканей. Нарушения цитодиф-ференцировки при опухолевых трансформациях.
VI. РАСТИТЕЛЬНАЯ КЛЕТКА
Особенности строения, сравнение со строением животной клетки. Центральная
роль клеточной стенки в функционировании клетки растений. Строение клеточной
стенки. Особенности структуры цитоплазмы клеток растений. Пластиды. Вакуоли,
центральная вакуоль. Экзоцитоз у растительной клетки. Функция аппарата Гольджи в
формировании элементов клеточной стенки. Особенности организации цитоскелета в клетках
растений, его региональность. Тургор. Модификация клеточной стенки у различных типов
растительных клеток. Межклеточные взаимодействия у растений. Понятие о плазмодесмах.
Развитие высших растений и дифференцировка. Рост растений. Меристема. Особенности
дифференцировки меристемы. Факторы регуляции роста растительных клеток (фитогормоны).
Клеточные культуры - модель для исследования особенностей функционирования и механизмов
клеточной детерминации растений. Использование методов культуры клеток растений в
генетике и селекции растений. Геном хлоропластов и митохондрий и их взаимодействие с
ядерным геномом. Возможности модификации генома растений методами генной инженерии.
ЛИТЕРАТУРА
1.
Albertis В «Молекулярная биология клетки», в 5 томах. М. «Наука», 1986
2.
«Гистология», Хэм А., Кормак Д., 1-5т. М., 1983
3.
Заварзин А.А., Харазова А.Д., «Основы общей цитологии» Л., 1983
4. «Методы биологии развития» , М., «Наука», 1994
5. Ч. Бодемер «Современная эмбриология» , М., «Мир», 1971
6. О.И. Епифанова, В.В. Терских, В.А. Полуновский «Покоящиеся клетки» М.,
«Наука», 1983
7. Р.Б. Хенсин «Непостоянство генома», М, «Наука», 1984
8. Б. Льюмин «Гены» , М., «Мир», 1986
9. Дж. Уотсон, Дж. Туз, Д. Курц «Рекомбинантные ДНК», М., «Мир», 1986
10. Ю.М. Васильев, Г.М. Гельфанд «Взаимодействие нормальных и неопластических
клеток со средой», М., «Наука», 1981
П.Брондз
Б.Д.,
Рохлин
О.В.
«Молекулярные
и
клеточные
основы
иммунологического распознавания» М, «Наука», 1988
12. Бернет Ф., Франк М., «Клеточная иммунология» М., «Мир», 1981
13. Петров Р.В. «Иммунология», М., «Медицина», 1982
14. Чертков И.Л., Гуревич О.А. «Стволовая кроветворная клетка и ее микроокружение»,
М., 1984.
15. Г. Стент «Молекулярная генетика», М., «Мир», 1980
16. Д. Уотсон «Молекулярная биология гена», «Мир», 1980
17. Зеленин А.В., Кущ А.А., Прудовский И.А. «Реконструированная клетка» М.,
«Наука», 1984
18. Гэлстон А, Дэвис П, Сэттер Р. «Жизнь зеленого растения», М., «Мир», 1983
19. Ф. Уоринг, И. Филипс «Рост растений и дифференцировка» М., «Мир», 1984