МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТОНКИХ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ имени М.В. ЛОМОНОСОВА

ФАКУЛЬТЕТ ОРГАНИЧЕСКОГО СИНТЕЗА И БИОТЕХНОЛОГИИ («БС»)

АСПИРАНТУРА

Программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению

06.06.01

подготовки научно-педагогических кадров 06.06.01 «Биологические науки»

ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА В АСПИРАНТУРУ

ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ НАУЧНО-ПЕДАГОГИЧЕСКИХ

КАДРОВ 06.06.01 «БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ»

ПРОФИЛЬ НАПРАВЛЕНИЯ: «БИОТЕХНОЛОГИЯ (В ТОМ ЧИСЛЕ

БИОНАНОТЕХНОЛОГИИ)»

Программа рассмотрена и рекомендована на заседании Ученого совета факультета «БС» (протокол №) от «»_2014 г.

Должность Фамилия/ Подпись Дата Проректор по НИД проф. Фомичев В.В.

Начальник управления аспирантуры и докторан- Голованова Т.И.

туры Проверил Координатор, руководитель профиля «Биотехно- академик РАН, проф.

Разработал логия (в том числе бионанотехнологии)» Швец В.И.

Стр. 1 из

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТОНКИХ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ имени М.В. ЛОМОНОСОВА Программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению подготовки научно-педагогических кадров 06.06.01 «Биологические науки»

06.06.

ВВЕДЕНИЕ

Современная биотехнология представляет собой многопрофильную, комплексную область науки о живых системах. Подготовка высококвалифицированных научных и научнопедагогических кадров, участвующих в решении современных проблем биотехнологии, бионанотехнологии, медицины, энергетики, охраны и рационального использования природных ресурсов проводится в рамках обучения в аспирантуре по профилю направления 06.06.01 – «Биотехнология (в том числе бионанотехнологии)». Для успешного поступления в аспирантуру и дальнейшего освоения современных знаний в данном направлении необходимо иметь серьезную базовую подготовку, позволяющую легко ориентироваться в многообразии современных методов биотехнологии, основных биотехнологических процессах получения различных веществ с помощью микробных, растительных и животных клеток. Данная программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению подготовки научнопедагогических кадров в аспирантуре «Биологические науки» по профилю направления «Биотехнология (в том числе бионанотехнологии)» позволяет сориентироваться в огромном потоке информации и целенаправленно провести подготовку к сдаче экзамена по биотехнологии.

СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА В АСПИРАНТУРУ

направление подготовки «Биологические науки»

1. Биологические аспекты биотехнологии 1.1. Общая биология Определение жизни и свойства живого. Уровни организации живой материи. Клетка как основа наследственности и воспроизведения. Строение ядра и его роль в наследственности. Химический состав клетки (нуклеиновые кислоты, белки, полисахариды, липиды, нуклеопротеиды, гликопротеиды, липопротеиды, пептидогликаны, полифосфаты, минеральные компоненты и вода).

Строение и функции клетки (различия клеток прокариот и эукариот). Строение клеточной стенки бактерий. Обмен веществ как совокупность пластического и энергетического обменов.

Жизненный цикл клеток и типы клеточного деления (амитоз, митоз, мейоз).

Стр. 2 из

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТОНКИХ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ имени М.В. ЛОМОНОСОВА Программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению подготовки научно-педагогических кадров 06.06.01 «Биологические науки»

06.06. Законы Менделя и их интерпретация с точки зрения хромосомной теории наследственности.

Наследственность и изменчивость. Формы изменчивости.

Основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина, ее отличия от теории Ламарка. Формы отбора, типы видообразования, основные пути эволюции.

Молекулярные основы организации хромосомы. Функции ДНК, гистонов, РНК в клеточном метаболизме. Сцепление и кроссинговер. Рекомбинация у бактериофагов.

1.2. Микробиология и физиология клеток Положение микроорганизмов среди других организмов. Сапрофиты, паразиты, патогенные формы. Принципы классификации бактерий: эубактерии, цианобактерии, архебактерии. Общая биология протистов: водоросли, простейшие. Грибы. Вирусы. Вирусные инфекции, лизогения.

Механизм поступления в клетки эукариотов и прокариотов экзогенных веществ. Физиология питания. Элементы питания, их значение для процесса биосинтеза. Разнообразие типов питания микроорганизмов (автотрофия, гетеротрофия, фотолитотрофия, фотоорганотрофия, хемолитотрофия, хемоорганотрофия). Разнообразие источников углерода, азота, фосфора, серы и других элементов, используемых микроорганизмами.

Теория лимитирования и ингибирования роста клеток элементами питания.

Физиология энергетического обмена: использование клетками энергодающих процессов, их эффективность и зависимость от условий среды. Экономический коэффициент и его связь с условиями роста.

Взаимодействие клеток и среды, влияние внешних физических и физико-химических факторов на рост и биосинтез у микроорганизмов. Норма и стресс, проблема сохранения способности к сверхсинтезам.

Функциональная цитология, вопросы дифференциации и условия, ее вызывающие.

Способы культивирования микроорганизмов (периодическое, непрерывное, иммобилизация клеток и ферментов).

Смешанные культуры, консорциумы. Принципы их культивирования.

Стр. 3 из

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТОНКИХ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ имени М.В. ЛОМОНОСОВА Программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению подготовки научно-педагогических кадров 06.06.01 «Биологические науки»

06.06. Метаболизм микроорганизмов. Взаимосвязь биосинтетических и энергетических процессов.

Понятие «биологическое окисление». Особенности электронотранспортных систем микроорганизмов. Анаэробные процессы окисления. Анаэробное дыхание. Брожение.

Аэробное дыхание. Разнообразие субстратов, окисляемых микроорганизмами (природные биополимеры, углеводороды, ксенобиотики и др.). Полное аэробное окисление субстрата, неполное окисление и трансформация органических субстратов. Окисление неорганических субстратов. Особенности бактериального фотосинтеза.

Биосинтетические процессы. Ассимиляционная нитратредукция, сульфатредукция, азотфиксация.

Основные мономеры конструктивного метаболизма. Пути образования и дальнейшего их использования. Значение цикла трикарбоновых кислот и глиоксилатного шунта в конструктивном метаболизме.

Синтез липидов, полисахаридов и других компонентов клетки. Практическое значение этих процессов. Образование микроорганизмами биологически активных веществ: ферментов, антибиотиков, витаминов, токсинов. Первичные и вторичные метаболиты. Их роль в природе.

Практическое использование.

Селекция, генетические основы селекции. Понятие о генотипе и фенотипе. Наследственность, изменчивость, отбор микроорганизмов. Рекомбинация. Понятие о генетике популяций и популяционной изменчивости. Методы селекции. Селекция микроорганизмов. Производственный ферментатор как экологическая ниша.

Биосфера и распространение микроорганизмов. Участие микроорганизмов в круговоротах углерода, азота, кислорода, серы. Формы взаимоотношений микроорганизмов.

2. Физико-химическая биология 2.1 Структура и функции нуклеиновых кислот Структура нуклеиновых кислот: первичная структура нуклеиновых кислот, макромолекулярная структура. Структура т-РНК.

Репликация ДНК. Матричный синтез. Основные принципы репликации. Репликация ДНК E.

coli. Механизмы регуляции репликации. Особенности репликации эукариот.

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТОНКИХ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ имени М.В. ЛОМОНОСОВА Программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению подготовки научно-педагогических кадров 06.06.01 «Биологические науки»

06.06. Репарация ДНК. Прямая реактивация повреждений ДНК. Эксцизивная репарация. Индуцированная репарация. Репарация неспаренных нуклеотидов. Рекомбинация. Гомологичная рекомбинация. Сайт-специфическая рекомбинация. Эволюционная роль рекомбинация.

Плазмиды и мобильные генетические элементы. Бактериальные плазмиды. IS-Элементы и транспозоны бактерий.

Транскрипция. РНК-полимеразы. Цикл транскрипции. Регуляция активности промоторов прокариот. Регуляция транскрипции в терминаторах прокариот.

Процессинг первичных транскриптов. Процессинг у про- и эукариот. Регуляция экспрессии генов путем альтернативного сплайсинга. Рибозимы.

Геном эукариот. Кинетика реассоциации денатурированной ДНК. Сателлитные ДНК. Умеренно повторяющиеся последовательности. Уникальные последовательности генома. Мозаичное строение генов и эволюция белков.

Регуляторные элементы генов и регуляция транскрипции у эукариот. Промоторы, энхансеры, цинковые пальцы. Гены, направляющие развитие организмов. Метилирование ДНК.

Подвижные генетические элементы генома эукариот. Ретропозоны. Ретротранспозоны. Мобильные элементы, ограниченные инвертированными повторами.

Структура хроматина. Гистоны. Негистоновые белки. Нуклеосомы. Конденсация хроматина.

Гиперчувствительные участки хроматина.

2.2 Структура и функции белков Первичная структура белка. Методы определения первичной структуры. Методы определения гомогенности белков.

Элементы вторичной структуры белка: -спираль, -складка, -поворот. Структурные особенности пептидной связи. Методы изучения вторичной структуры.

Третичная структура белка. Роль гидрофобных взаимодействий. Стабилизация третичной структуры. Денатурация и ренатурация белков. Роль молекулярных шаперонов в складывании белков, транслокации через мембраны, в образовании четвертичной структуры. Особенности структуры мембранных белков.

Четвертичная структура белка. Взаимодействия между субъединицами, стабилизирующие четвертичную структуру.

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению подготовки научно-педагогических кадров 06.06.01 «Биологические науки»

06.06. Биосинтез белка. Строение рибосом. Процессы, протекающие на рибосомах: инициация, элонгация, терминация. Пост-трансляционная модификация белка. Биосинтез мембранных и секретируемых белков.

Катаболизм белков. Убихитин. Деградация аномальных и чужеродных белков. N-Концевое правило.

2.3 Биологические и модельные мембраны Строение клеточных мембран. Основные компоненты: полярные липиды, белки.

Строение клеточных стенок микроорганизмов у грамположительных, грамотрицательных бактерий.

Полиморфизм липидных агрегатов (ламеллярная фаза, гексагональные, кубическая, мицеллы); температура перехода гель-жидкий кристалл, зависимость полиморфной фазы от структуры липидов, внешних условий.

Транспортные процессы через мембраны (активный и пассивный транспорт, переносчики, эндоцитоз, рецептор-опосредованный эндоцитоз) Рецепция: виды рецепторов, передача сигнала внутрь клетки, вторичные мессенджеры.

2.4 Методы выделения биологически активных веществ.

Основные подходы к первичной обработке биологического сырья, выбор соответствующего сырья, методы консервации. Наиболее подходящие виды первичной обработки для различных типов сырья - растительного, животного и микробиологического.

Методы гомогенизации. Типы механических гомогенизаторов. Экстракция БАВ. Сравнение типов экстракции для полярных и не полярных соединений.

Измерение pH. Буферные растворы - принцип действия, буферная емкость. Уравнение Гендерсона - Хассельбаха. Титрование слабых кислот и оснований. Полиэлектролиты. Изоэлектрическая точка. Ионная сила.

Центрифугирование - методы и принципы. Дифференциальное, зонально-скоростное и изопикническое центрифугирование. Методы формирования градиентов плотности. Применение центрифугирования как аналитического метода. Способы определения молекулярной массы.

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТОНКИХ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ имени М.В. ЛОМОНОСОВА Программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению подготовки научно-педагогических кадров 06.06.01 «Биологические науки»

Диализ и ультрафильтрация. Области применения, сравнительные характеристики. Современные модификации методов.

Хроматография. Классификация хроматографических методов по типу взаимодействий, по агрегатному состоянию фаз, по физической организации хроматографического процесса.

Выбор метода хроматографического разделения в зависимости от поставленной задачи.

Сравнение областей применения различных типов хроматографии.

Адсорбционная хроматография. Область применения. Сорбенты, элюенты. Понятие элюотропного ряда. Влияние воды на хроматографическое разделение. Активность сорбентов и ее определение. Сравнительные характеристики силикагеля и окиси алюминия, оптимальный выбор сорбента в зависимости от типа разделяемых веществ.

Распределительная хроматография. Область применения. Сорбенты, элюенты. Принципы выбора тройных систем. Сравнительный анализ адсорбционной и распределительной хроматографии.

Обращеннофазовая хроматография. Область применения. Сорбенты, элюенты. Способы получения обращеннофазовых сорбентов. Щеточные и пленочные покрытия, их сравнительные характеристики. Сравнение адсорбционной и обращеннофазовой хроматографии.

Ионообменная хроматография. Область применения. Сорбенты, элюенты. Сильные и слабые ионообменники. Выбор условий разделения для конкретных примеров заряженных соединений.

Гель-хроматография. Область применения. Сорбенты, элюенты. Сефадексы - получение, свойства, номенклатура. Определение молекулярной массы методом гель-хроматографии.

Аппаратура для тонкослойной хроматографии. S и N камеры, их сравнительные характеристики и области применения. Высокоэффективная ТСХ. Денситометры.

Аппаратура для хроматографии низкого давления. Конструкции и области применения перистальтических насосов. Способы ввода веществ в колонки низкого давления.

Насосы для ВЭЖХ. Плунжерные и шприцевые насосы, сравнительные характеристики. Способы сглаживания пульсаций элюента - демпферы и специальные конструкции насосов. Устройства формирования градиентов на стороне высокого и низкого давлений, их сравнение.

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению подготовки научно-педагогических кадров 06.06.01 «Биологические науки»

06.06. Детекторы для ВЭЖХ. Адсорбционные, рефрактометрические, флуоресцентные детекторы.

Области применения и сравнительные характеристики. Выбор типа детектора в зависимости от структуры анализируемых веществ. Блок-схема жидкостного хроматографа. Сравнение методов ТСХ и ВЭЖХ.

Нельсон Д., Кокс М. Основы биохимии Ленинджера, т. 1, Москва: БИНОМ. 2012.с.

Тейлор Д., Грин Н., Стаут У. Биология : 1-3 тт., Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний 2013. 1т- 451 с., 2т- 435с., 3т- 454с.

Уилсон К., Уолкер Дж. Принципы и методы биохимии и молекулярной биологии Москва: БИНОМ. 2013. -848 с.

Аппель Б., Бенеке Б.-И., Бененсон Я. Нуклеиновые кислоты от А до Я Москва: БИНОМ. 2012 - 352 с.

Льюин Б Гены Москва: БИНОМ 2011- Льюин Б Клетки Москва: БИНОМ 2012- Шлегель. Общая микробиология. Москва: Мир. 1987.

Б.Альбертс, Д.Брей, Дж.Льюис, М.Рэфф, К.Робертс, Дж.Уотсон. Молекулярная биология клетки. Тома 1-3. Москва: Мир, 1994.

Ю.А. Овчинников. Биоорганическая химия. Москва: Просвещение, 1987.

В.И.Агол, А.А.Богданов, В.А.Гвоздев, и др. Молекулярная биология. Структура и биосинтез нуклеиновых кислот. Под редакцией А.С.Спирина. Москва: Высшая Школа. 1990.

Р.П.Евстигнеева, Е.Н.Звонкова, Г.А.Серебренникова, В.И.Швец. Химия липидов. Москва: Химия. 1983.

В.М.Степанов. Молекулярная биология. Структура и функции белков Под редакцией А.С.Спирина. Москва: Высшая Школа. 1996.

Практическая химия белка. Под ред. Дарбре, Москва: Мир, 1989.

Введение в мембранологию. Под ред. Болдырева А.А. – Москва: Изд. МГУ, 1990.

Хроматография. Практическое приложение метода. Под ред. Э.Хефтмана. - Москва:

Мир, 1986.

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению подготовки научно-педагогических кадров 06.06.01 «Биологические науки»

06.06. 10. Л.А.Остерман. Хроматография белков и нуклеиновых кислот. - Москва: Наука, 1985.

11. Методы практической биохимии. Под ред. Б.Уильямса - Москва: Наука, 1985.

Рекомендуемые источники информации в сети Интернет:

- http://isir.ras.ru/ - Интегрированная Cистема Информационных Ресурсов Российской Академии Наук.

- http://www.viniti.msk.su/ - Всероссийский Институт Научной и Технической Информации (ВИНИТИ РАН).

- www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed - Свободный доступ в крупнейшую базу научных данных в области биомедицинских наук MedLine.

- www.molbiol.ru - Учебники, научные монографии, обзоры, лабораторные практикумы в свободном доступе на сайте практической молекулярной биологии - www.swissprot.com – свободный доступ к международной базе данных по первичным и 3D структурам ферментов.

2. Профиль направления «Биотехнология (в том числе и бионанотехнологии)»

2.1. Молекулярная биотехнология 2.1.1. Генетическая инженерия (ГИ) Строение гена и биосинтез белка в про- и эукариотической клетке. Регуляторные элементы в ДНК: промоторы, терминаторы, участок Шайна-Далгарно, инициирующие и терминирующие кодоны, ori.

Этапы получения сверхпродуцентов методами ГИ.

Система модификации-рестрикции. Рестриктазы, метилазы: номенклатура, классы рестриктаз, использования рестриктаз класса 11S.Ферменты, используемые в ГИ: ДНК-лигаза, ДНКполимераза 1, ревертаза, нуклеаза Bal31, концевая ДНК-трансфераза, поли-(А)-полимераза, РНК-аза Н, нуклеаза S1.

Методы конструирования молекул ДНК in vitro (коннекторный и рестриктазно-лигазный).

Химико-ферментативные способы получения ДНК: метод Кораны, твердофазный метод, из частично комплементарных полинуклеотидов (метод Итакуры), из сверхдлинных полинукСтр. 9 из

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению подготовки научно-педагогических кадров 06.06.01 «Биологические науки»

06.06. леотидов (метод Мандеки). Метод получения генов на основе м-РНК. Реакция полимеризации цепей (ПЦР) для клонирования на основе ДНК и м-РНК.

Методы трансформации E. coli (использование протопластов, Са -зависимый метод, использование положительно-заряженных полимеров и липосом, электропорация, упаковка ДНК в капсид фага in vitro).

Методы идентификации ДНК: рестрикционный анализ, секвенирование, молекулярная гибридизация, гибридизационная селекция, с помощью ПЦР, по экспрессии гена.

Скрининг библиотеки генов. Методы определение нуклеотидной последовательности ДНК.

Конструирование векторов для клонирования на основе плазмид. Векторы, позволяющие проводить прямой отбор гибридных молекул ДНК. Конструирование векторов для клонирования на основе фага. Клонирование в космидах, фазмидах. Конструирование векторов для клонирования на основе фага М13. Клонирование фрагментов ДНК для секвенирования, клонирование молекулярных зондов. Сайт-специфический мутагенез в векторах на основе фага М13.

Промоторы прокариот, структура канонического промотора, "сила промоторов", выбор оптимального промотора. Промоторы, используемые в векторах для экспрессии. Регуляция активности генов на уровне транскрипции. Необходимые регуляторные элементы в векторах для экспрессии чужеродных белков в E. coli. (промоторы, RBS, терминаторы). Инициация трансляции у прокариот. Конструирование RBS при создании векторов экспрессии.

Стратегии получения чужеродных белков в E. coli. Механизмы секреции белков. Строение и функции сигнальных пептидов. Протеолиз белков. Деградация чужеродных и аномальных белков, N-концевое правило. Посттрансляционные модификации белков. Причины неидентичности природных белков и их генно-инженерных аналогов.

Конструирование продуцентов крысиного и человеческого инсулинов.

Конструирование продуцента интерферона -F.

2.1.2. Иммунологическая инженерия Основы иммунологии. Основные органы и клетки иммунной системы. Антитела, антигены, эпитопы, гаптены, валентность АГ и АТ, адъюванты. Антигенность, иммуногенность, спеСтр. 10 из

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТОНКИХ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ имени М.В. ЛОМОНОСОВА Программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению подготовки научно-педагогических кадров 06.06.01 «Биологические науки»

06.06. цифичность. Краткая характеристика различных классов иммуноглобулинов. Строение IgG, основные функциональные сайты молекулы.

Биосинтез иммуноглобулинов, секреторные и мембранные формы. Формирование гуморального иммунного ответа. Комплемент-зависимый лизис клеток. Активация комплемента по классическому и альтернативному пути. Строение и функции антиген-узнающих рецепторов Т-клеток, рецепторов MHC класса 1 и 2.

Развитие Т-лимфоцитов. Активация Т-хелперных клеток. Активация Т-эффекторов. Гипотезы, объясняющие разнообразие антител.

Конструирование вакцин. Вакцины: живые, убитые, субъединичные, эпитопные, антиидиотипические. Принципы создания поливалентных вакцин методами ГИ. Конструирование иммуногенов на основе полиэлектролитов. Получение ас-НК и их использование в молекулярной биологии и медицине.

Гибридомы и моноклональные антитела (МАТ). Принципы получения гибридом и МАТ.

Этапы получения МАТ. Селективная среда ГАТ и другие системы селекции гибридом. Селекция клеток лимфом с генотипом ТК—, ГГФРТ—. Примеры использования МАТ в молекулярной биологии и медицине. Конструирование абзимов (Abzyme).

Иммобилизованные системы. Материалы для иммобилизации Методы физической иммобилизации. Химическая иммобилизация: методы активации органических сорбентов. Непрямая химическая иммобилизация, активация карбоксильных групп, активация неорганических сорбентов. Методы контроля количества функциональных групп и лигандов на носителе.

ИФА. Методы получения конъюгатов с ферментами. Ферменты, используемые как метки для ИФА, субстраты для них. Иммуноферментные электроды. Понятие о биосенсорах. Использование иммобилизованных ферментов в промышленности. Использование иммобилизованных ферментов в медицине.

Принципы направленной доставки лекарственных препаратов. Контролируемое высвобождение лекарств.

Аффинная хроматография. Выбор сорбента, лиганда. Сорбция - элюция. Лиганды с групповой специфичностью для АХ. Ковалентная хроматография, хелатообразующая хроматография. Конструирование удобно выделяемых генно-инженерных белков.

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению подготовки научно-педагогических кадров 06.06.01 «Биологические науки»

06.06. 2.1.1. Химические основы биотехнологии Синтез пептидов и белков. Защитные группы, методы активация карбоксильной группы, стратегии синтеза; синтез на твердой фазе.

Синтез нуклеотидов, олигонуклеотидов и НК. Защитные группы, методы фосфорилирования, образование фосфодиэфирной связи; твердофазный синтез.

Принципы синтеза олигосахаридов. Защитные группы, методы образования гликозидной связи ( - и -специфичность), реакции поликонденсации.

Принципы синтеза полярных липидов. Химический и химико-ферментативный синтез. Синтез глицерофосфолипидов и сфинголипидов (защитные группы, образование фосфодиэфирной связи, методы О-ацилирования).

Основные возможности синтеза модифицированных липидов, белков, олигонуклеотидов и НК, введение метки, получение конъюгатов между соединениями различных классов веществ.

2.2. Промышленная биотехнология Задачи промышленной биотехнологии в решении пищевых, кормовых, медицинских, экологических и химико-технологических проблем. Состояние биотехнологической промышленности в России в последние 10 лет и в настоящее время.

Кинетические характеристики роста микроорганизмов при периодическом способе глубинного культивирования. Кинетика утилизации субстрата. Кинетика биосинтеза метаболитов.

Области применения периодического культивирования.

Непрерывный режим культивирования микроорганизмов. Основы теории хемостатного культивирования. Другие варианты непрерывного культивирования.

Ферментативный катализ: основы кинетического описания. Иммобилизация ферментов:

диффузионные эффекты в катализе.

Кинетика гибели микроорганизмов (клеточных культур). Асептика биотехнологических процессов. Методы достижения заданного уровня асептики и выбор оптимальных режимов стерилизации.

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению подготовки научно-педагогических кадров 06.06.01 «Биологические науки»

06.06. Биотехнологические промышленные процессы (БТП). Инженерные основы и типовые схемы БТП: Биосинтез белковых веществ. Биосинтез ферментов. Биосинтез органических кислот.

Химико-энзиматический способ получения аспарагиновой кислоты. Биосинтез аминокислот.

Альтернативные процессы получения аминокислот (химико-энзиматический синтез). Биосинтез антибиотиков. Альтернативные процессы получения антибиотиков (химикоэнзиматический синтез). Биосинтез бакпрепаратов - средств защиты растений. Биотехнология препаратов с использованием модифицированных клеток: моноклональные антитела;

технология рекомбинантных ДНК. Биотехнологии с использованием культур тканей растений и животных.

Химико-технологические стадии БТП: концентрирование, переработка и сушка биомассы микроорганизмов (клеточных культур), биологически активных препаратов из культуральных жидких сред. Контроль качества продуктов.

Шмид Р. Наглядная биотехнология и генетическая инженерия. Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний 2014 - 325с.

Уилсон К., Уолкер Дж. Принципы и методы биохимии и молекулярной биологии С., Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний 2013.-848с.

Биссвангер Х. Практическая энзимология Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний.

2010.- 328с.

Ребриков Д. В., Саматов Г. А., Трофимов Д. Ю. ПЦР «в реальном времени» С., Москва: БИНОМ. Лаборатория знаний 2014. -223с.

Варфоломеев, С. Д. Химическая энзимология / под ред.С. Д. Варфоломеева. – Москва:

Изд. центр «Академия», 2005. – 472 с.

Щелкунов, С. Н. Генетическая инженерия : 2-е изд., испр. и доп. / под ред. С. Н. Щелкунова. – Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2004. – 496 с.

Нолтинг, Б. Новейшие методы исследования биосистем: пер. с англ. / Б. Нолтинг. – Москва: Техносфера, 2005. – 256 с.

Эггинс, Б. Химические и биологические сенсоры : пер. с англ. / Б. Эггинс. – Москва :

Техносфера, 2005. – 336 с.

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению подготовки научно-педагогических кадров 06.06.01 «Биологические науки»

Физическая химия. Принципы и применение в биотехнологических науках : пер. с англ. / И. Тиноко, К. Зауэр, Дж. Вэнг, Дж. Пачлисн. – Москва: Техносфера, 2005. – 774 с.

Лебедев А.Т., Артеменко К.А., Самгина Т.Ю. Основы масс-спектрометрии белков и 10.

пептидов Москва: Техносфера, 2012. – 176 с., Сычев К.С. Практическое руководство по жидкостной хроматографии Москва: Техносфера, 2010. – 272 с.

Химия биологически активных природных природных соединений. Химия. 1970.

Р.П.Евстигнеева, Е.Н.Звонкова, Г.А.Серебренникова, В.И.Швец. Химия липидов. Москва: Химия. 1983.

В.И.Агол, А.А.Богданов, В.А.Гвоздев, и др. Молекулярная биология. Структура и биосинтез нуклеиновых кислот. Под редакцией А.С.Спирина. Москва: Высшая Школа. 1990.

Фримель, Й.Брок. Основы иммунологии. Москва: Мир. 1986.

Промышленная микробиология (ред. Н.С.Егоров). - М.: Высшая школа. 1989.

Бекер М.Е., Лиепиньш Г.К., Райпулис Е.П. Биотехнология. - М.: Агропромиздат, 1990.

Манаков М.Н., Победимский Д.Г. Теоретические основы технологии микробиологических производств. - М.: Агропромиздат. 1990.

Варфоломеев С.Д., Калюжный С.В. Биотехнология: кинетические основы микробиологических процессов. - М.: Высшая школа. 1990.

Кантере В.М. Теоретические основы микробиологических процессов. - М.: Агропромиздат. 1990.

10. Калунянц К.А., Голгер Л.И., Балашов В.Е. Оборудование микробиологических производств. - М.: Агропромиздат. 1987.

Глик, Б. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение : пер. с англ. / Б.

11.

Глик, Дж. Пастернак. – М. : Мир, 2002. – 590 с.

Сингер, М. Гены и геномы : в 2-х т., пер. с англ. / М. Сингер, П. Берг. – М. : Мир, 1998.

12.

– 764 с.

Ройт, А. Иммунология : пер. с англ. / А. Ройт, Дж. Бростофф, Д. Мейл. – М. : Мир, 13.

2000. – 592 с.

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению подготовки научно-педагогических кадров 06.06.01 «Биологические науки»

Молекулярная биология клетки : в 3-х т., 2-е изд., перераб. и доп., пер. с англ. / 14.

Б. Альбертс, Д. Брейт, Дж. Льюис, М. Рэфф., К. Робертс, Дж. Уотсон. М. : Мир. – Т. 1, 1994.

– 517 с. – ISBN 5-03-001985-5; Т. 2, 1993. – 539 с. – ISBN 5-03-0011987-1; Т. 3, 1994. – 504 с.

– ISBN 5-03-001985-5.

15. Textbook of drug design and discovery : Third edition / Ed. P. Krogsgaard, L. T. Lijefors, U.

Madsen. – London : Taylord and Francis, 2002. – 572 p.

16. Proteinase and peptidase inhibition. Recent potential targets for drug development / Ed. J.

Smith, C. Simons. – London : Taylor and Francis, 2002. – 412 p.

Молекулярная и клеточная биотехнология. Сборник учебных программ профильных 17.

дисциплин магистерской программы 550822 // Сост. Швец В.И., Пшеничникова А.Б., Сорокоумова Г.М. – М. : ИПЦ МИТХТ, 2006. – 56 с.

Л.И.Патрушев. Экспрессия генов. М., Наука, 2000.

18.

В.Н.Рыбчин. Основы генетической инженерии. СПб., СПбГТУ. 1999.

19.

Ю.А.Овчинников. Биоорганическая химия. М., Просвещение, 1987.

20.

А.С.Спирин. Молекулярная биология. Структура рибосомы и биосинтез белка. М., 21.

Высшая школа, 1986.

Дж. Уотсон. Молекулярная биология гена. 3-е изд. М., Мир, 1978.

22.

А.В.Чемерис, Э.Д.Ахунов, В.А.Вахитов. Секвенирование ДНК. М., Наука, 1999.

23.

А.А.Ярилин «Основы иммунологии», Москва, Медицина, 1999.

24.

Р.М.Хаитов, Г.А.Игнатьева, И.Г.Сидорович «Иммунология», Москва, Медицина, 25.

2000. «Белки иммунной системы», Москва, ИБХ РАН, 1997.

А.Ройт, Дж.Бростофф, Д.Мейл «Иммунология», Москва, Мир, 2000.

26.

А.А.Тотолян, И.С.Фрейдлин «Клетки иммунной системы», Санкт-Петербург, Наука:

27.

1999.

Рекомендуемые источники информации в сети Интернет:

- http://isir.ras.ru/ - Интегрированная Cистема Информационных Ресурсов Российской Академии Наук.

- http://www.viniti.msk.su/ - Всероссийский Институт Научной и Технической Информации (ВИНИТИ РАН).

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТОНКИХ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ имени М.В. ЛОМОНОСОВА Программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению подготовки научно-педагогических кадров 06.06.01 «Биологические науки»

06.06. - www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed - Свободный доступ в крупнейшую базу научных данных в области биомедицинских наук MedLine.

- www.molbiol.ru - Учебники, научные монографии, обзоры, лабораторные практикумы в свободном доступе на сайте практической молекулярной биологии - www.swissprot.com – свободный доступ к международной базе данных по первичным и 3D структурам ферментов.

АННОТАЦИЯ

Программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению подготовки научно-педагогических кадров 06.06.01 «Биологические науки» с профилем «Биотехнология (в том числе и биотехнология)» состоит из двух основных разделов.

Первый раздел программы, отражает ее принадлежность к направлению «Биологические науки» и рассматривает биологические аспекты биотехнологии, которые включают в себя вопросы общей биологии, микробиологии и физиологии клеток. Вместе с этим обсуждаются и вопросы физико-химической биологии: структура и функции нуклеиновых кислот, структура и функции белков, биологические и модельные мембраны, методы выделения биологически активных веществ.

Второй раздел программы посвящен вопросам биотехнологического профиля. Молекулярная биотехнология, включающая в себя генетическую инженерию, иммунологическую инженерию, химические основы биотехнологии – является основной частью этого раздела.

Кроме того неотъемлемой частью программы является промышленная биотехнология, рассматривающая различные режимы культивирования микроорганизмов, инженерные основы и типовые схемы биотехнологических промышленных процессов и т.п.

Таким образом, представленная программа содержит основные вопросы в области биотехнологии и позволяет оценить уровень подготовки абитуриента и возможность обучения его в аспирантуре с целью дальнейшего повышения квалификации.

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТОНКИХ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ имени М.В. ЛОМОНОСОВА Программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению подготовки научно-педагогических кадров 06.06.01 «Биологические науки»

06.06. Лист регистрации изменений

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению подготовки научно-педагогических кадров 06.06.01 «Биологические науки»

06.06. Примеры билетов вступительных экзаменов.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет Вступительный экзамен в аспирантуру тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова»

(МИТХТ им. М.В. Ломоносова)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ

Механизм поступления в клетки эукариотов и прокариотов экзогенных веществ. Физиология питания. Элементы питания, их значение для процесса биосинтеза. Разнообразие типов питания микроорганизмов (автотрофия, гетеротрофия, фотолитотрофия, фотоорганотрофия, хемолитотрофия, хемоорганотрофия). Разнообразие источников углерода, азота, фосфора, серы и других элементов, используем.

2. Антитела, антигены, эпитопы, гаптены, валентность АГ и АТ, адъюванты.

Основные принципы репликации. Репликация ДНК E. coli. Механизмы регуляции репликации. Особенности репликации у эукариот. Репарация ДНК. Прямая реактивация повреждений ДНК. Эксцизивная репарация. Индуцированная репарация. Репарация неспаренных нуклеотидов.

Утвержден на заседании кафедры «_» июня 2014, протокол № Заведующий кафедрой/ Швец В. И./

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ТОНКИХ ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ имени М.В. ЛОМОНОСОВА Программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению подготовки научно-педагогических кадров 06.06.01 «Биологические науки»

06.06.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Вступительный экзамен в аспирантуру «Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова»

(МИТХТ им. М.В. Ломоносова)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ

Жизненный цикл клеток и типы клеточного деления (амитоз, митоз, мейоз).

2. ИФА. Методы получения конъюгатов с ферментами. Ферменты, используемые как метки для ИФА, субстраты для них. Иммуноферментные электроды. Понятие о биосенсорах.

Ионообменная хроматография. Область применения. Сорбенты, элюенты. Сильные и слабые ионообменники. Выбор условий разделения для конкретных примеров заряженных соединений.

Утвержден на заседании кафедры «_» июня 2014, протокол № Заведующий кафедрой/ Швец В. И./

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Программа вступительного экзамена в аспирантуру по направлению подготовки научно-педагогических кадров 06.06.01 «Биологические науки»

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Вступительный экзамен в аспирантуру «Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова»

(МИТХТ им. М.В. Ломоносова)

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ

Положение микроорганизмов среди других организмов. Сапрофиты, паразиты, патогенные формы. Принципы классификации бактерий: эубактерии, цианобактерии, архебактерии.

Транспортные процессы через мембраны (активный и пассивный транспорт, переносчики, эндоцитоз, рецептор-опосредованный эндоцитоз).

Конструирование векторов для клонирования на основе фага М13. Клонирование фрагментов ДНК для секвенирования, клонирование молекулярных зондов.

Утвержден на заседании кафедры «_» июня 2014, протокол № Заведующий кафедрой/ Швец В. И./