shkolakz.ru 1
ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ ПО БИОТЕХНОЛОГИИ


ДЛЯ СТУДЕНТОВ 5 КУРСА ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА


  1. Биотехнология как наука, ее задачи. Краткая история биотехнологии. Связь биотехнологии с другими науками. Характеристика основных направлений биотехнологии.

  2. Биообъекты как средство производства лекарственных, профилактических и диагностических препаратов. Классификация и общая характеристика продуцентов, используемых в биотехнологии. Требования, предъявляемые к продуцентам.

  3. Биообъекты - макромолекулы с ферментативной активностью. Промышленные биокатализаторы на основе индивидуальных ферментов и мультиферментных комплексов.

  4. Традиционные методы селекции. Вариационные ряды. Отбор спонтанных мутаций. Мутагенез и селекция. Физические и химические мутагены и механизм их действия.

  5. Классификация мутаций. Отбор продуктивных мутантов. Проблемы генетической стабильности мутантов по признаку образования целевого биотехнологического продукта.

  6. Клеточная инженерия и использование ее методов в создании микроорганизмов и клеток растений - новых продуцентов биологически активных (лекарственных) веществ. Дедифференцировка и каллусогенез - основа создания клеточных культур растений. Техника введения в культуру и культивирование изолированных тканей растений.

  7. Особенности каллусных клеток. Поверхностное культивирование каллусных клеток. Глубинное культивирование культур клеток растений. Культивирование отдельных клеток растений. Слияние протопластов и получение новых гибридных молекул в качестве целевых продуктов.

  8. Генетическая инженерия и создание с помощью ее методов продуцентов новых лекарственных веществ. Основные принципы технологии рекомбинантной ДНК.
  9. Внехромосомные генетические элементы - плазмиды и их функции у микроорганизмов, используемых в биотехнологических процессах. Векторы, применяемые в генетической инженерии, и требования, предъявляемые к ним. Конструирование векторных молекул.


  10. Химический синтез фрагментов ДНК.

  11. Ферменты, используемые в генетической инженерии. Рестриктазы. Классификация и специфичность. Формирование "липких концов". Рестриктаза E.coli R1. Лигазы и механизм их действия.

  12. Последовательность операций при включении чужеродного гена в векторную молекулу. Перенос вектора с чужеродным геном в микробную клетку. Компетентные клетки. Генетические маркеры. Методы идентификации и изоляции клонов с рекомбинантной ДНК.

  13. Способы преодоления барьеров на пути экспрессии чужеродных генов. Стабилизация чужеродных белков (целевых продуктов) в клетке. Генетические методы, обеспечивающие выделение чужеродных белков в среду.

  14. Инженерная энзимология и повышение эффективности биообъектов (индивидуальных ферментов, ферментных комплексов и клеток продуцентов) в условиях производства. Условия успешной иммобилизации ферментов. Преимущества иммобилизованных ферментов.

  15. Адсорбция ферментов на инертных носителях и ионообменниках. Методические приемы, достоинства и причины частичных ограничений использования этого метода иммобилизации.

  16. Иммобилизация ферментов путем включения в структуру геля. Органические и неорганические гели. Причины частичных ограничений использования метода при высокомолекулярных субстратах.

  17. Микрокапсулирование ферментов как один из способов их иммобилизации. Размеры и состав оболочки микрокапсул. Использование систем двухфазного типа. Методические приемы, достоинства и недостатки каждого из них.

  18. Иммобилизация за счет образования ковалентных связей между ферментом и носителем. Ковалентные связи с помощью бифункциональных реагентов между молекулами фермента, связанного с носителем. Повышение стабильности. Расширение зоны оптимальной температуры. Причины указанных явлений.
  19. Индукция и репрессия синтеза ферментов. Состав оперона. Механизмы регуляции действия генов и их использование в биотехнологических процессах.


  20. Ингибирование ферментов биосинтеза по принципу обратной связи (ретроингибирование). Механизм ретроингибирования. Аллостерические ферменты. Значение этого механизма в регуляции жизнедеятельности клетки и пути преодоления ограничений биосинтеза целевых продуктов у суперпродуцентов. Создание мутантов с нарушением аллостерического центра у ключевых ферментов биосинтетических путей.

  21. Аминокислотный контроль метаболизма и функции гуанозинтетра-фосфата. Позитивный и негативный контроль. RelA+ и Rе1А-штаммы. Биосинтез различных целевых биотехнологических продуктов и роль системы регуляции метаболизма, обусловленной гуанозинтетрафосфатом.

  22. Глюкозный эффект и подавление синтеза катаболических ферментов. Циклический 3,5- аденозинмонофосфат (цАМФ).

  23. Мембранные системы транспорта ионов и низкомолекулярных метаболитов. Классификация систем транспорта. Регуляция их функций. Структура и видовая специфичность оболочки. Биотехнологические аспекты интенсификации транспорта веществ в клетку и освобождения из клетки.

  24. Основные стадии биотехнологического производства, их характеристика. Сырье и питательные среды для культивирования продуцентов.

  25. Принципы действия и конструкции биореакторов. Классификация биореакторов. Характеристика систем перемешивания, аэрации, теплообмена, пеногашения, стерилизации, контроля и регулировки биотехнологического процесса.

  26. Методы извлечения внутриклеточных продуктов. Разрушение клеточной стенки биообъектов и экстрагирование целевых продуктов. Сорбционная и ионообменная хроматография. Аффинная хроматография применительно к выделению ферментов. Мембранная технология.

  27. Биотехнология как наукоемкая технология и ее преимущества в экологическом аспекте перед традиционными технологиями. Очистка отходов. Схемы очистки. Аэротенки. Активный ил и входящие в него микроорганизмы. Основные характеристики штаммов деструкторов
  28. Инсулин. Источники получения. Видовая специфичность. Рекомбинантный инсулин человека.


  29. Интерфероны. Классификация: α-, β-, γ-интерфероны. Интерфероны при вирусных и онкологических заболеваниях. Синтез различных классов интерферона человека в генетически сконструированных клетках микроорганизмов.

  30. Биологическая роль витаминов. Традиционные методы получения (выделение из природных источников и химический синтез). Микробиологический синтез витаминов и конструирование штаммов-продуцентов методами генетической инженерии. Витамин В2 (рибофлавин). Основные продуценты. Схема биосинтеза и пути интенсификации процесса.

  31. Биотехнологическое производство аскорбиновой кислоты (витамина С). Микроорганизмы-продуценты. Различные схемы биосинтеза в промышленных условиях. Химический синтез аскорбиновой кислоты и стадия биоконверсии в производстве витамина С.

  32. Микроорганизмы прокариоты - продуценты витамина В12 (пропионовокислые бактерии и др.). Схема биосинтеза. Регуляция биосинтеза. Эргостерин и витамины группы

  1. Продуценты и схема биосинтеза эргостерина. Среды и пути интенсификации биосинтеза. Получение витамина D из эргостерина.

  1. Каротиноиды и их классификация. Схема биосинтеза. Среды для микроорганизмов- продуцентов и регуляция биосинтеза. Стимуляторы каротинообразования. β-Каротин. Образование из β-каротина витамина А.

  2. Биотехнология стероидных гормонов. Традиционные источники получения стероидных гормонов. Проблемы трансформации стероидных структур. Преимущества биотрансформации перед химической трансформацией. Штаммы микроорганизмов, обладающие способностью к трансформации (биоконверсии) стероидов. Конкретные реакции биоконверсии стероидов. Микробиологический синтез гидрокортизона, получение из него путем биоконверсии преднизолона.
  3. Антибиотики как биотехнологические продукты. Методы скрининга продуцентов. Биологическая роль антибиотиков как вторичных метаболитов. Причины позднего накопления антибиотиков в ферментационной среде по сравнению с накоплением биомассы. Биосинтез антибиотиков.


  4. Пути создания высокоактивных продуцентов антибиотиков. Механизмы защиты от собственных антибиотиков у их "суперпродуцентов". Полусинтетические антибиотики. Биосинтез и оргсинтез в создании новых антибиотиков.

  5. Усиление иммунного ответа с помощью иммунобиопрепаратов. Вакцины на основе рекомбинантных протективных антигенов или живых гибридных носителей.

  6. Производство моноклональных антител и использование соматических гибридов животных клеток. Преимущества при использовании моноклональных антител. Клоны клеток злокачественных новообразований. Слияние с клетками, образующими антитела. Гибридомы.

  7. Области применения моноклональных антител. Методы анализа, основанные на использовании моноклональных (в отдельных случаях поликлональных) антител. Иммуноферментный анализ (ИФА). Метод твердофазного иммуноанализа (ELISA - enzyme linked immunosorbentassay).

  8. Моноклональные антитела в медицинской диагностике. Тестирование гормонов, антибиотиков, аллергенов и т.д. Лекарственный мониторинг. Ранняя диагностика онкологических заболеваний. Коммерческие диагностические наборы на международном рынке.

  9. Нормофлоры - препараты на основе живых культур микроорганизмов - симбионтов. Общие проблемы микроэкологии человека. Понятие симбиоза. Различные виды симбиоза. Резидентная микрофлора желудочно-кишечного тракта. Причины дисбактериоза.

  10. Нормофлоры в борьбе с дисбактериозом. Механизм антагонистического воздействия на гнилостные бактерии. Получение готовых форм нормофлоров. Монопрепараты и препараты на основе смешанных культур. Лекарственные формы нормофлоров.