1. Мета дисципліни – вивчення як фундаментальних механізмів біосинтезу білка, так і

пов’язаних з ними новітніх наукових проблем у галузі дослідження процесу трансляції

(біосинтезу білка) та його регуляції.

2. Попередні вимоги до опанування або вибору навчальної дисципліни:

1. Успішне опанування дисциплін "Хімія біоорганічна", "Біохімія", "Молекулярна

біологія".

2. Вміння самостійно застосовувати знання та навички, набуті під час опанування

біоорганічної хімії, біохімії, генетики та молекулярної біології; проводити пошук та

аналіз наукової літератури.

3. Володіння навичками роботи з матеріалами і обладнанням, що використовуються у

практичній біохімії та імунології

3. Анотація навчальної дисципліни:

дисципліна знайомить студента з основними компонентами білок-синтезуючого апарату;

особливостями молекулярних механізмів складного багатостадійного процесу матричного

синтезу білка та посттрансляційними процесами формування функційно-активних білків. В

курсі розглядаються закономірності регуляції біосинтезу білка на різних рівнях.

4. Завдання (навчальні цілі):

Основними завданнями дисципліни є:

1) формування у студентів уявлення про основні компоненти та будову білок-синтезуючого

апарату про- та еукаріот;

2) ознайомлення студентів з принципами функціонування системи трансляції та її

компонентів;

3) з'ясування молекулярно – біохімічних аспектів структурних і функціональних

особливостей процесу регуляції трансляції;

4) забезпечити досягнення студентами таких фахових компетентностей як здатність

застосовувати знання та вміння з математики, фізики, хімії та інших суміжних наук для

вирішення завдань сучасної біології; базові теоретичні та методологічні знання в галузі

біологічних наук та на межі предметних галузей; уміння використовувати знання й практичні

навички в галузі біологічних наук та на межі предметних галузей для дослідження різних

рівнів організації живого, біологічних явищ і процесів; здатність здійснювати збір і

реєстрацію даних біологічного аналізу за допомогою відповідних методів, прийомів і засобів

у польових і лабораторних умовах і звітувати про результати (що відповідають програмним

результатам).

5. Результати навчання за дисципліною:

Результат навчання

(1. знати; 2. вміти; 3. комунікація; 4. автономність та відповідальність)

Форми (та/або методи

і технології)

викладання і

навчання

Методи

оцінювання та

пороговий

критерій

оцінювання (за

необхідності)

Відсоток у

підсумковій

оцінці з

дисципліни Код Результат навчання

1.1 Знати значення біосинтезу білка в

загальному метаболізмі клітини.

Лекція

Самостійна робота

Модульна

контрольна

робота

20

1.2 Знати особливості структури і функцій матричної (інформаційної) РНК; генетичний код: властивості, етапи розшифровки.

Лекція

Самостійна робота

1.3 Знати особливості структури і функцій транспортних РНК та системи аміноацил-тРНК-синтетаз.

Лекція

Самостійна робота

1.4 Знати характеристики молекулярної організації рибосом та принципи їх функціонування; рибосомні РНК і рибосомні білки; функціональні центри рибосоми.

Лекція

Самостійна робота

Контрольна

робота 5

1.5 Знати етапи трансляційного процесу. Кодон-антикодонові взаємодії. Ініціація, елонгація і термінація трансляції у про- і еукаріотів.

Лекція

Самостійна робота Модульна

контрольна

робота

20 1.6 Знати перебіг фолдингу та

процесингу синтезованого білка. Спрямування білків (Protein targeting).

Лекція

Самостійна робота

1.7 Знати молекулярні механізми дії інгібіторів білкового синтезу. Знати механізми регуляції трансляції у прокаріотів та еукаріотів.

Лекція

Самостійна робота

Контрольна

робота 5

2.1

Вміти пояснювати специфіку

молекулярно – біохімічних

характеристик перебігу білок-

синтетичного процесу.

Самостійна робота Контрольна

робота 5

3.1 Вміти працювати в групі при

обговоренні виконання завдань для

самостійної роботи

Самостійна робота Контрольна

робота 5

6. Співвідношення результатів навчання дисципліни із програмними результатами

навчання

Результати навчання дисципліни (код)

Програмні результати навчання (назва) 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 2.1 3.1

Вміти спілкуватись в діалоговому режимі

українською та іноземною мовами з колегами та

цільовою аудиторією.

+

Використовувати бібліотеки, інформаційні бази

даних, інтернет ресурси для пошуку необхідної

інформації. + +

Знати особливості розвитку сучасної біологічної

науки, основні методологічні принципи наукового

дослідження. + + + + + + + + +

Демонструвати знання фундаментальних біологічних

процесів, будови та функцій живих організмів + + + + +

+

+ +

Вміти застосовувати отриману інформативну

теоретичну базу для з'ясування молекулярних

механізмів біосинтезу білка + + + +

+

+ + +

7. Схема формування оцінки:

7.1 Форми оцінювання студентів:

- семестрове оцінювання:

1. Модульна контрольна робота 1 – РН 1.1 – 1.3 – 20 балів/ 10 балів

2. Контрольна робота 1 −РН 1.4, 2.1 – 10 балів/ 5 балів

3. Модульна контрольна робота 2 – РН 1.5 –РН 1.6 −20 балів/ 10 балів

4. Контрольна робота 2 −РН 1.7, 3.1 – 10 балів/ 5 балів

- підсумкове оцінювання: у формі іспиту

Формою проведення іспиту є тестова контрольна робота. Результатами навчання, які

оцінюються в тестовій контрольній роботі, є РН 1.1 – 4.1. Максимальна кількість балів, які

можуть бути отримані студентом, становить 40 балів.

- умови допуску до підсумкового іспиту

Студент допускається до іспиту за умови успішного виконання завдань 2 модульних

контрольних робіт (по кожній не менше 50% правильних відповідей). Студент не

допускається до іспиту, якщо під час семестру набрав менше ніж 20 балів.

7.2.Організація оцінювання:

Модульні контрольні роботи 1 і 2 проводяться після завершення лекцій з розділів 1.1 -1.3

та 1.5− 1.6, відповідно. Контрольні роботи 1 і 2 - після завершення лекцій з розділу 1.4 та 1.7,

відповідно.

7.3 Шкала відповідності оцінок

Відмінно / Excellent 90-100

Добре / Good 75-89

Задовільно / Satisfactory 60-74

Незадовільно / Fail 0-59

8. Структура навчальної дисципліни.

ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН

№

п/п Номер і назва теми

Кількість годин

Лекції Семінар.

заняття

Практ.

заняття

Самостійна робота

Розділ 1

" Загальна характеристика основних компонентів процесу біосинтезу білка"

1.

Тема 1. Значення біосинтезу білка в

загальному метаболізмі клітини.

Структура і функції білків. Теорія

"Світ РНК".

4

Самостійна робота. Докази унікальності та

самодостатності молекул РНК.

Сучасні теорії зародження життя та

«Світ РНК».

5

2. Тема 2. Генетичний код: властивості, етапи

розшифровки. 2

Самостійна робота. Відносна

універсальність генетичного коду.

Варіантні генетичні коди. Сюрпризи

мітохондріального генома.

5

3. Тема 3. Матрична (інформаційна) РНК.

Структура і функції. 2

4. Тема 4. Транспортні РНК. Структура і

функції. 2

Самостійна робота. Роль модифікованих

нуклеозидів у функціонуванні

молекули тРНК.

5

5.

Тема 5. Реакції активації та акцептування

амінокислот. Система аміноацил-тРНК-

синтетаз. 2

Самостійна робота. Теорії походження

аміноацил-тРНК-синтетаз.

Неканонічні функції аміноацил-

тРНК-синтетаз.

5

6. Тема 6. Молекулярна організація рибосом та

особливості їх функціонування. 2

7. Тема 7. Рибосомні РНК і рибосомні білки.

Функціональні центри рибосоми. 2

Самостійна робота. Сучасні методи

дослідження структурної організації

рибосом. Специфіка будови і

функцій ряду білків рибосом.

5

Модульна контрольна робота 1

Розділ 2. " Молекулярні механізми процесу трансляції та його регуляція"

8.

Тема 8. Етапи трансляції. Кодон-

антикодонові взаємодії. Wobble-

гіпотеза Кріка. Ініціація трансляції у

прокаріотів.

2

9. Тема 9. Ініціація трансляції в еукаріотів. 4

Самостійна робота. Внутрішня ініціація

трансляції- різноманіття механізмів

та можлива роль за умов стресу та

апоптозу.

5

10. Тема 10. Елонгація у про-і еукаріотів. 2

Самостійна робота. Існування зв’язаної з

рибосомою АТФазної активності у

про- і еукаріотів; унікальний фактор

елонгації eEF3 дріжджів.

5

11. Тема 11. Термінація трансляції. 2

Самостійна робота. Будова і

функціонування комплексу,

асоційованого зі щойно синтезованим

пептидом (NAC- Nascent polypeptide-

associated complex).

5

12. Тема 12. Фолдинг та процесинг

синтезованого білка. 4

Самостійна робота. Пріони як

антишаперони. Історія відкриття;

будова та неоднозначні функції

пріонів.

5

13.

Тема 13. Енергетичне забезпечення процесу

трансляції. Спрямування білків

(Protein targeting). Внутрішньо -

клітинний протеоліз.

4

Самостійна робота. Залучення системи

убіквітинування за протеасом -

залежної деградації білків.

5

14.

Тема 14. Молекулярні механізми дії

інгібіторів білкового синтезу.

Регуляція трансляції у прокаріотів.

Регуляція синтезу білка на рівні

трансляції (еукаріоти).

4

Модульна контрольна робота 2 ВСЬОГО 38 − − 50

Загальний обсяг 90 год., в тому числі:

Лекцій – 38 год.

Семінарські заняття – 0.

Практичні заняття – 0 год.

Лабораторні заняття - 0 год.

Тренінги - 0 год.

Консультації – 2 год.

Самостійна робота – 50 год.

у разі змін у графіку навчального процесу Порядок організації та оцінювання роботи студентів буде

представлено в Додатку

9. Рекомендована література

Основна (базова):

1. Сиволоб А.В. Молекулярна біологія. – К.: ВПЦ "Київський університет", 2008. – 384 с.

2. Остапченко Л.І., Андрійчук Т.Р., Бабенюк Ю.Д., та інші. Біохімія. Підручник. - К.:

Видавничо-поліграфічний центр "Київський університет", 2012. – 796 с.

3. Альбертс Б., Джонсон А., Льюис Д. и др. - Молекулярная биология клетки: в 3-х томах. М:

НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", Институт компьютерных исследований,2013.-

1738 с.

4. Alberts B., Johnson A., Lewis J., et al. Molecular biology of the cell. 6th edition. Garland

Science, 2014. – 1465 p.

5. Watson_J.D, Baker T.A., Bell S.P. et_al. Molecular_biology_of_the_gene. 7th edition. Cold

Spring Harbor Laboratory Press, 2014. – 872 p.

6. Lodish H., Berk A., Kaiser C., et al. Molecular cell biology. 7th edition. – NY: W.H. Freeman and

Company. – 2013. – 1247 р.

7. Brooker R.J. Genetics: analysis and principles. – Mc Graw Hill, 2005. - 842 p.

8. Нельсон Д., Кокс М. Основы биохимии Ленинджера (в 3-х томах).– М: Бином.

Лаборатория знаний. 2011-2014. – Т.1 (694 с.); Т.2 (636 с.); Т.3 (448 с.).

Додаткова:

1. Alberts B., Bray D., Hopkin K., Johnson A. Essential ell biology.– Garland Science,2009. – 731p.

2. Негруцький Б.С. Організація білкового синтезу у вищих еукаріотів. – К: Обереги, 2001.-

165 с.

3. Kim VN, Han J, Siomi MC. Biogenesis of small RNAs in animals. Nat Rev Mol Cell Biol. 2009

Feb; 10(2):126-39.

4. Steitz TA. A structural understanding of the dynamic ribosome machine. Nat Rev Mol Cell Biol.

2008 Mar;9(3):242-53.

5.Jackson RJ, Hellen CU, Pestova TV. The mechanism of eukaryotic translation initiation and

principles of its regulation. Nat Rev Mol Cell Biol. 2010 Feb;11(2):113-27.

6.Dever TE, Green R.The elongation, termination, and recycling phases of translation in eukaryotes.

Cold Spring Harb Perspect Biol. 2012 Jul 1; 4(7): a013706.

7. Wu X, Brewer G. The regulation of mRNA stability in mammalian cells. Gene. 2012 May

25;500(1):10-21.

8. Groppo R, Richter JD. Translational control from head to tail. Curr Opin Cell Biol. 2009

Jun;21(3):444-51.

9. Финкельштейн А., Птицын О. Физика белка. Курс лекций с цветными и стереоскопичес -

кими иллюстрациями и задачами.− М: КДУ,2017. − 524 с.

ДОДАТОК

Порядок організації та оцінювання самостійної роботи

з дисципліни «Молекулярні механізми біосинтезу білка»

(викладач- доцент кафедри біохімії Андрійчук Т.Р.)

у період з 24 січня по 28 лютого 2018 року

Під час самостійної роботи студенти повинні опанувати теми № 1-5.

Тема 1. Значення біосинтезу білка в загальному метаболізмі клітини. Структура і функції

білків. Теорія "Світ РНК ".

Тема 2. Генетичний код: властивості, етапи розшифровки.

Тема 3. Матрична (інформаційна) РНК. Структура і функції.

Тема 4. Транспортні РНК. Структура і функції.

Тема 5. Реакції активації та акцептування амінокислот. Система аміноацил-тРНК-синтетаз.

Для опанування даної теми викладачем надано:

1. Докладний список питань, які розглянуто у даних темах (див. нижче).

2. Презентації у форматі Microsoft PowerPoint, які містять докладну інформацію стосовно

питань, розглянутих у даних темах.

3. Список основної та додаткової літератури, затверджений у робочій програмі даної

дисципліни.

4. Підручники (в електронному варіанті).

Оцінювання самостійної роботи

Оцінювання самостійної роботи студентів у період з 24 січня по 28 лютого 2018 року

здійснюється шляхом проведення поточного тесту (поточна контрольна робота; max – 20

балів).

Особливості проведення онлайн-консультацій

Онлайн-консультації будуть проводитися кожного робочого дня за електронними

адресами (t.andriichuk@univ.net.ua, tr.andriichuk@gmail.com).

Список питань

для самостійного опанування студентами тем № 1 -5

1. Навести сучасні погляди на рівні структурної організації білків.

2. Перерахувати якомога більше функцій білків в організмі.

3. Навести сучасні погляди на теорію «Світ РНК». Лауреати Нобелівських премій в

галузі хімії; фізіології і медицини, роботи яких пов’язані з дослідженнями

молекулярних механізмів біосинтезу білка.

4. Загальна схема біосинтеза білка (за О.Спіриним).

5. Основні компоненти білоксинтезуючих систем.

6. Перерахувати властивості генетичного коду.

7. Історія відкриття генетичного коду. Основні теоретичні моделі та принципи

експериментальних методів розшифровки генетичного коду.

8. Перерахувати рівні структурної організації мРНК та функціональні ділянки

еукаріотичної мРНК. Роль нетранслюючих областей (5'-HTO , 3'-HTO ) в молекулі

мРНК.

9. Етапи процесингу молекули мРНК та механізми транспорту мРНК з ядра дов

цитозолю.

10. Навести приклади некодуючих (крім рРНК і тРНК) РНК.

11. Охарактеризувати основні функції тРНК.

12. Рівні структурної організації тРНК.

13. Синтез, процесинг тРНК. Транспорт еукаріотичної тРНК з ядра до цитозолю.

14. Навести приклади модифікованих нуклеозидів в молекулі тРНК; їх роль у

функціонуванні тРНК.

15. Активація амінокислот і утворення аміноацил-тРНК як етап позарибосомної ланки

процесу трансляції.

16. Перерахувати особливості будови і функцій двох класів аміноацил-тРНК-синтетаз

(АРСаз ).

17. Специфічність аміноацил-тРНК-синтетаз до тРНК. Стадії розпізнавання тРНК,

характерні структурні особливості відповідної тРНК (identity elements).

18. Специфічність аміноацил-тРНК-синтетаз до амінокислот. Механізм корекції

помилок на етапі рекогниції. Неканонічні функції АРСаз.

19. Теорії походження аміноацил-тРНК-синтетаз.

Обов’язкова література та інші навчальні ресурси/засоби

1. Сиволоб А.В. Молекулярна біологія. – К.: ВПЦ "Київський університет", 2008. – 384 с.

2. Альбертс Б., Джонсон А., Льюис Д. и др. - Молекулярная биология клетки: в 3-х томах. М:

НИЦ "Регулярная и хаотическая динами-ка", Институт компьютерных исследований,2013.-

1738 с.

3. Alberts B., Johnson A., Lewis J., et al. Molecular biology of the cell. 6th edition. Garland

Science, 2014. – 1465 p.

4. Watson_J.D, Baker T.A., Bell S.P. et_al. Molecular_biology_of_the_gene. 7th edition. Cold

Spring Harbor Laboratory Press, 2014. – 872 p.

5. Lodish H., Berk A., Kaiser C., et al. Molecular cell biology. 7th edition. – NY: W.H. Freeman and

Company. – 2013. – 1247 р.

6. Brooker R.J. Genetics: analysis and principles. – Mc Graw Hill, 2005. - 842 p.

7. Основы биохимии Ленинджера (в 3-х томах)/ Нельсон Д., Кокс М. – М: Бином.

Лаборатория знаний. 2011-2014. – Т.1 (694 с.); Т.2 (636 с.); Т.3 (448 с.).

Рекомендована додаткова література

1. Alberts B., Bray D., Hopkin K., Johnson A. Essential cell biology. – Garland Science, 2009. –

731 p.

2. Негруцький Б.С. Організація білкового синтезу у вищих еукаріотів. – К: Обереги, 2001.-

165 с.

3. Kim VN, Han J, Siomi MC. Biogenesis of small RNAs in animals. Nat Rev Mol Cell Biol. 2009

Feb; 10(2):126-39.

4. Morris KV, Mattick JS. The rise of regulatory RNA. Nat Rev Genet. 2014 Jun;15(6):423-37.