Учебная программа дисциплины дисциплина Молекулярная биология

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский федеральный университет»

УТВЕРЖДАЮ

Директор Института фундаментальной биологии и биотехнологии

____________/ Сапожников В.А. /

«_____»_____________2008 г.

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Дисциплина _____ Молекулярная биология ____

Укрупненная группа ____020000 — Естественные науки .

Специальность ___________ 020208.65 — Биохимия .

Институт Фундаментальной биологии и биотехнологии .

Кафедра Физико-химической биологии__ _

Красноярск

2008

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

составлена в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по укрупненной группе 020000 — Естественные науки

__________________________________________________________________

(указывается номер и наименование укрупненной группы)

специальности 020208.65 — Биохимия

(указывается номер и наименование направления ( специальности)

Программу составили: доцент Субботина Т.Н.

Заведующий кафедрой ____________________ В.А. Кратасюк

(фамилия, и. о., подпись)

«_____»____________2008г.

Учебная программа обсуждена на заседании кафедры физико-химической биологии

«_____»____________2008г. протокол

Заведующий кафедрой ________________________ В.А. Кратасюк

(фамилия, и. о., подпись)

Учебная программа обсуждена на заседании НМСФ _____________

__________________________________________________________________

«_____» __________________ 2008___ г. протокол № _____________

Председатель НМСФ _____________________В.А. Сапожников

(фамилия и. о., подпись)

Дополнения и изменения в учебной программе на 200 __/200__ учебный год.

В учебную программу вносятся следующие изменения: _____________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Учебная программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры _______

«____» _____________ 200__г. протокол № ________

Заведующий кафедрой ______________________________________________

(фамилия, и.о., подпись)

Внесенные изменения УТВЕРЖДАЮ:

Заведующий кафедрой _________________________

(фамилия, и. о., подпись)

1 Цели и задачи изучения дисциплины

1.1 Цель преподавания дисциплины

Цель изучения дисциплины: формирование у студентов знаний об особенностях строения и свойств макромолекул, входящих в состав живой клетки, структурно-функциональной организации генетического аппарата клеток и механизма реализации наследственной информации.

1.2 Задачи изучения дисциплины

В задачи изучения дисциплины входит:

● ознакомление студентов с современными представлениями о структурной организации нуклеиновых кислот, механизмами реализации наследственной информации, регуляцией экспрессии генов и основными методами молекулярной биологии;

● формирование представлений о принципах использования знаний и достижений молекулярной биологии для решения задач в области медицины и клинической лабораторной диагностики, основанных на использовании методов прямой и непрямой ДНК-диагностики.

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать: теоретические основы, достижения и проблемы современной биохимии и молекулярной биологии;

уметь: использовать знание фундаментальных основ и методических подходов клеточной биологии для решения медицинских, сельскохозяйственных проблем, решения задач медицинской биохимии, диагностики состояния и охраны природной среды.

владеть: широким спектром аналитических методов и подходов биоорганической и биологической химии, молекулярной биологии.

1.3 Межпредметная связь

Для успешного освоения предлагаемого курса в полном объеме необходимо предварительное изучение курсов «Химия», «Биология», «Биохимия и молекулярная биология», «Цитология с основами гистологии», «Энзимология». Курс «Молекулярная биология» необходим для освоения студентами таких дисциплин как «Методы биохимических исследований», «Молекулярные механизмы гормональной регуляции», «Большой практикум», «Современные методы молекулярной биологии», «Генная инженерия». Знания молекулярной биологии – необходимая база для проведения большого практикума по блоку «Молекулярная биология», а также для выполнения курсовых работ, подготовки бакалаврских квалификационных работ, дипломных и магистерских работ.

2. Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы

Всего часов

Семестр

8

Общая трудоемкость дисциплины

80ч

()

80ч

()

Аудиторные занятия:

48ч

48ч

Лекции

32ч

32ч

Семинары

16ч

16ч

Самостоятельная работа:

32ч

32ч

изучение теоретического курса (ТО)

16ч

16ч

Реферат

Задачи

10ч

10ч

Вид промежуточного контроля (зачет, экзамен)

Зачёт

Зачёт

3 Содержание дисциплины

3.1 Разделы дисциплины и виды занятий в часах

(тематический план занятий)

п/п

Разделы дисциплины

Лекции,

часов

СЗ,

часов

ЛР

часов

Самостоятельная работа, часов

1

2

3

4

5

6

1

Синтез ДНК и теломераза

10ч

10ч

2

Экспрессия генов и транскрипционные факторы

16ч

3

Синтез белков, их фолдинг и модификации

3.2 Содержание разделов и тем лекционного курса

1. Синтез ДНК и теломераза – 10ч.

1.1. Компоненты ядра – 2ч

Ядерная оболочка и ядерный матрикс. Хромосомы. ДНК хромосом. Гистоны и организация ДНК в хромосомах. Метафазные хромосомы. Негистоновые белки хромосом. Ядрышко.

1.2. Репликация основной части ДНК – 2ч

Место репликации ДНК в клеточном цикле. Схемы митоза и мейоза. Митотический цикл. Типы клеток по способности к делению. Выход клеток из митотического цикла. Общая характеристика репликации ДНК. Основные принципы. Особенности механизма. Компоненты ферментного комплекса. Белки, подготавливающие родительскую ДНК к репликации. Ферменты полимеризации. Ферменты, завершающие репликацию ДНК.

1.3. Репликация теломерных отделов ДНК – 2ч

Основные представления. Суть проблемы концевой недорепликаиии. Буферные теломерные последовательности. Удлинение теломер с помощью теломеразы. Механизм ALT. Теломеры и теломераза. Структура теломер. Функции теломер. Механизм действия теломеразы. О методах определения активности теломеразы. Распространение теломеразы. Теломераза и старение. Теломераза и онкогеиез.

1.4. Метилирование ДНК – 2ч

Метилирование цитозина в ДНК эукариот. Общие сведения. Динамика содержания 5-МЦ: параллель с теломерами. Возможные функции метилирования ДНК. Система рестрикции и модификации у бактерий. Принцип функционирования системы. Пять типов систем рестрикции-модификации. Действие ДНК метилаз и рестриктаз. Метилирование ДНК, связанное с репарацией ошибок репликации.

1.5. Репарация повреждений ДНК – 2ч

Возможные повреждения ДНК. Повреждения оснований. Повреждения цепей ДНК. Некоторые примеры репарации ДНК. Удаление тиминовых димеров: репарация с эксцизией участка цепи. Удаление остатков урацила и репарация участков, лишенных основания.

2. Экспрессия генов и транскрипционные факторы – 16ч

2.1. Организация генетического материала – 2ч

Функциональные отделы генома. Тонкая структура гена. Прерывистые гены. Перекрывающиеся гены. Подвижные генетические элементы. Способ записи генетической информации. Функциональная роль цепей ДНК. Основные свойства генетического кода. Генетический код.

2.2. Оперонная организация генетического материала у бактерий – 2ч

Регулируемые и конститутивные гены. Общая схема оперона. Конститутивные гены и белки. Примеры оперонов. Лактозный оперон – пример индуцибелъных оперонов. Триптофановый оперой – пример репрессибелъных оперонов.

2.3. Организация генетического материала у эукариот (часть 1) – 2ч

Организация генома. Молекулярная структура геномов эукариот. Элементы геномов эукариот. Гены. Псевдогены. Процессированные псевдогены. Повторяющиеся последовательности. Гены, кодирующие РНК. Гены, кодирующие белки. Повторяемость последовательностей ДНК. Геном органелл эукариот: ДНК митохондрий и хлоропластов.

2.4. Организация генетического материала у эукариот (часть 2) – 2ч

Гены ряда белков и РНК. Гены гистонов. Гены рибосомных РНК. Гены гемоглобина. Транскрипционные факторы и репрессоры. Подразделение ДНК-связывающих белков по их структуре. Общие факторы транскрипции. Белок р53 как транскрипционный фактор.

2.5. Структура РНК – 2ч

Общий план строения РНК. Особенности строения мРНК. Особенности строения т-РНК. Первичная, вторичная и третичная структуры. Взаимодействия т-РНК с лигандами. Рибосомальные рРНК и рибосомы.

2.6. Синтез РНК (транскрипция ДНК) – 2ч

Общая характеристика транскрипции. Механизм транскрипции. Инициация транскрипции. Элонгация транскрипции. Терминация транскрипции. Конвейерный характер процесса. Ингибиторы транскрипции. Продукты транскрипции.

2.7. Созревание (процессинг) РНК – 2ч

Удаление «лишних» последовательностей. Общее описание. Механизм сплайсинга. Присоединение и модификация нуклеотидов.

2.8. Распад мРНК – 2ч

Разрушение мРНК бактерий с 5-конца: эффект положения. Разрушение мРНК эукариот с 3′ конца. Роль поли(А) фрагмента. Роль АУ элементов. Влияние продуктов трансляции на распад мРНК. Влияние лиганда белка на распад мРНК.

3. Синтез белков, их фолдинг и модификации – 6ч

3.1. Трансляция мРНК – 2ч

Подготовительные стадии. Центры рибосом. Связывание аминокислот с тРНК. Функциональные центры рибосом. Инициация трансляции. Элонгация и терминация трансляции. Стадии элонгации. Терминация трансляции. Полисомы. Особенности трансляции у прокариот и в митохондриях. Прокариоты. Митохондрии. Ингибиторы трансляции. Ингибирование трансляции у бактерий. Ингибирование трансляции у эукариот. Антибиотики. Дифтерийный токсин. Интерфероны.

3.2. Фолдинг белков: общие представления – 2ч

Строение белков. Первичная структура. Вторичная структура. Третичная структура. Четвертичная структура. Факторы, определяющие пространственную структуру белка. Роль первичной структуры. Роль лигандов. Модели сворачивания белков. Модель промежуточных состояний. Сворачивание по принципу «все или ничего». Феномен кооперативности. Отношение фолдинга к трансляции. Факторы фолдинга. Открытие факторов фолдинга. Ферменты фолдинга. Протеиндисульфидизомераза. Пептидилпролилизомераза. Шапероны. Функции шаперанов. Система DnaK/ DnaJ у бактерии. Система GroEL/CroES у бактерий. Роль шаперанов в формировании бактериофагов. Прионы как антишапероны.

3.3. Сортировка и модификация белков – 2ч

Процессы в гранулярной ЭПС. Структура гранулярной ЭПС. Особенности трансляции. Модификация белков в ЭПС. Процессы в комплексе Гольджи. Структура и функции комплекса Гольджи. Сортировка белков. Сортировка и транспорт белков митохондрий и ядер. Образование коротких пептидов. Распад белков.

3.3 Семинарские занятия

Тема 1.1.Типы мутаций при наследственных заболеваниях – 2ч

Хромосомные мутации. Генные мутации. Точковые мутации. Структурные мутации. Патогенетические эффекты генных мутаций. Современная номенклатура мутаций.

Тема 1.2. Методы прямой ДНК-диагностики – 2ч



Страницы: Первая | 1 | 2 | 3 | Вперед → | Последняя | Весь текст