Программа курса лекций icon

Программа курса лекций


Смотрите также:
Программа курса лекций для студентов специальностей «Международные отношения» и«Регионоведение»...
Программа курса лекций (2 курс, 3 сем., 36 ч....
Программа дисциплины ддс...
Программа курса Конспект лекций > Тесты Задачи > Вопросы к экзамену Методические рекомендации к...
Тематический план курса лекций Место курса в системе дисциплин определённого цикла курс лекций...
Структура курса лекций (34 часа) Лекция Введение (2 ч.). Лекция Проблема сущности религии (2 ч.)...
Программа Курса Общая электротехника и электроника (для всех химико-технологических...
Название курса...
План лекций по курсу Темы курса Кол-во часов...
Место курса лекций в системе подготовки специалистов-историков....
Программа регионоведческого курса...
Программа регионоведческого курса...



Загрузка...
скачать

Молекулярная биология

Программа курса лекций
(4 курс, 8 сем, 32 ч, экзамен)


Профессор, д.б.н Г.М.Дымшиц

Излагаются принципы строения нерегулярных биополимеров: нуклеиновых кислот и белков. Даются параметры структуры различных форм ДНК и разных видов РНК. Рассматриваются четыре уровня структурной организации белков. Обсуждаются биологические функции белков, РНК и ДНК. Подробно рассматриваются свойства генетического кода, принципы транскрипции, трансляции и репликации. Дается представление об организации процесса транскрипции у про- и эукариот, его регуляции. Обсуждается процессинг mРНК и rРНК. Рассматривается рекогниция и синтез белков на рибосомах. Ретроспективно излагается изучение процесса репликации ДНК. Обсуждаются топологические проблемы репликации. Даются представления о структурной организации генома у про- и эукариот, мобильных генетических элементах. Рассматриваются обратная транскрипция и репарация. Излагаются молекулярные основы возникновения жизни на Земле: от образования биологических мономеров до эволюции пробионтов и образования клеток эукариот.

^ 1. Вводная часть

Молекулярная биология, ее характеристика как науки. Задачи молекулярной биологии в познании основных закономерностей жизнедеятельности. Белки и нуклеиновые кислоты. Общее понятие о функции белков и нуклеиновых кислот. Их принципиальное функциональное различие. Общая структурная характеристика белков и нуклеиновых кислот как биополимеров. Понятие о первичной, вторичной, третичной и четвертичной структурах биополимеров.

^ 2. Структура и свойства нуклеиновых кислот

1. Первичная структура нуклеиновых кислот. Нуклеотиды – мономеры нуклеиновых кислот. Пуриновые и пиримидиновые основания; кето-енольная таутомерия. Сахарный компонент нуклеотида; b-D-фуранозная конфигурация. Нуклеозид; N-гликозидная связь; фосфатный остаток, его положение. Различные типы нуклеотидов; терминология. Межнуклеотидные связи. Полярность линейной цепи. Схема полинуклеотидной цепи: пентозофосфатный каркас и боковые группы. Химическая деградация нуклеиновых кислот. Щелочной и кислотный гидролиз. Использование щелочного гидролиза для разделения ДНК и РНК (метод Шмидта- Таннхаузера). Ферментативная деградация нуклеиновых кислот. Экзонуклеазы и эндонуклеазы. ДНКазы и РНКазы.Принципы количественного определения нуклеиновых кислот. Экстракция нуклеиновых кислот и разделение ДНК и РНК. Методы выделения нуклеиновых кислот (фенольный, тризоловый, центрифугирование в градиенте CsCl и т.д.) Ультрафиолетовое поглощение (спектр оптического поглощения) нуклеиновых кислот и его применение для их определения. Количественные соотношения азотистых оснований в нуклеиновых кислотах. Правила Чаргаффа. Специфичность количественных соотношений азотистых оснований в нуклеиновых кислотах. Нуклеотидная последовательность нуклеиновых кислот. Основные принципы определения первичной структуры ДНК; химический метод Гилберта и метод дидезокситерминаторов Сэнгера; модификации этих методов, используемые при анализе структуры РНК. Значение изучения первичной структуры ДНК: геномы вирусов, бактерий, животных, человека. Азотистые основания и гидрофобные взаимодействия плоскостей колец оснований. Гидрофобные взаимодействия в полинуклеотидах; стопкообразование.

2. Макромолекулярная структура ДНК. Двойная спираль Уотсона-Крика. Принцип комплементарности и его биологическое назначение. Водородные связи и гидрофобные взаимодействия между азотистыми основаниями. Регулярность структуры. Спирализация. Параметры спирали. В- и А-формы ДНК. Гипохромизм ДНК. Его связь с упорядоченностью расположения азотистых оснований в молекуле. Денатурация двуцепочечной ДНК. Влияние ионной силы, гидрофобных растворителей, мочевины, рН, температуры. Плавлении спирали; температура плавления; связь ее с нуклеотидным составом. Гиперхромный эффект. Кооперативность. Денатурация ДНК как переход спираль-клубок. Природа кооперативности. Ренатурация ДНК. Условия ренатурации. Зависимость ренатурации от гомогенности препарата. Молекулярная гибридизация ДНК. Установление сходства нуклеотидных последовательностей цепей ДНК путем молекулярной гибридизации.

3. Макромолекулярная структура РНК в растворе. Сходство и отличие конформационных свойств РНК и ДНК: гипохромизм; рентгеноструктурные данные; характеристическая вязкость; температурная зависимость гипохромизма и вязкости; обратимость тепловой денатурации. Одноцепочечность РНК. Спирализация в РНК (вторичная структура). Внутрицепочечные комплементарные взаимодействия. Конформация низкомолекулярных РНК. Пространственная структура тРНК.

4. Одноцепочечная ДНК и двуцепочечная РНК вирусного происхождения.

^ 3. Структура и свойства белков

1. Первичная структура белков. Аминокислотные остатки – мономеры белковых цепей. Различные типы аминокислот и их строение. Пептидная связь. Полипептидная цепь. Проверка гомогенности препаратов белков. Аналитическое ультрацентрифугирование. Диск-электрофорез. Электрофорез в полиакриламидном геле с додецилсульфатом. Изоэлектрофокусирование в полиакриламидном геле. Определение N- и С-концевых аминокислотных остатков. Определение аминокислотной последовательности. Гидролитическое расщепление белка с помощью протеолитических ферментов. Расщепление белковой цепи по метиониновому остатку бромистым цианом. Разделение пептидов. Идентификация пептидов. ДНФ-метод Сэнгера. Метод Эдмана. Секвенатор. Стыковка пептидов. Значение изучения первичной структуры белков для решения проблем эволюции и систематики организмов.

2. Пространственная структура белков. Вторичная структура белков. a-спирали и b-складки участки в глобулярных белках. Отклонение от геометрических параметров b-складки в спиральных участках белков. Изогнутость b-структурных слоев в глобулярных белках (правопропеллерность). Связь вторичной структуры с аминокислотной последовательностью. Основные положения стереохимической теории вторичной структуры глобулярных белков. Третичная структура белков. рирода сил, стабилизирующих трехмерную структуру белка. Гидрофобные взаимодействия. Ионные и водородные связи. Ван-дер-ваальсовы взаимодействия. Четвертичная структура белков. Типы взаимодействия между субъединицами в олигомерных белках на примере молекулы гемоглобина. Симметричные олигомерные структуры из тождественных субъединиц. Структуры инсулина, лактатдегидрогеназы. Биологические преимущества крупного белка, составленного из субъединиц, перед крупным мономерным белком: меньшая вероятность ошибок при биосинтезе; возможность регуляторных взаимодействий. 3. Денатурация белков. Разрушение нативной конформации белков при изменении температуры, рН, при обработке мочевиной, гуанидинхлоридом. Действие детергентов, спиртов, электролитов.

4. Самоорганизация пространственной структуры белковых молекул. Формирование пространственной структуры белковой молекулы – процесс, определяемый только ее первичной структурой. Опыты Анфинсена по ренатурации молекулы рибонуклеазы. Влияние солей, субстратов на скорость ренатурации белка. Ускорение ренатурации белка в присутствии других глобулярных белков.

5. Некоторые функции белков. Классификация белков, основанная на их биологической функции. Ферменты, транспортные белки, запасные белки, сократительные белки, защитные белки крови, токсины, гормоны, структурные белки. Транспортные белки. Гемоглобин. Механизм его взаимодействия с молекулами кислорода. Защитные белки крови. Иммуноглобулины. Их структура. Иммунная реакция. Видовая специфичность. Ферменты. Классификация ферментов. Кофакторы ферментов. Кинетика ферментативных реакций. Уравнения Михаэлиса-Ментен и Бриггса-Холдейна. Зависимость скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата, кофактора, рН и температуры. Определение активационных параметров. Функционирование ферментов. Активные центры ферментов. Представление о строении активного центра и механизме действия ферментов (лизоцим, карбоксипептидаза, химотрипсин и др.) Индуцированные изменения конформации субстрата и фермента. Регуляция ферментативной активности. Ингибирование. Активация путей химической (ферментативной) модификации. Превращение проэнзима (зимогена) в энзим, фосфорилирование, аденилирование. Аллостерическая регуляция активности ферментов. Аллостерические белки и их биологическая роль. Значение четвертичной структуры белков. Регуляция по принципу обратной связи. Особенности кинетики реакций с участием аллостерических ферментов. Изоферменты. Четвертичная структура изоферментов (лакгатдегидрогеназа). Изоферментная регуляция метаболизма на примере изоферментов лактатдегидрогеназы. Полиферментные комплексы. Пируватдегидрогеназный комплекс.

^ 4. Структура рибосом

1. Локализация рибосом в клетке.

2. Седиментационная характеристика рибосом 70S (прокариоты) и 80S (эукариоты).

3. Состав рибосом: содержание РНК и белка. Различия 70S и 80S рибосом. Связанные катионы: Mg++, Ca++, ди- и полиамины.

4. Составные части рибосомы: две неравные субчастицы-субъединицы. Диссоциация рибосом при понижении концентрации ионов Mg++. Обратимость диссоциации. Специфичность реассоциации: контактирующие поверхности субчастиц. Димеризации рибосом и их частиц при высоких концентрациях. Размеры и форма большей субчастицы. Размеры и форма меньшей субчастицы.

5. Рибосомальные РНК. Количество молекул на рибосому. Три типа молекул рибосомальной РНК; их коэффициенты седиментации и молекулярный вес; распределение по субчастицам. Вторичная структура РНК в составе рибосом.

6. Рибосомальные белки. Количество белковых молекул на рибосому и их молекулярно- весовые характеристики; гетерогенность по молекулярным весам, аминокислотному составу и последовательности; разделение путем электрофореза в геле. Множественность рибосомальных белков.

7. Самосборка рибосом. Влияние высокой концентрации одновалентных катионов на удержание рибосомального белка. Кооперативность разборки. Стадии разборки. братимость разборки (реконструкция рибосомы). Самосборка и узнавание при реконструкции рибосом. Функции рибосомальных РНК.

Литература


  1. Льюин К. Гены. М., Мир, 1987.

  2. Ленинджер А. Основы биохимии. М., 1985.

  3. Страйер Л. Биохимия. М., 1985.

  4. Спирин А.С. Структура рибосом и биосинтез белка. Пущино, 1984.

  5. Стент Г. Молекулярная генетика. М., 1974.

  6. Мецлер Д. Биохимия, в 3-х томах. М., Мир, 1980.

  7. Хесин Р.Б. Непостоянство генома. М., 1985.

  8. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рэфф М., Робертс К., Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки, в 5-ти томах. М., Мир, 1986.

  9. Фогель Ф., Мотульски А., Генетика человека, в 3-х томах. М., Мир, 1989.

  10. Щелкунов С.Н. Генетическая инженерия, в 2-х томах. Новосибирск, Изд-во НГУ, 1994, 1997.

  11. Корнберг А. Синтез ДНК. М., Мир, 1977.

  12. Сайты Интернет: http://www.drugreg.depart.ru, http://www.minzdrav-rf.ru и информация о Санитарных правилах на них.

  13. Сайт Интернет журнала "Молекулярная биология": http://www.eimb.relarn.ru/molbio/win/ content/content.htm и информация об обзорах в этом журнале.








Скачать 69,76 Kb.
оставить комментарий
Дата29.09.2011
Размер69,76 Kb.
ТипПрограмма курса, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

отлично
  1
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

наверх