Магистратура
2023/2024![Цель освоения дисциплины](/f/src/global/i/edu/objectives.svg)
![Планируемые результаты обучения](/f/src/global/i/edu/results.svg)
![Содержание учебной дисциплины](/f/src/global/i/edu/sections.svg)
![Промежуточная аттестация](/f/src/global/i/edu/intermediate_certification.svg)
![Список литературы](/f/src/global/i/edu/library.svg)
Введение в молекулярную биологию
Лучший по критерию «Полезность курса для расширения кругозора и разностороннего развития»
Статус:
Курс по выбору (Анализ данных в биологии и медицине)
Направление:
01.04.02. Прикладная математика и информатика
Где читается:
Факультет компьютерных наук
Когда читается:
1-й курс, 1, 2 модуль
Формат изучения:
без онлайн-курса
Охват аудитории:
для своего кампуса
Преподаватели:
Борзов Никита Иванович
Прогр. обучения:
Анализ данных в биологии и медицине
Язык:
русский
Кредиты:
6
Контактные часы:
56
Программа дисциплины
Аннотация
Курс посвящен введению в биохимию, клеточную и молекулярную биологию рассматривает такие темы, как основы строения клетки, ДНК и РНК, матричные процессы, мутации, генетические молекулярные механизмы, элементы генетики и медицинской геномики.
Цель освоения дисциплины
- Познакомить студентов с основными понятиями молекулярной и клеточной биологии, которые будут использоваться в последующих курсах данной программы.
- Дать общую картину достижений и проблем современной молекулярной биологии.
Планируемые результаты обучения
- Знать как работает аттенюация в регуляции экспрессии триптофанового оперона E.coli
- Знать какие классы молекул входят в состав клетки и какие биологические функции они выполняют
- Знать механизм РНК-интерференции и сайленсинга генов на уровне трансляции и транскрипции
- Знать основные биологические функции белков
- Знать основные биологические функции ДНК и РНК в клетке
- Знать основные классы мобильных элементов
- Знать основные отличия в инициации трансляции у про- и эукариот
- Знать основные принципы и механизмы репликации ДНК у про- и эукариот
- Знать основные принципы транскрипции
- Знать основные стадии гомологичной рекомбинации
- Знать основные стратегии сборки генома
- Знать основные этапы процессинга мРНК эукариот: кэпирование, полиаденилирование, сплайсинг
- Знать основные этапы транскрипции
- Знать основные этапы трансляции
- Знать структуру клетки, понимать функции органелл клетки.
- Знать уровни компактизации ДНК у эукариот
- Знать химическую структуру нулеиновых кислот (ДНК и РНК). Понимать принцип комплементарности.
- Знать, как происходит деление прокариотических и эукариотических клеток
- Знать, как происходит транспорт мРНК из ядра в цитоплазму (у эукариот)
- Знать, как работают различные системы репарации ДНК и какие типы повреждений они способны исправлять
- Иметь представление о CpG-сайтах и CpG-островах
- Иметь представление о генной конверсии
- Иметь представление о строении нуклеосомы, гистонов и модификациях гистонов.
- Иметь представление о структуре хроматина в интерфазе: эухроматин, гетерохроматин.
- Понимать взаимосвязь модификации гистонов со степенью компактизации хроматина и метилированием ДНК
- Понимать значение мобильных элементов в эволюции
- Понимать как связана вырожденность генетического кода с теорией качения кодонов (Wobble concept) и существованием изоакцепторных тРНК
- Понимать механизмы интеграции ДНК-транспозонов в геном
- Понимать механизмы контроля качества при трансляции: nonsence-mediated decay, non-stop-mediated decay, no-go-mediated decay
- Понимать механизмы транспозиции ретровирусов. LTR–содержащих ретротранспозонов и non-LTR транспозонов
- Понимать механизмы, обеспечивающие точность работы ДНК-полимеразы
- Понимать молекулярный механизм сплайсинга
- Понимать основные пути деградации эукариотических мРНК
- Понимать особенности структуры генов эукариот: наличие экзонов и интронов, регуляция с помощью энхансеров и инсуляторов.
- Понимать отличия в транскрипции между прокариотами и эукариотами
- Понимать принципиальную схему масс-спектрометрии белков
- Понимать принципы, лежащие в основе транскрипции, репликации и трансляции
- Понимать причины возникновения мутаций
- Понимать роль шаперонов и шаперонинов в фолдинге белков
- Понимать физико-химические основы методов выделения и очистки нуклеиновых кислот, гель-электрофореза
- Понимать физико-химические основы хроматографии белков и белкового электрофореза
- Понимать химические основы полимеразной цепной реакции (ПЦР), а также знать в каких случаях этот метод применяется.
- Понимать химические основы секвенирования по Сенгеру
- Понимать, как происходит инициация репликации у про- и эукариот, иметь представление об ориджине репликации
- Понимать, как работает репарация с помощью гомологичной рекомбинации
- Понимать, как устроена регуляция транскрипции на уровне инициации на примере лактозного оперона E.coli
- Понимать, как устроена репликационная вилка, и какие белки обеспечивают репликацию ДНК
- Понимать, какие экспериментальные данные лежат в основе доказательства генетической роли ДНК и модели двойной спирали ДНК.
- Понимать, что такое промотор и знать его основные элементы
- Различать методы направленные на изучение взаимодействия белков и нуклеиновых кислот и понимать их границы применимости
- Различать первичную, вторичную, третичную и четвертичную структуры белков. Знать какие химические связи их поддерживают.
- Различать технологии секвенирования на основании принципов, лежащих в их основе
- Уметь давать определение генетического кода и формулировать его свойства
- Уметь классифицировать аминокислоты
- Уметь классифицировать вирусы по Балтимору
- Уметь классифицировать мутации
- Уметь классифицировать полимеразы
- Уметь формулировать центральную догму молекулярной биологии
Содержание учебной дисциплины
- Химический состав клетки. Строение клетки.
- Нуклеиновые кислоты
- Белки
- Методы молекулярной биологии (нуклеиновые кислоты)
- Методы молекулярной биологии (белки, взаимодействие белков и нуклеиновых кислот)
- Основные матричные процессы: репликация, транскрипция, трансляция
- Транскрипция (у прокариот и эукариот)
- Процессинг мРНК эукариот
- Трансляция
- Структура хроматина
- Репликация ДНК и деление клетки.
- Мутагенез и репарация
- Гомологичная и сайт-специфическая рекомбинация.
Промежуточная аттестация
- 2023/2024 учебный год 2 модуль0.4 * Домашнее задание + 0.3 * Контрольная работа + 0.3 * Экзамен
Список литературы
Рекомендуемая основная литература
- Основы молекулярной биологии клетки, , 2018
Рекомендуемая дополнительная литература
- Author(s Harvey Lodish, Arnold Berk, Chris A. Kaiser, Monty Krieger, & Publisher W. H. Freeman. (2006). Text Book(s) Title Molecular Cell Biology. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsbas&AN=edsbas.701535BE
- Epstein, C. J. (1971). The molecular biology of the gene. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsbas&AN=edsbas.623D0984
- Glynn, L. E. (1966). The Molecular Biology of the Gene. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsbas&AN=edsbas.4DC97D87
- Ходосовская, А. М. (2013). Введение в молекулярную биологию. № УД-757/25/р. ; Учебная программа учреждения высшего образования по учебной дисциплине для специальности: 1-31 01 01 Биология специализаций 1 - 31 01 01-01 25 Молекулярная биология и 1 - 31 01 01-02 25 Молекулярная биология. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsbas&AN=edsbas.DBC29BF0