Delivered at:: Big Data and Information Retrieval School

Course type:: Elective course

When:: 1 year, 1, 2 module

Instructor

Борзов Никита Иванович

Полная версия программы учебной 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.

Элементы контроля

Контрольная работа
Домашнее задание
Экзамен

Промежуточная аттестация

2023/2024 учебный год 2 модуль
0.4 * Домашнее задание + 0.3 * Контрольная работа + 0.3 * Экзамен

Master’s Programme 'Data Analysis in Biology and Medicine'

Contacts

Molecular Biology

Instructor

Программа дисциплины

Аннотация

Цель освоения дисциплины

Планируемые результаты обучения

Содержание учебной дисциплины

Элементы контроля

Промежуточная аттестация

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

Рекомендуемая дополнительная литература