分子生物学原理教案

分子生物学原理教案课程代码356.237.1前言根据教学大纲要求，按基础医学专业的教学进度安排(总学时46学时)，由本系主讲教师共同制订本教案，以供教师备课、讲课、复习指导参考。核酸的结构与功能教学要求：1．掌握核苷酸的分子结构，了解连接键及分子表达式2．重点掌握DNA、RNA的结构特征及主要功能3．了解DNA的理化性质与结构的关系4．了解DNA的高级结构课时安排：总学时4.0第一节核酸的化学组成及一级结构1.0第二节DNA的空间结构与功能1.0第三节RNA的结构和功能1.0第四节核酸的理化性质0.8第五节核酸酶0.2重点：1．核酸的化学组成2．DNA的双螺旋结构3．RNA的结构和功能4．核酸的理化性质难点：1．DNA的双螺旋结构2．核酸的理化性质教学内容：一、核酸的化学组成及一级结构1．核苷酸嘌呤与嘧啶，DNA和RNA分子中核苷酸组成上的特点，核苷酸各组分之间的连接方式2．脱氧核苷酸的连接3．核苷酸的连接4．核酸的一级结构二、DNA的空间结构与功能1．DNA的双螺旋结构Chargaff规则、B-双螺旋结构模型和Z-DNA。2．DNA的超螺旋结构染色质、核小体、组蛋白、基因3．DNA是遗传信息的物质基础三、RNA的结构和功能1．mRNA模板、hnRNA2．tRNA稀有碱基、茎环结构、反密码环3．rRNA核糖体、多核糖体四、核酸的理化性质紫外吸收、变性、复性、增色效应、减色效应、解链温度、杂交、探针。五、核酸酶中、英文专业词汇：nucleicacid核酸purine嘌呤deoxyribonucleicacid(DNA)脱氧核糖核酸pyrimidine嘧啶ribonucleicacid(RNA)核糖核酸adenine(A)腺嘌呤base碱基guanine(G)鸟嘌呤nudeotide核苷酸cytosine(C)胞嘧啶nucleoside核苷uracil(U)尿嘧啶thymine(T)胸腺嘧啶basepair碱基对phosphodiesterlinkage磷酸二酯键nucleosome核小体ribosome核糖体hybridization杂交geneticcode遗传密码doublehelix双螺旋supercoil超螺旋probe探针ribosomalRNA(rRNA)核糖体RNAtransferRNA(tRNA)转运RNAmessengerRNA(mRNA)信使RNA思考题：1．核酸紫外测定的分子基础是什么？2．DNA和RNA的紫外测定结果有何不同？为什么？3．DNA的双螺旋结构的要点是什么？参考书：1．药立波，冯作化，周春燕。医学分子生物学。第三版，人民卫生出版社，20082．BenjaminLewin.GeneVIII.NewJersey:PearsonEducationInc,UpperSaddleRiver,2004.3．DonaldVolt,JudithG.Volt.Biochemistry.3rded.JohnWiley&SonsInc.,2004.核苷酸代谢教学要求：1．了解食物核酸的消化吸收和体内核苷酸合成的途径。2．掌握嘌呤和嘧啶核苷酸的合成原料，合成反应特点，分解代谢的产物。3．掌握核糖单核苷酸向脱氧核糖核苷酸的转变。4．了解核苷酸类抗代谢作用的生化环节。课时安排：总学时4.0第一节嘌呤核苷酸的合成与分解代谢2.0第二节嘧啶核苷酸的合成与分解代谢2.0重点：1．嘌呤和嘧啶核苷酸的合成原料2．嘌呤和嘧啶核苷酸分解代谢的产物3．脱氧核糖核苷酸的生成难点：嘌呤和嘧啶核苷酸的合成过程教学内容：一、嘌呤核苷酸的合成与分解代谢1．嘌呤核苷酸的从头合成IMP的合成原料及关键酶，AMP和GMP的转变，嘌呤核苷酸合成的调节，嘌呤核苷酸的的补救合成和相互转变，脱氧核苷酸的生成，嘌吟核苷酸的抗代谢物。2．嘌呤核苷酸的分解代谢磷酸核苷、核苷及嘌呤的降解，尿酸的生成。二、嘧啶核苷酸的合成与分解代谢1．嘧啶核苷酸的从头合成UMP的合成原料及关键酶，UMP向CTP和TMP的转变，嘧啶核苷酸补救合成，嘧啶核苷酸的抗代谢物。2．嘧啶核苷酸的分解代谢α-氨基异丁酸的排泄。中、英文专业词汇：思考题：1．核苷酸抗代谢物分几类？试分析其抗肿瘤作用的分子基础。2．试小结嘌呤环和嘧啶环中个原子的分子来源。参考书：1．JeremyM.Berg,JohnL.Tymoczko,LubertStryer.Biochemistry.6thed.NewYork:W.H.Freeman,20072．RobertH.GlewandMiriamD.Rosenthal.Clinicalstudiesinmedicalbiochemistry.3rded.NewYork:OxfordUniversityPress,2007.3．DavidL.Nelson,MichaelM.Cox.LeningerPrinciplesofBiochemistry.4thed.NewYork:WorthPublishers,2004.4．DonaldVolt,JudithG.Volt.Biochemistry.3rded.JohnWiley&SonsInc.,2004.nuclease核酸酶salvagepathway补救合成denovosynthesis从头合成uricacid尿酸inosine肌苷DNA的生物合成教学要求：1．熟悉遗传信息流向的中心法则。2．掌握DNA复制方式、逆转录作用及相关酶系的特征。3．了解DNA修复系统及特点。课时安排：总学时4.0第一节复制的基本规律0.5第二节DNA复制的酶学和拓扑学变化1.0第三节DNA生物合成过程1.5第四节逆转录和其他复制方式0.5第五节DNA损伤(突变)与修复0.5重点：1．遗传信息流向的中心法则。2．原核生物DNA半保留复制方式及相关酶系。难点：1．真核生物的DNA生物合成2．端粒和端粒酶教学内容：一、复制的基本规律1．半保留复制的实验依据及意义2．双向复制3．半不连续复制二、DNA复制的酶学和拓扑学变化1．复制的化学反应2．DNA聚合酶原核生物与真核生物的DNA聚合酶3．复制高保真性的酶学依据4．复制中的解链伴有DNA分子拓扑学变化解螺旋酶、拓扑酶、SSB。引物酶和引发体。5．DNA连接酶连接DNA双链中的单链缺口三、DNA生物合成过程1．原核生物的DNA生物合成复制的起始：DNA解成单链，引发体的形成；复制的延长：复制延长的生化过程，复制的半不连续性及冈崎片段；复制的终止：切除引物、填补空缺和连接切口。2．真核生物的DNA生物合成复制的起始与原核基本相似；复制的延长发生DNA聚合酶α/δ转换；复制的终止：端粒和端粒酶。四、逆转录和其他复制方式1．逆转录病毒的基因组是RNA，其复制方式是逆转录2．逆转录的发现发展了中心法则3．滚环复制和D环复制五、DNA损伤(突变)与修复1．突变的意义。2．引发突变的因素。3．突变分子改变的类型错配，缺失、插入和框移突变，重排。4．DNA损伤的修复：光修复、切除修复、重组修复、SOS修复。中、英文专业词汇：thecentraldogma中心法则semiconservativereplication半保留复制DNAdependentDNApolymerase依赖DNA的DNA聚合酶template模板primer引物KlenowfragmentKlenow片段mitochondriaDNA线粒体DNAexonuclease核酸外切酶incorporation掺入helicase解螺旋酶DNAtopoisomeraseDNA拓扑异构酶singlestrandedDNAbindingprotein单链DNA结合蛋白gyrase旋转酶primosome引发体primase引物酶DNAligaseDNA连接酶origin起始点bidirectionalreplication双向复制replicon复制子leadingstrand领头链laggingstrand随从链Okazakifragment冈崎片段rollingcirclereplication滚环复制telomerase端粒酶mutation突变dimer二聚体mismatch错配insertion插入rearrangement重排frame-shift框移突变pointmutation点突变deletion缺失1ightrepairing光修复excissionrepairing切除修复recombinationrepairing重组修复reversetranscriptase逆转录酶integration整合ribozyme核酶思考题：1．试简述DNA复制的特征和参与DNA复制的酶系。2．什么是逆转录？试简述逆转录的基本过程。3．试简述DNA突变的类型及DNA损伤的修复类型。参考书：1．JeremyM.Berg,JohnL.Tymoczko,LubertStryer.Biochemistry.6thed.NewYork:W.H.Freeman,2007.2．RobertH.GlewandMiriamD.Rosenthal.Clinicalstudiesinmedicalbiochemistry.3rded.NewYork:OxfordUniversityPress,2007.3．药立波，冯作化，周春燕。医学分子生物学。第三版，人民卫生出版社，2008。4．BenjaminLewin.GeneVIII.NewJersey:PearsonEducationInc,UpperSaddleRiver,2004.RNA的生物合成教学要求：1．掌握转录是RNA生物合成及信息流动的重要环节。2．掌握转录的特点及三类RNA转录后的加工。3．了解转录酶的特征。4．熟悉核酶及其功能。课时安排：总学时4.0第一节原核生物转录的模板和酶1.0第二节原核生物的转录过程1.0第三节真核生物RNA的生物合成1.0第四节真核生物RNA的加工1.0重点：1．原核生物转录的模板和酶2．原核生物的转录过程3．真核生物RNA的加工难点：真核生物mRNA的加工中内含子的剪接方式、mRNA编辑。教学内容：一、原核生物转录的模板和酶1．原核生物转录的模板2．RNA聚合酶全酶、核心酶3．RNA聚合酶结合到DNA的启动子上启动转录二、原核生物的转录过程1．转录起始转录起始复合物，开放转录复合体。2．原核生物转录延长时蛋白质的翻译也同时进行。3．转录终止依赖ρ因子、非依赖ρ因子两大类。三、真核生物RNA的生物合成1．真核生物有三种DNA依赖性RNA聚合酶2．转录起始需要启动子、RNA聚合酶和转录因子的参与3．真核生物转录延长过程中没有转录与翻译同步的现象4．真核生物转录终止和加尾修饰同时进行四、真核生物RNA的加工1．真核生物mRNA的加工首尾修饰及剪接、内含子的其它剪接方式及功能、断裂基因、mRNA编辑。2．真核前体rRNA的加工3．真核生物前体tRNA的加工包括把核苷酸的碱基修饰为稀有碱基。中、英文专业词汇：DNAdependentRNApolymerase依赖DNA的RNA聚合酶codingstrand编码链templatestrand模板链coreenzyme核心酶holoenzyme全酶operon操纵子promoter启动子PribnowboxPribnow盒transactingfactor反式作用因子transcriptionalfactor转录因子sternloop茎环hairpin发夹primarytranscripts初级转录产物post-transcriptionalmodification转录后修饰hetero-nuclearRNAhnRNAsmallnuclearRNAsnRNAsplitgene断裂基因exon外显子intron内含子selfsplicing自我剪接思考题：1．试比较原核生物与真核生物RNA聚合酶有何区别？2．试举例说明什么是mRNA编辑？3．试小结真核生物mRNA的加工过程。参考书：1．JeremyM.Berg,JohnL.Tymoczk