《分子系统生物学》教学大纲(本科).pdf

27 分子系统生物学 一、课程简介 细胞生物学（Cell Biology）是从细胞的显微、亚显微和分子三个水平研究细胞的结构、功能和各种生命规律的一门科学。生物化学（Biochemistry）是用化学的理论和方法研究生物体组成、结构、功能和生命过程中物质及能量变化规律的学科。分子生物学（Molecular Biology）是研究核酸、蛋白质等生物大分子的结构与功能，并从分子水平上阐明蛋白质与蛋白质、蛋白质与核酸之间的互作及基因表达调控机理的学科。分子系统生物学（Molecular System Biology）以基因组学、转录组学、蛋白质组学以及代谢组学等不同层次“组学”为基础，是研究一个生物系统中所有组成成分（DNA，RNA，蛋白质等）的变化规律以及在特定遗传或者环境条件下相互关系的学科。本课程的教学任务是使学生掌握细胞生物学、生物化学以及分子生物学学科的基本理论。本大纲提出的讲授内容要求为：从细胞生物学的基础知识出发，结合生物化学和分子生物学，以细胞的结构（微细结构、超微结构和分子结构）与功能（生物大分子的生命过程）及细胞的微细结构与生命活动关系为中心内容，突出三门学科交叉的特点，使学生能较深入地了解细胞生物学，并掌握基本分子生物学和生物化学只是。本大纲从教学实际出发，结合生物技术专业的特点，融合前沿知识，不仅使同学们掌握基础知识，也能够了解该课程在本专业的应用前景。二、理论教学内容 1.真核基因表达调控 掌握内容：基因表达调控的基本概念；真核基因表达调控特点；基因表达调控方式。了解内容：基因表达方式；基因表达调控的生物学意义；RNA与基因表达调控。2.表观遗传学 掌握内容：DNA甲基化定义；DNA甲基化作用机制；组蛋白修饰类型；组蛋白调控模式；DNA甲基化与组蛋白修饰之间的关系。了解内容：DNA甲基化异常与疾病关系。3.RNA沉默 掌握内容：RNA干扰的分子机制；RNA干扰的调控机制；miRNA调控机制。了解内容：非编码RNA类型；RNA干扰的生物学意义；miRNA调控异常与疾病关系。4.染色质可塑性与基因组稳定性 掌握内容：RNA干扰的分子机制；RNA干扰的调控机制；miRNA调控机制。了解内容：非编码RNA类型；RNA干扰的生物学意义；miRNA调控异常与疾病关系。5.DNA损伤与修复 掌握内容：DNA损伤修复的类型；DNA损伤修复的机制。了解内容：DNA损伤修复异常与疾病关系。6.翻译后水平的蛋白质修饰 掌握内容：蛋白质磷酸化概念；蛋白质磷酸化功能；蛋白质乙酰化概念；蛋白石泛素化概念。了解内容：组蛋白泛素化功能；蛋白质泛素化过程；乙酰化概念。7.细胞内囊泡运输 掌握内容：细胞内囊泡运输的过程；膜运输的分子机制；胞吐作用：从反面高尔基网到细胞外转运。了解内容：内质网经高尔基体的转运；蛋白质转运与阿尔兹海默病的关系。8.细胞内吞作用 掌握内容：胞吞作用的类型；胞吞作用的机制；胞吞作用与TGF-信号的关系。28 了解内容：胞膜窖介导的胞吞作用；胞吞作用与病毒侵染的关系。9.自吞噬的分子机制与功能 掌握内容：自吞噬的概念；自吞噬的核心分子构成原件；自吞噬生物学过程及调控过程。了解内容：自吞噬的生理功能及与疾病的关系。10.核膜结构、动态变化及其功能 掌握内容：核膜的基本结构和成分；核膜的功能；细胞骨架的结构及其分布；驱动蛋白。了解内容：核膜的动态变化；核膜与相关疾病；细胞质动力蛋白；马达蛋白与人类疾病。11.细胞粘附 掌握内容：选凝素的特性及功能；整合素的特性及功能；微丝骨架在细胞迁移的作用；整合素介导的粘附结构的装配和解聚。了解内容：细胞迁移的基本过程；Rho家族小GTO酶的调节。12.细胞信号转导 掌握内容：细胞信号转导的基本过程；细胞信号转导的参与蛋白。了解内容：多种疾病相关信号通路及其作用。13.细胞周期的调控 掌握内容：细胞周期调控的机制；细胞周期调控蛋白；周期蛋白依赖性激酶。了解内容：CDK抑制因子；转录因子E2F；细胞周期与心血管疾病。14.细胞周期检验点调控 掌握内容：细胞周期检控点作用分子机制；重要的细胞周期检控点。了解内容：细胞周期检控点与癌症的发生；细胞周期检控点蛋白质与细胞中其他生命过程的关系。15.细胞分裂期纺锤体的组装 掌握内容：有丝分裂纺锤体的分子构成；纺锤体自装配模型；染色体与微管结合的分子机制。了解内容：染色质构型对DNA复制起始的影响；DNA复制相关的细胞周期检控点。16.干细胞 掌握内容：胚胎干细胞的生物学特性；干细胞的基本生物学机制；干细胞与细胞衰老和凋亡。了解内容：成体组织干细胞；肿瘤与干细胞；肿瘤干细胞假说。17.细胞死亡的分子调控 掌握内容：不同细胞的程序化死亡形式；半胱氨酸蛋白酶家族；内源的细胞凋亡途径。了解内容：p53直接参与线粒体介导的细胞凋亡；MicroRNA与细胞程序化死亡。18.程序性细胞坏死 掌握内容：抑制线粒体呼吸引起细胞坏死；钙离子介导的细胞坏死；活性氧诱导的细胞坏死。了解内容：溶酶体蛋白酶和溶酶体；多细胞动物细胞坏死的生理功能相关性。三、参考资料 分子细胞生物学第二版.陈晔光、张传茂主编.清华大学出版社.2011年9月出版 医学细胞生物学第五版.陈誉华主编.人民卫生出版社.2013年3月出版 29 四、学时分配 序号 教学内容 参考学时 总学时 理论学时 实验学时 1 真核基因表达调控 4 4 0 2 表观遗传学 4 4 0 3 RNA 沉默 4 4 0 4 染色质可塑性与基因组稳定性 4 4 0 5 DNA 损伤与修复 4 4 0 6 翻译后水平的蛋白质修饰 4 4 0 7 细胞内囊泡运输 4 4 0 8 细胞内吞作用 4 4 0 9 自吞噬的分子机制与功能 4 4 0 10 核膜结构、动态变化及其功能 4 4 0 11 细胞粘附 4 4 0 12 细胞信号转导 4 4 0 13 细胞周期的调控 4 4 0 14 细胞周期检验点调控 4 4 0 15 细胞分裂期纺锤体的组装 4 4 0 16 干细胞 4 4 0 17 细胞死亡的分子调控 4 4 0 18 程序性细胞坏死 4 4 0 合计 72 72 0