医学分子生物学新版教学大纲

《医学分子生物学》新版教学大纲教材：伍星欣等主编《医学分子生物学原理与方法》，科学出版社，2000年版教学对象：医学研究生第一章绪论一、医学分子生物学的概念和性质熟悉医学分子生物学的定义和性质。了解医学分子生物学的内容体系、简史和发展趋势。第二章有机体、染色体、基因组与基因一、有机体熟悉原核生物、真核生物的概念，熟悉原核生物与真核生物的结构特征，以及两者的比较。熟悉病毒的概念及特点。了解三界系统进化树。二、染色质与染色体熟悉细胞周期的概念及含义。（一）染色质。掌握染色质的概念、基本组成和基本结构。熟悉染色质中组蛋白及非组蛋白的作用。了解常染色质、异染色质的特点。（二）染色体。掌握染色体的概念及其种特异性。熟悉染色体的结构。（三）端粒及端粒酶。掌握端粒的概念、组成特点及作用；熟悉端粒酶的概念、组成及作用要点。三、基因组与基因掌握基因与基因组的概念。（一）原核生物基因组。掌握原核生物基因组的五大特点；熟悉质粒的概念、分类及主要特性；熟悉转位因子的概念、了解常见的细菌转位因子。（二）真核生物基因组。掌握真核生物基因组的一般特点。掌握人类基因组的特点（包括一般情况、各种重复顺序及各种基因多态性）。了解人类基因组计划（HGP）。（三）DNA芯片及DNA微阵列。熟悉DNA芯片及DNA微阵列的概念、基本原理；了解其制作、检测及在医学上的应用。第三章生物大分子（I）——核酸熟悉生物大分子的概念。一、核酸的分子结构掌握核酸的分类及重要功能。（一）核酸的组成。掌握参与核酸化学组成的磷酸、戊糖、各种碱基的名称及符号。掌握核苷、核苷酸的概念、组成及命名。掌握多核苷酸的概念；掌握多核苷酸链的概念、主侧链及书写规则。（二）DNA的结构和性质。掌握DNA一级结构的概念及其重要性。熟悉Chargaff规则。掌握DNA二级结构（WatsonandCrick结构模型）的要点。了解其它形式的DNA二级结构。熟悉环状DNA及线状DNA的三级结构要点。掌握DNA变性与复性的概念及表现。掌握Tm的概念及主要影响因素。（三）RNA的结构及其特点。掌握RNA的结构特点（RNA-DNA对比）。掌握RNA常见种类。掌握三类胞质RNA（tRNA,mRNA,rRNA）的特点及其主要功能。熟悉多种胞质RNA（nRNA）。掌握RNA一级结构的概念与特点。掌握RNA一级结构与功能的关系。掌握RNA二级结构的一般特点及tRNA的三叶草结构。熟悉tRNA的三级结构（倒L型）。二、核酸的生物合成（一）DNA的生物合成(复制)。掌握DNA复制的概念及主要特点。掌握半保留复制的概念及重要性。掌握半不连续复制的概念及机理。熟悉复制叉、岗崎片段、领头链、随从链的概念。熟悉DNA复制体系及其主要过程。熟悉DNA复制的特殊规律。掌握逆转录的概念。（二）RNA的生物合成(转录)。掌握RNA生物合成的三种形式。掌握转录的概念、重要物质基础（DDRP、启动子、增强子、转录子等）。掌握原核转录的特点。熟悉转录的主要过程。熟悉原核转录与真核转录的主要差别。了解转录后的加工要点。熟悉RNA复制的概念并了解其实例。熟悉RNA转录的概念并了解其实例。三、RNA的酶活性和反义RNA（一）核酶——具有催化活性的RNA。掌握核酶的概念，熟悉核酶的特点。了解核酶的分类及其作用机理。熟悉核酶的二级结构要点。了解核酶的应用前景。（二）反义RNA。掌握反义RNA的概念及主要作用环节。了解反义RNA的结构要点(核苷酸组成，茎环结构和感受信号区)；熟悉反义RNA的功能。了解原核生物的反义RNA调节。了解天然真核反义RNA系统。了解几种人工合成的反义RNA。了解反义RNA的应用前景。第四章生物大分子（Ⅱ）——蛋白质一、蛋白质的基本组成与生物合成（一）蛋白质的元素组成。掌握蛋白质的元素组成特点（二）蛋白质的基本组成单位——氨基酸。掌握蛋白质的分子组成（氨基酸），熟悉氨基酸的分类，掌握氨基酸的三字缩写符号和重要氨基酸的侧链功能基因。（三）肽键与肽单元。掌握肽键和肽单元的概念，了解肽单元及肽链形成的结构特点。（四）蛋白质的生物合成。蛋白质生物合成是以mRNA为模板，以各种氨基酰一tRNA作为原料在核蛋白体上合成蛋白质多肽链的过程。掌握蛋白质生物合成（翻译）的概念，熟悉核糖体循环的基本过程及步骤。了解蛋白质翻译后的加工概况及分子伴侣的概念。二、蛋白质的结构层次（一）蛋白质的一级结构。掌握蛋白质一级结构概念，熟悉一级结构与蛋白质构象和功能的关系。（二）蛋白质的二级结构。掌握二级结构的概念及二级结构几种形式和维持二级结构的主要化学键。了解超二级结构及结构域。（三）蛋白质三级结构。掌握蛋白质三级结构的概念、维系三级结构的主要化学键。了解所有蛋白质都有三级结构，但并不是具有三级结构的蛋白质都有其生物活性的含义。（四）蛋白质的四级结构。掌握蛋白质四级结构的概念，亚基的概念。熟悉由两条或两条以上多肽链构成的蛋白质都不一定有四级结构的含义。（五）了解球状蛋白质构象的运动。三、蛋白质的功能体系了解蛋白质在机体中起生物活性作用的各种功能体系。四、蛋白质工程熟悉蛋白质工程的概念、基本步骤及其研究热点，了解蛋白质工程的发展前景。第五章基因表达的调控掌握基因表达的概念。一、原核生物基因表达的调控（一）转录水平的调控。了解σ因子与启动子相互作用调节转录起始的概况。掌握操纵子的概念。以乳糖操纵子为例熟悉操纵子的基本结构及调控过程。了解阿拉伯糖操纵子的调控概况。（二）翻译水平的调控。了解RNA聚合酶活性、位点特异性倒位、小分子RNA及mRNA稳定性对翻译水平调控概况。二、真核生物基因表达调控(一)基因表达调控信号。了解激素、蛋白质因子、外界环境因素对基因表达的调控作用。(二)基因表达调控的水平。了解基因表达调控的各种水平(转录，转录后，翻译、翻译后)。（三）转录水平的调控。掌握顺式作用元件、启动子、增强子的概念，熟悉增强子的特点，了解各种元件的概况。掌握反式作用因子的概念，熟悉反式作用因子的作用特点和规律，了解各种反式作用因子的概况。（四）转录后水平的调控。熟悉转录后mRNA的各种加工对基因表达调控的作用，熟悉内含子的概念及内含子的三类剪接方式，了解内含子和外显子的选择剪接，了解mRNA运输调控概况。（五）翻译水平的调控。了解翻译水平的调控概况。（六）蛋白质加工对翻译的调控。了解蛋白质加工对翻译的调控概况。第六章分子克隆掌握分子克隆(基因工程、DNA重组技术)的概念，熟悉其意义；了解克隆及其与分子克隆的关系。一、分子克隆中常用工具酶熟悉分子克隆中常用的工具酶的种类（限制性核酸内切酶、DNA聚合酶、DNA连接酶、反（逆）转录酶、末端转移酶、碱性磷酸酶、依赖于DNA的RNA聚合酶）。（一）限制性内切酶。了解限制性核酸内切酶(限制酶)的分类，熟悉其作用特点，了解具实际应用价值的Ⅱ型酶，了解命名原则，熟悉限制酶的应用及注意事项。（二）其他工具酶。熟悉DNA连接酶的功能及常用的种类、DNA聚合酶的功能，了解大肠杆菌DNA聚合酶I、Klenow片段及其应用，了解末端脱氧核糖核酸转移酶，逆转录酶，碱性磷酸酶的作用。二、分子克隆常用的载体掌握载体的概念及具备的条件；熟悉载体的种类；熟悉质粒载体的概念、特点及重要代表；熟悉入噬菌体载体的重要特点。了解M13噬菌体。熟悉真核病毒载体的常用种类（反转录病毒载体、SV40病毒载体、昆虫病毒载体），了解其特点，了解酵母人工染色体载体。三、目的基因的分离与制备熟悉目的基因的几种常用制备途径。了解其筛选方法。掌握基因组文库、cDNA文库的概念。四、目的基因与载体体外重组熟悉几种常用DNA分子连接方法的种类；了解粘性末端连接法，平头末端直接连接法，人工接头法，同聚物接尾法；了解定向克隆及其原理。五、重组子导入宿主细胞掌握转化、转导、感受态细胞、体外包装等概念。熟悉重组分子的转化与转导的基本原理及转化、转导的一般程序。六、阳性重组子的筛选和鉴定熟悉阳性重组体筛选方法的种类及其基本原理、鉴定方法。第七章克隆基因的表达掌握基因表达的概念，克隆基因表达的基本条件（表达载体及相应的宿主细胞），表达载体的要求；常用的表达系统。一、外源基因在原核细胞中的表达熟悉外源基因表达常用的原核表达体系，了解原核表达系统的基本条件，原核表达载体的基本要求，熟悉主要的表达调控原件（启动子和操纵子、SD序列、终止子等），熟悉融合蛋白、非融合蛋白、分泌型表达蛋白的形成及包含体的概念，了解真核基因在原核细胞中表达的问题及可能的解决措施。二、外源基因在真核细胞中的表达了解外源基因在真核细胞中表达常用的表达系统，哺乳动物细胞表达载体结构组成及特点；常用的遗传选择标记（胸苷激酶基因选择系统，新霉素抗性选择系统）；外源基因导入哺乳动物细胞的几种常用方法（磷酸钙转染法，脂质体转染法、显微注射法电穿孔转染法）；了解外源基因在真核细胞中的表达方式及表达产物的检测方法。第八章核酸分子杂交核酸分子杂交技术是现代分子生物学和基因工程中最基本和重要的技术之一。要求熟悉其应用范围。一、核酸分子杂交的基本原理掌握核酸杂交基本原理，DNA变性、复性、Tm含义。熟悉变性过程及种类，GC含量与Tm关系。了解影响复性的因素。二、核酸探针掌握探针概念。熟悉探针的来源，选择探针的基本原则，寡核苷酸探针的选择要求，探针的同位素标记及非同位素标记的特点及种类。了解探针的放射性同位素标记及非同位素标记探针的杂交信号检测方法。三、核酸探针的标记熟悉几种放射性标记方法的基本原理（DNA的缺口平移标记法、随机引物标记法、DNA的5’末端标记法、DNA的3’末端标记法）；了解两种非同位素标记（生物素标记、半抗原地高辛配基标记）四、基因组DNA的Southern杂交分析熟悉Southern杂交分析的用途，Southern转印的基本原理（毛细管转移），了解电转移、真空转移的一般特点。五、Northern杂交和RNA斑点杂交及其它杂交技术熟悉核酸分子杂交种类，NorthernB1ot，DotB1ot过程，SouthernB1ot与NorthernB1ot的区别。了解影响杂交反应的因素，各种杂交条件的选择。熟悉细胞内原位杂交基本原理及要点。第九章PCR技术及其在医学上的应用PCR技术是分子生物学研究中方法学上的一次革命。了解其创建及发展过程。一、PCR原理与特点掌握PCR原理，PCR过程。熟悉PCR特点。了解PCR扩增倍数，扩增效率，PCR产物长度的限定平台效应。二、PCR系统的组成及PCR最适条件掌握PCR系统组成。熟悉TaqDNA聚合酶的功能及特点；PCR中引物，dNTP的常用浓度范围，引物的设计原则；PCR缓冲系统的组成及各成分的作用，最适浓度。了解模板DNA来源，要求、用量及抽提处理方法；PCR循环次数的确定，PCR中易发生问题及解决方法。三、PCR技术的发展与应用熟悉PCR技术衍生出来的PCR相关技术种类。了解各种PCR衍生技术的原理、特点及适用范围。四、PCR技术在医学上的应用熟悉PCR技术在医学上的应用范围。了解PCR在感染性疾病病原体的诊断及研究、遗传相关基因的检测，恶性肿瘤的诊断与研究，法医学研究，人类遗传多态性研究等有关方面的现状及具体应用实例。第十章基因诊断与基因治疗一、基因诊断掌握基因诊断的概念及其应用范围。(一)单基因遗传病的基因诊断。熟悉遗传病的概念及其类型，熟悉单基因遗传病的共同特点，熟悉限制性酶谱分析法、斑点印迹杂交法和PCR分析法用于遗传病基因诊断的基本原理。了解这些方法用于遗传病诊断的例子。（二）多基因疾病的基因定位。了解基因定位一般常用的遗传学分析方法。（三）恶性肿瘤的基因分析。了解肿瘤基因分析的实际应用范畴。恶性肿瘤基因分析常用的一般方法及其适用范围。（四）疾病相关基因的研究策略和方法。了解疾病相关基因的研究策略，一般研究方法及其原理。二、基因治疗(一)基因治疗的定义与类型。掌握基因治疗及基因疗法的概念。掌握基因治疗措施的四大策略，掌握基因治疗的两大类型。熟悉生殖细胞基因治疗的优点及技术上的困难。了解体细胞基因治疗。(二)基因治疗的程序：熟悉基因治疗的基本程序。了解其实施方法。(三)基因治疗的目