Программа составлена в соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования по специальности «Физика»
Одобрено на заседании кафедры Зав. кафедрой биофизики МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА БИОФИЗИКИ
В. А. Кратасюк ______________ «___»________________2002 г. УДК 577.3.001.57 Автор-составитель: А.В. Брильков
Избранные главы биофизики: Рабоч. программа дисциплины. Красноярск: РИО КрасГУ, 2002. - 5 с. (экспресс-издание). ИЗБРАННЫЕ ГЛАВЫ БИОФИЗИКИ Рабочая программа дисциплины
Предназначена для специальности 010400 «Биофизика» очной формы обучения.
«Физика» специализации 010415
для специальности 010400 «Физика» специализации 010415 «Биофизика» очной формы обучения
КрасГУ, 2002
Красноярск 2002
2
I. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ Цель курса: Изучение основ регуляции метаболических процессов в клетках про- и эукариотных организмов, включая основы мембранной энергетики и генетические механизмы регуляции метаболических путей. Задачи курса: Дать необходимый объем знаний в области количественной теории метаболического контроля и ее приложений на молекулярном, клеточном и организменном уровнях. Место курса в системе естественнонаучного специального образования: Регуляция метаболизма в клетке является специальным разделом общего курса биофизики, интегрирующим знания, полученные студентами в курсах других спецдисциплин: биохимии, физхимии, молекулярной биологии и др. Требования к уровню освоения содержания курса: дипломированный специалист в области биофизики и физической экологии должен знать основные механизмы регуляции метаболических путей, хорошо разбираться в основах мембранной биоэнергетики, иметь представление об особенностях регуляции экспрессии генов про- и эукариот. II. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА Введение в количественную теорию контроля метаболизма. Коэффициенты управления фермента относительно потока, метаболита. Коэффициенты эластичности фермента. Теоремы суммирования. Равновесное, неравновесное и стационарное состояние применительно к метаболическим путям. Идентификация неравновесных реакций и регуляторных ферментов. Основные механизмы регуляции метаболических путей. Регуляция ферментативной активности. Кооперативные свойства ферментов. Гемоглобин, миоглобин. Модели равновесного связывания Хилла, Адайра. Равновесные модели сигмоидной зависимости. Последовательная модель Кошланда-Немети-Филмера. Симметричная модель Моно-Уаймена-Шанже. Кинетические модели сигмоидной зависимости Рэбина и Фердинанда. Мультидоменная организация ферментов. Роль доменной организации ферментов в осуществлении аллостерической регуляции. Генетические механизмы регуляции метаболических путей. Индукция и репрессия синтеза ферментов. РНК-полимераза и регуляция транскрипции генов у бактерий. Роль цАМФ в регуляции клеточного метаболизма. Особенности регуляции экспрессии генов эукариот. Регуляторные последовательности эукариотного генома. Гормональная регуляция экспрессии генов. Гормональные 3
индукторы процессов транскрипции и синтеза белка в клетках-мишенях. Регуляция клеточного деления у одноклеточных и многоклеточных организмов. Клеточный цикл. Гены "социального контроля" клеточного деления. Онкогены. Генетическая рекомбинация. Вирусы, плазмиды, транспозоны. Молекулярные основы патогенности ВИЧ. Регуляция энергетического обмена в клетке. Катаболитная репрессия у бактерий. Регуляция углеводного обмена в клетках эукариот. Мембранная биоэнергетика. Регуляторные механизмы в фотосинтетическом и окислительном фосфорилировании. III. ФОРМЫ КОНТРОЛЯ Контрольные работы проводятся по каждой теме. Итоговый контроль для специализации «Биофизика» - зачет. IV. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КУРСА Список литературы Основная литература 1. Холоденко Б. Современная теория контроля метаболизма.- М.: ВИНИТИ, 1991. 2. Северин Е.С. Избирательная регуляция клеточного метаболизма. - М.: Наука, 1991. 3. Ельская А.В. и др. Регуляция биосинтеза белка у эукариот. - Киев: Наук. думка, 1990. 4. Ньюсхолм Э., Старт К. Регуляция метаболизма. - М.: Мир,1977. 5. Киселев Л.Л., Фаворова О.О., Лаврик О.И. Биосинтез белков от аминокислот до аминоацил-тРНК. - М.: Наука, 1984. 6. Мертвецов Н.П. Гормональная регуляция экспрессии генов. - М.: Наука, 1986. 7. Наградова Н.К., Муронец В.И. Мультидоменная организация ферментов. - Итоги науки и техники. Сер. Биол. химия. - Т. 38. - М.: ВИНИТИ, 1991. 8. Албертс Б., Брей Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки. - М.: Мир, 1994. - Т. 1-3. 9. Скулачев В.П. Энергетика биологических мембран. - М.: Наука, 1989. Дополнительная литература 1. Коэн С. Аллостерические ферменты. - М.: Мир, 1986. 2. Келети Т. Основы ферментативной кинетики. - М.: Мир, 1990. 3. Георгиев Г.П. Гены высших организмов и их экспрессия. - М.: Наука, 1989. 4. Гавриленко В.Ф., Гусев М.В., и др. Избранные главы физиологии растений. - М.: Из-во МГУ, 1986. 5. Рэкер Э. Биоэнергетические механизмы: новые взгляды. - М.: Мир, 1979.
4
Избранные главы биофизики Составитель: Анатолий Васильевич Брильков Редактор А.А. Назимова Корректура автора
Подписано в печать 21.01.2003 Тиражируется на электронных носителях Заказ 209 Дата выхода 22.01.2003 Адрес в Internet: www.lan.krasu.ru/studies/editions.asp Отдел информационных ресурсов управления информатизации КрасГУ 660041 г. Красноярск, пр. Свободный, 79, ауд. 22-05, e-mail:
[email protected]
Издательский центр Красноярского государственного университета 660041 г. Красноярск, пр. Свободный, 79, e-mail:
[email protected]
5
