DNA 分子为蛋白质生产提供信息,这对于维持生命的过程和细胞繁殖至关重要。就像一本书一样,DNA 具有可以分解成字母以传达特定指令的部分和代码。这些指令以信使 RNA (mRNA) 的语言编写,信使 RNA 与 DNA 结合以制作基因的 RNA 副本。mRNA 通过找到由氮碱基编码的起始点序列或“单词”来“读取”DNA。该过程被组织成基因,起始序列作为章节页面。然后,mRNA 链离开细胞核并前往细胞质,在那里通过涉及转移 RNA (tRNA) 分子的过程将其翻译成蛋白质。DNA 可以比作一个信息库,其中以编码格式存储蛋白质合成的指令。遗传物质被组织成称为基因的部分或“章节”,其中包含生产蛋白质的必要代码,这些蛋白质可执行维持生命的过程并为细胞繁殖提供必需的化合物。这些基因由氮碱基腺嘌呤 (A)、鸟嘌呤 (G)、胞嘧啶 (C) 和胸腺嘧啶 (T) 组成,它们按特定顺序排列,以传达特定的信息或指令。信使 RNA (mRNA) 分子读取此编码序列,然后形成 DNA 模板的互补碱基链。mRNA 包含“密码子”——编码氨基酸的三个核苷酸碱基——并进入细胞质,在那里通过结合转移 RNA (tRNA) 分子执行其指令。就像食谱包含制作食物的食谱一样,细胞的 DNA 是构建和维持生命的说明书,其遗传密码指导蛋白质的产生并促进基本细胞功能。
20 F 10-7-22 遗传密码和翻译 Wieczorek No Class M 10-10-22 秋季阅读日 21 W 10-12-22 原核生物基因表达的控制 Wieczorek 22 F 10-14-22 真核生物基因表达的控制 - I Wieczorek 23 M 10-17-22 真核生物基因表达的控制 - II Wieczorek 24 W 10-19-22 分子遗传分析 Wieczorek 25 F 10-21-22 基因治疗 Wieczorek 26 M 10-24-22 基因组学和蛋白质组学 Wieczorek 27 W 10-26-22 RNA 世界和进化遗传学 Wieczorek 28 F 10-28-22 综述维乔雷克29 男 10-31-22 考试 2 Wieczorek 30 周 11-2-22 癌症遗传学 Menon 31 女 11-4-22 癌症遗传学 Menon 32 男 11-7-22 表观遗传学 Menon 33 周 11-9-22 表观遗传学 Menon 无课程 F 11-11-22 退伍军人节 34 男 11-14-22 数量与群体遗传学 Menon 35 周 11-16-22 免疫遗传学 I Ifergan 36 女 11-18-22 免疫遗传学 II Ifergan 37 男 11-21-22 免疫遗传学 III Ifergan 无课程 W 11-23-22 感恩节 无课程 F 11-25-22 感恩节 38 男 11-28-21 CRISPR 和基因组编辑系统Menon 39 W 11-30-22 干细胞与再生医学 Menon 40 F 12-2-22 复习 Menon/Ifergan 41 TBD 考试 3 Menon
绝大多数生物体中的 DNA 是生命的分子蓝图。DNA 中以序列形式存在的遗传密码首先以 RNA 的形式复制,然后进一步翻译为蛋白质。蛋白质在细胞中发挥结构或生化功能。1953 年,JD Watson 和 FHC Crick 报道了 DNA 的分子结构 [1]。从那时起,科学家们就一直试图开发能够操纵细胞和生物体遗传物质的技术。随着我们从细菌等低等生物转向人类等高等生物,基因操作变得越来越复杂和难以实现。许多生物体已被证明在遗传上难以处理,因为在这些生物体中基因操作仍然难以实现。随着 RNA 引导的 CRISPR-Cas9 系统的发现,一种简单有效的基因组工程方法现已成为现实。这项技术的发展使科学家能够修改各种细胞和生物体中的 DNA 序列,从而有可能改变生命的密码。基因组操作不再是实验瓶颈。如今,CRISPR-Cas9 技术已广泛应用于基础科学、生物技术和未来疗法的开发 [2]。法国微生物学家、德国柏林马克斯·普朗克病原体科学中心主任 Emanuelle Charpentier 和美国生物化学家、美国加州大学伯克利分校教授兼霍华德·休斯医学研究所研究员 Jennifer A. Doudna 因开发出一种基因组编辑方法而共同获得了 2020 年诺贝尔化学奖。该基因组编辑工具来自对一种名为化脓性链球菌的人类病原体 CRISPR-Cas9 系统的研究。
摘要 自从真核生物线粒体中的双链 DNA 被发现以来,它就一直吸引着研究人员,因为它起源于细菌内共生,在编码呼吸复合体亚基方面发挥着关键作用,结构紧凑,并具有特殊的遗传机制。近几年来,高通量测序技术加速了线粒体基因组(线粒体基因组)的测序,并揭示了活体真核生物中组织、基因内容以及复制和转录模式的巨大多样性。一些早期分化的单细胞真核生物谱系保留了某些同源性和基因内容,类似于在 α-变形菌(推测的最接近的线粒体现存群)基因组中观察到的那些,而其他适应厌氧环境的谱系则大幅减少甚至失去了线粒体基因组。在真核生物的三个主要多细胞谱系中,线粒体基因组经历了不同的进化轨迹,其中选择了不同类型的分子(环状与线性、单部分与多部分)、基因结构(有或没有自剪接内含子)、基因内容、基因顺序、遗传密码和转移 RNA 编辑机制。动物进化出了一个相当紧凑的线粒体基因组,长度在 11 到 50 Kb 之间,并且在两侧对称动物中基因内容高度保守,而植物的线粒体基因组较大,为 66 Kb 到 11.3 Mb,具有易于重组的大量基因间重复,真菌的线粒体基因组的大小介于 12 到 236 Kb 之间。
本文尝试从量子透视模型的角度,将法拉第常数用化学核苷酸碱基(AT、G、C和U)表示。首先,将逗号后的法拉第常数的准确值排列成双数(0,96,48,53,32,12,33,10,01,84×10 5 C∙mol −1 )。其次,将这一对十进制数转换成二进制数。第三,在完成这些数的转换过程之后,再将二进制数转换成十进制数。第四,对这些十进制数分别求和。第五,将上述加法过程的总和对应到遗传密码[腺嘌呤(A)、胸腺嘧啶(T)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)]。第六,此转换的结果大致对应于尿嘧啶(U)和鸟嘌呤(G)核苷酸碱基,即数字“64”相当于尿嘧啶(U)核苷酸碱基,而近似数字“79”相当于鸟嘌呤(G)核苷酸碱基。第七,将[尿嘧啶(U)和鸟嘌呤(G)]核苷酸碱基转换为[“AG”腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G)]后,此结果不仅与电化学中法拉第常数之间的联系有意义,而且与量子物理学中叠加态对偶位置之间的联系也有意义。第八,在NCBI(美国国家生物技术信息中心)数据库中搜索[“AG”腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G)]序列后,NCBI的搜索结果与家蚕(Bombyx Mori)基因序列“AGAAAAAGGA”相似。它们是具有该序列的蚕遗传学和丝茧膜 (SCM) 基因工程可能性的非常有趣的特定模型生物。第九,这种复杂的天然蛋白质纤维膜由于具有良好的电导性而受到研究界的极大关注。最后,本文不仅揭示了法拉第常数之间的关系
1 医学生物学作为一门科学,是生物学和遗传学史上的标志 2 细胞和人体的化学组成。生物分子中的化学键 3 生物聚合物、一般结构、脂质、多糖 4 蛋白质结构 5 蛋白质功能 6 原核细胞和真核细胞的结构 7 生物膜(结构、功能) 8 膜蛋白和膜转运 9 细胞器(概述、结构、功能) 10 细胞骨架系统 - 概述、中间丝 11 细胞骨架系统 - 微管、微丝 12 导致发现 DNA 作为遗传信息载体的实验 13 核酸结构 14 原核生物和真核生物基因组(特征和差异) 15 人类基因组的结构(组蛋白、核小体、染色质) 16 线粒体基因组 17 DNA 复制 18 原核生物和真核生物中 DNA 复制的比较 19 DNA 损伤的类型及其原因 20 DNA 修复机制(NER、BER、错配修复 21 DNA 双链断裂修复 22 染色体不稳定性和非整倍性 23 分子生物学的中心法则,原核和真核基因 24 RNA 分子的类型和转录的一般特征 25 原核生物的转录 26 真核生物的转录 27 真核生物的转录后修饰 28 RNA 编辑和逆转录 29 遗传密码 30 tRNA 和氨酰基-tRNA 合成酶,核糖体结构 31 翻译 32 翻译后修饰 33 蛋白质折叠和蛋白质降解,蛋白质分选 34 原核生物基因表达调控-操纵子模型,示例 35 真核生物基因表达调控(概述) 36 转录水平的调控,转录因子 37 转录后水平的表达调控(从细胞核输出,mRNA退化,非
学分的课程标题硕士(AG)在遗传学和植物育种(GPB)中*强制性的主要课程课程代码课程学分gpb 501*遗传学原理3(2+1)GPB 502*植物育种原理3(2+1)GPB 503* GPB 503*定量遗传学3(2+1)GPB 505原理的基本原理3(2+1)分子育种和生物信息学3(2+1)GPB 516抗应激性和气候变化的繁殖3(2+1)GPB 517种质特征和评估2(1+1)GPB 518遗传增强PGR利用率2(1+1)课程标题:遗传学原理* II。课程代码:GPB 501 III。学时:3(2+1)iv。为什么要这门课程?基因是所有作物改善活动的骨干。它们的化学结构和物理遗传对于任何育种计划都是关键的。因此,它必须是遗传学和植物育种硕士学位的核心课程。V.本课程的目的本课程旨在了解遗传特征继承的基本概念,帮助学生发展从经典到分子遗传学的分析,定量和解决问题的技能。vi。理论单位I的遗传学开始,遗产的早期概念,门德尔定律;讨论孟德尔的论文,染色体的遗传理论;多个等位基因,基因相互作用,性别确定,分化和性别链接,受性别影响和性别限制的特征;连锁检测,估计;真核生物,体细胞遗传学,额外的染色体遗传的重组和遗传图。II单元Mendelian人群,随机交配人群,基因和基因型的频率,变化的原因:Hardy-Weinberg平衡。第三单元的性质,结构和遗传物质的复制;染色体中的DNA组织,遗传密码;蛋白质生物合成,遗传细胞分析,等位基因互补,分裂基因,重叠基因,假基因,癌基因,
摘要:CRISPR-Cas9 正在彻底改变我们开展科学研究、治疗疾病和开发新作物的方式。这种基因组编辑技术的广泛影响使得本科生了解和使用这种新工具至关重要。在本文中,我们描述了一个为期数周的实验室模块,该模块教本科生如何设计 CRISPR-Cas9 构建体并筛选 CRISPR 修饰的基因型。该模块通过独立研究的视角进行;学生进行基因型筛选以寻找新的敲除突变。在我们的模块中,学生筛选玉米幼苗中的 MAD2 基因突变,这有助于我们正在进行的减数分裂染色体分离研究。该模块可以调整以敲除任何生物体中的任何基因,从而与教师的研究计划保持一致。参与原创研究有助于本科生在实验室中培养独立性和主动性以及 CRISPR-Cas9 的分子技术。关键词:CRISPR-Cas9、sgRNA、载体、基因型筛选 简介 革命性的基因组编辑技术 CRISPR-Cas9 正在改变我们的世界,为科学研究、医学和农业提供新工具。CRISPR-Cas9 的先驱者最近因其影响而获得诺贝尔奖(Ioannidis 等人,2020 年)。CRISPR 的强大之处在于它的精确度;与之前的技术不同,CRISPR 能够在基因组中的特定位置直接编辑遗传密码。凭借这种精确度,科学家可以删除、插入或修改任何生物体中的任何基因。这种强大的工具现已成为科学实验分子工具包中的标准工具(Adli,2018 年)。对于考虑从事生物科学职业的学生来说,使用 CRISPR 的能力至关重要。但是,了解这项技术可以让所有学生,无论职业道路如何,参与有关其道德用途的知情讨论。本文介绍了一个为期 5-6 周的实验室模块,通过让本科生参与一个新的研究项目来教他们如何使用 CRISPR。该模块分为五个单元,每个单元可以在一个 2-3 小时的实验部分中完成(表 1)。
单元-I复制第1章:开花植物的有性繁殖;男女配子体的发展;授粉 - 类型,机构和例子;繁殖装置;花粉 - 杆子相互作用;双重施肥;施肥事件事件 - 胚乳和胚胎的发展,种子的发展和果实的形成;特殊模式 - pomixis,parthenocarpy,polyembryony;种子分散和果实形成的意义。第2章:人类繁殖男性和女性生殖系统;睾丸和卵巢的微观解剖学;配子发生 - 植物发生和卵子发生;月经周期;受精,胚胎发育直至胚泡形成,植入;怀孕和胎盘形成(基本思想);分娩(基本思想);哺乳(基本思想)。第3章:生殖健康需求生殖健康和预防性传播疾病(STD);节育 - 妊娠的需求和方法,避孕和医疗终止(MTP);羊膜穿刺术;不育和辅助生殖技术-IVF,ZIFT,礼物(一般意识的基本思想)。第5章:遗传搜索遗传物质和DNA作为遗传物质的分子基础; DNA和RNA的结构; DNA包装; DNA复制;中央教条;转录,遗传密码,翻译;基因表达和调节-Lac操纵子;基因组,人类和水稻基因组项目; DNA指纹。单位-III:生物学与人类福利单元II遗传学和演变第4章:遗传和变异遗传和变异的原理:Mendelian继承;偏离孟德尔主义 - 不完全的优势,共同主导,多个等位基因和血型的继承,多效性;多基因继承的基本思想;继承理论;染色体和基因;性别决定 - 在人类,鸟类和蜜蜂中;连锁和交叉;性别联系的继承 - 血友病,色盲;人类中的孟德尔疾病 - 丘脑贫血;人类的染色体疾病;唐的综合症,特纳和克莱恩·费尔特的综合症。第6章:生命的进化起源;生物进化的生物进化和证据(古生物学,比较解剖学,胚胎学和分子证据);达尔文的贡献,现代的综合进化论;进化的机制 - 变异(突变和重组)和自然选择,示例,自然选择的类型;基因流和遗传漂移;哈迪 - 温伯格的原则;自适应辐射;人类进化。
主题:生物学第一部分 - 生物化学,细胞生物学和活生生,pH和缓冲。氨基酸,蛋白质和蛋白质组学。酶。生物能学。糖酵解。发酵。糖酮发生。糖原的合成和降解。克雷布斯周期。呼吸链和氧化磷酸化。脂质代谢。氨基酸代谢。整合和代谢调节。起源,原核生物和真核细胞的成分和一般特征。化学成分:化学物质维持稳态的功能重要性。动物和植物细胞:组织,代谢,功能以及细胞结构与细胞器之间的相互作用。细胞繁殖:有丝分裂和减数分裂。一般特征。各种生物:五个王国的分类系统,分类类别,物种概念和命名法规则。主要群体的一般特征:病毒,莫奈托,原生物,真菌,植物学和动物II部分 - 组织学,解剖学以及动物以及植物生理学结构和功能概念。组织的胚胎起源。生物的内部和外部解剖学。人类解剖学。生物的比较解剖学。动物和植物组织的主要类型,特征和功能。器官和系统。呼吸和气态交流。循环:气体和养分的运输。营养:营养,消化和吸收;疾病故障。排泄。支持和运动系统。整合机制:神经和内分泌;神经生物学:神经解剖学,神经化学和神经生理学。对环境刺激的反应。繁殖:无性和性。防御系统:细胞和体液免疫机制。先天和获得的免疫力。疫苗,单克隆抗体和免疫诊断。第三部分 - 分子生物学,遗传学和进化基本概念:术语,交叉和概率。mendelism and Neomendelism:单声道和二元主义,polylia,基因相互作用和性遗传。染色体异常。多倍肌,非整倍体,多态性和行为遗传学。细胞遗传学基本原理:遗传密码,基因和染色体。基因工程的概念:克隆,聚合酶链反应(PCR),CRISPR技术,转基因生物,分子诊断和基因治疗。主要理论和进化过程的证据。进化机制。遗传变异性的来源:突变和基因重组。统一漂移,地理障碍,杂交,表观遗传学,自然和人工选择。基因组,转录瘤,基因比对,分子进化。