برنامه درسی

مباحث پیشرفته در بیوشیمی پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک

2 واحد درس به شرح ذیل تدریس می گردد:

¹مقدمه ای بر ساختار و عمل پروتئین ها، انواع و طبقه بندی، ^{2, 3, 4}سطوح ساختاری مختلف پروتئین ها (انواع و پایداری آنها)، مفاهیم موتیف و دومین های پروتئینی، فرق بین آنها، ^{5, 6, 7}انواع موتیف های پروتئینی شامل سکانسی  و ساختاری  همراه با مثال های مربوطه، انواع متیف های آلفا و بتا  و نقش آنها شامل Beta hairpin، Greek key، Omega loop،  HTH،HLH  ، Zinc finger (انواع و زیرمجموعه ها)، Leu Zipper ، Nest ، Niche،  Beta-Alpha-Beta،  Beta Minder، Beta barrel، Beta propellers، Psi loop، Beta helix، انواع موتیف های HMG، موتیف SPKK، دومین ها و انواع، ^{8, 9, 10}تغییرات ساختاری پروتئین ها از طریق اتصالات کوچک شامل انواع متیلاسیون و آستیلاسیون، تغییرات ساختاری پروتئین ها از طریق اتصالات بزرگ شامل انواع گلیکوزیلاسیون، اوبی کوئیناسیون، انواع آسیلاسیون، ADP- ریبوزیلاسیون، ^{11, 12}تغییرات ساختاری پروتئین ها از طریق پایه های پیوندی (انواع و کاربردها)، ¹³ ساختار اسیدهای نوکلئیک شامل DNA و RNA ، ¹⁴برهمکنش پروتئین با پروتئین و انواع موتیف های اتصالی، ¹⁵برهمکنش پروتئین با DNA و انواع موتیف های اتصالی، ¹⁶برهمکنش پروتئین با RNA و انواع موتیف های اتصالی.

روش های استخراج و شناسایی ماکرومولکول های زیستی

1 واحد از 2 واحد درس به شرح ذیل تدریس می گردد:

¹مقدمه ای بر روش های مختلف استخراج و شناسایی ماکرومولکولها، هموژناسیون  (Homogenation) بافت های مختلف (میکروب، بافتهای گیاهی و جانوری)، ²انواع، مزایا و معایب، جزء به جزء کردن  (Fractionation) اجزای سلولی، مفهوم جداسازی و تخلیص (Purification)، ³محلولها و واحدها، ساخت و نحو ه تهیه انواع محلول ها، محاسبه pH بهمراه مثالها و مسائل، ⁴جداسازی ترکیبات از طریق توزیع بین فازهای آلی و آبی، حلالیت و رسوب دهی نمکی (Salting in / Salting out)،  حلالیت و رسوب دهی توسط حلال های آلی، سانتریفیوژ کردن (شامل اصول، فرمول ها، انواع و کاربردها)، ⁵کروماتوگرافی(شامل اصول، مفهوم ثابت تفکیک(Partition coefficient)، توزیع مولکولی و عوامل موثر برآن (Diffusion effect)، ظرفیت و کارایی (Efficiency)، آشنایی با مفاهیم Retention Time (T) و Retention Volume (V) ، آشنایی با RF (retardation factor)، انواع کروماتوگرافی شامل: فیلتراسیون ژلی (size exclusion chr.) ( اصول، اساس، بسترها، روش ها و کاربردها)، ⁶کروماتوگرافی تعویض یونی ( اصول، اساس، بسترها، روش ها و کاربردها)، روش های بازسازی ستون (Regeneration)، کروماتوگرافی تمایلی ( اصول، اساس، بسترها، روش ها و کاربردها و انواع)، ⁷ HPLC ( اصول، اساس، انواع فازها و تفکیک)، مقایسه با کروماتوگرافی معمولی، FPLC ( اصول، اساس، انواع تفکیک)، کروماتوگرافی های کاغذی و لایه نازک (اساس و نحوه کار) و ... ⁸الکتروفورز (اصول و اساس و انواع شامل PAGE معمولی، SDS-PAGE، IEF (ایزوالکتریک فوکوسینگ)، الکتروفورز دو بعدی (Two dimensional)، ⁹روش های بلاتینگ شامل Western، Southern و Northern

مهندسی پروتئین و پروتئومیکس

2 واحد درس به شرح ذیل تدریس می گردد:

¹معرفی، اهداف، روش های ایجاد تغییر، روش های تولید، ²اطلاعات لازم برای مهندسی پروتئین، ³کاربردهای ویژه، انواع و مثال ها، ⁴روش ها و استراتژی های مهندسی پروتئین، طراحی از نو (denovo)، طراحی کلاسیک هدفمند (Rational)، تکامل هدایت شده (directed evolution)، Site-directed mutagenesis شامل Primer extension، Overlap extension، Whole plasmid single round PCR، Peptidomimetics، Invitro protein evolution systems، Designed divergent evolution، DNA shuffling، ⁵روش های غربالگری سلول های بیانگر شامل FACS، فلوسیتومتری، Phage display، mRNA display، CFPS، GFP، Stimulus responsive peptide systems، QSAR، ^{6و 7و 8}تعریف و انواع و روش های سیستم های بیان پروتئین ها شامل پروکاریوتها و یوکاریوتها، مزایا، معایب و راهکارها، ⁹چگونگی انتخاب جهش، ¹⁰مفهوم پروتئومیکس، اهداف و اهمیت، تغییرات پروتئومی وابسته به مکان و زمان و شرایط، ¹¹انواع پروتئومیکس شامل ساختاری، عملی و بیانی، ¹²روش های پروتئومیکس شامل انواع الکتروفورز و رنگ آمیزی های پروتئینی، وسترن بلاتینگ، الیزا و کمولومینسنس، HPLC¹³، ¹⁴روش های هضم پروتئین، تعیین توالی بروش MS و تجزیه و تحلیل آن از طریق ابزارهای بیوانفورماتیکی، ¹⁵روش های تعیین برهمکنش های پروتئینی شامل PAGe-Two hybrid، BN-PAGE، TAP و بررسی تغییرات پروتئینی، ¹⁶جمع بندی کلی

بیوشیمی ساختار

1.5 واحد از 3 واحد درس به شرح ذیل تدریس می گردد:

^{1و 2}مقدمه، اهمیت و اصول حاکم بر بیوشیمی، ³ساختارهای سه بعدی (کنفورماسیونها و کنفیگوراسیونها) و روش های تشخیص آنها، ^{4و 5}پروتئینها و خواص پیوند پپتیدی، آمینواسیدها، طبقه بندی و خواص، حلالیت، تیتراسیون، خواص شیمیایی، تفکیک، پروتئین های رشته ای و کروی، مثالها از آنجمله کراتین، کلاژن، آکتین و میوزین و ...، خواص آنها، ⁶سطوح ساختمانی پروتئین ها شامل اول، دوم، سوم و چهارم، انواع روش های جداسازی و تفکیک پروتئینها شامل انواع سانتریفوگاسیون، انواع کروماتوگرافی و الکتروفورز، تعیین ترکیب و توالی آمینواسیدی پروتئین ها، ^{7 و 8}آنزیمها: خواص عمومی، ویژگی های ساختاری، طبقه بندی، نامگذاری، سینتیک آنزیمی، معادله میکائیلیس منتون و LWB، تاثیر عوامل محیطی، ⁹نوکلئوتیدها، ساختار و خواص عمومی، انواع اسیدهای نوکلئیک و ساختمان آنها، انواع ساختارهای DNA، RNA، ¹⁰ساختمان ریبوزومها، خواص عمومی اسیدهای نوکلئیک, سینتیک دناچوراسیون دناچوراسیون و ری ناچوراسیون اسیدهای نوکلئیک، روش های جداسازی و تفکیک DNA و RNA، ¹¹مفهوم و نحوه کلونینگ قطعه DNA مورد نظر، ¹²جمع بندی کلی

روش های مهندسی ژنتیک

2 واحد درس به شرح ذیل تدریس می گردد:

¹مقدمه، تعریف، اهمیت، کاربردها و دستاوردها، تاریخچه، ابزارها و آنزیمهای لازم برای مهندسی ژنتیک، ساخت DNA نوترکیب، جداسازی، برش و الکتروفورز DNA، آنالیز DNA نوترکیب، ²روش کلونیگ با استفاده از وکتورهای باکتریایی، ویروسی و ...، نحوه انتقال DNA بر روی وکتور مورد نظر، وارد کردن داخل سلول میزبان و انتخاب صحیح میزبان، ³خواص وکتور مطلوب، طراحی پرایمر و واکنش PCR، ^{4و 5} انواع و کاربردهای PCR شامل  Reverse PCR، Anchored PCR، RT-PCR، RE-PCR، Asymmetric PCR، RACE، Allele specific PCR،  Hot-start PCR، Methylation specific PCR، Quantitative PCR، Multiplex PCR، Assembly PCR، Helicase dependent PCR، Touch down PCR، Transgene detection، ⁶مقایسه پی سی آر پایه  با Real Time، ⁷انواع روش های جداسازی ژن، پرایمینگ و پروبینگ، مراحل ساخت کتابخانه های ژنومی و cDNA، ایرادها و راهکارها، ⁸غربالگری و جداسازی ژن مورد نظر شامل انواع روش های غربالگری مستقیم و غیر مستقیم، ⁹انواع پروب ها، انواع روش های نشاندار کردن آنها و کاربردها، ¹⁰روش های تعیین توالی DNA شامل Chemical degradation،  dideoxy method، Next generation، ¹¹پلاسمید بیانگر پیوندی، مزایا و اجزای سازنده آن از آنجمله پروموتورها و خواص مطلوب آنها، انواع پروموتورهای معمول ایکولای، ¹²انواع سیستم های بیانگر (پروکاریوتی و یوکاریوتی)، معایب و مزایا، ¹³معیارهای انتخاب، روش های مختلف شناسایی سلول های تراریخت شامل وسترن، سادرن، نوردرن، پی سی آر و ....، ¹⁴تکنولوژی Crelox و کاربردهای آن در مهندسی ژنتیک، ¹⁵مهندسی ژنتیک با استفاده از Zinc-finger nucleases، فن آوری ترانس ژنیک،  ¹⁶تکنولوژی CRISPER  و کاربردهای آن

1.5 واحد از 3 واحد درس به شرح ذیل تدریس می گردد:

¹متابولیسم، تعریف و مقدمه ای مسیرهای متابولیکی کربوهیدراتها و چربی ها، مسیرهای آنابولیکی و کاتابولیکی، ²کاتابولیسم کربوهیدراتها: ^{3 و 4} مسیر متابولیکی گلیکولیز و کنترل آن، تجزیه گلیکوژن (گلیکوژنولیز) و تجزیه نشاسته، چرخه کربس (TCA) و کنترل آن، مسیر انتقال الکترون و فسفوریلاسیون اکسیداتیو، ⁵مسیر پنتوز فسفات اکسیداتیو (OPP) کنترل آن، مسیر تنفس نوری و کنترل آن، ^{6و 7}آنابولیسم کربوهیدرات ها: مسیر گلوکونئوژنز و کنترل آن، فتوفسفوریلاسیون و چرخه کالوین و کنترل آن، ⁸واکنش های بیوسنتز ساکارز، گلیکوژن (گلیکونئوژنز) و نشاسته، ⁹کنترل آنابولیسم، کاتابولیسم چربی ها: اکسیداسیون اسیدهای چرب (مسیر بتا-اکسیداسیون) و کنترل آن، تجزیه تری گلیسیریدها، چرخه گلی اکسیلات و کنترل آن، ¹⁰آنابولیسم چربی ها: مسیر بیوسنتز اسیدهای چرب و کنترل آن، مسیر بیوسنتز تری گلیسریدها و کنترل آن، ¹¹بیوسنتز کلسترل و کنترل آن، ¹²جمع بندی کلی  

آنزیمولوژی

1 واحد از 2 واحد درس به شرح ذیل تدریس می گردد:

¹تعریف، مثال ها، خواص عمومی آنزیم ها، تاریخچه، ساختار، ²روش های نامگذاری و طبقه بندی، واحدهای فعالیت آنزیمی، ویژگی و نحوه عمل آنزیمها و چگونگی اختصاصی عمل کردن آنها، نقش پیوندهای ضعیف در عمل آنزیم ها، ³سینتیک آنزیمی و فاکتورهای موثر بر آن، اثر سوبسترا و معادله میکائیلیس منتون، معادله LWB و نقش آن، ⁴اثرات pH و دما بر سینتیک آنزیمی، ساختار و نحوه عمل آنزیم های ساده و آلوستریک، سینتیک آنزیم های آلوستریک و مدل های همکاری، ⁵نقش کوآنزیم ها در واکنش های آنزیمی، ⁶مهارکننده های آنزیمی (کاربردها، انواع، مکانیسم ها و مثالها، ⁷تنظیم فعالیت آنزیم ها از طریق آلوستریکی و کووالانسی (انواع و مثالها)، ⁸جمع بندی کلی

ساختار ماکرومولکول های زیستی

1 واحد از 2 واحد درس به شرح ذیل تدریس می گردد:

¹انواع پیوندها  نیروهای بین مولکولی، ^{2و 3}ساختار و خواص فیزیکوشیمیایی آمینواسیدها، ساختار پروتئین ها شامل سطوح ساختاری مختلف آنها (اول، دوم، سوم، چهارم)، ویژگی های هندسی، طبقه بندی بر اساس ساختارهای سه بعدی، ⁴موتیفها و دومین های پروتئینی شامل انواع معمول آلفا و بتا، ⁵ساختار غشا های بیولوژیکی و پروتئین های غشایی، ⁶ساختارها و ایزومرهای گلیکانها، انواع گلیکوزیلاسیون و لیپیداسیون پروتئین ها و اهمیت بیولوژیکی آنها، ⁷تاخوردگی پروتئین ها و عوامل موثر،  لیپیدها شامل طبقه بندی، ⁸ساختارها و ویژگی های فازی حرکتی

بیوشیمی پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک

1 واحد از 2 واحد درس به شرح ذیل تدریس می گردد:

¹پروتئین ها و واحدهای سازنده آنها، خواص پیوند پپتیدی، ویژگی های ساختاری و فیزیکوشیمیایی انواع آمینواسیدها، حلالیت، جداسازی و تفکیک، تعیین ترکیب و توالی، ^{2و 3}سطوح ساختاری مختلف پروتئینها (اول، دوم، سوم، چهارم)، ⁴انواع موتیف های آلفا و بتای پروتئین ها، میانکنش های بین و درون مولکولی پروتئین ها، ^{5و 6}تاخوردگی و پایداری ساختاری پروتئین ها، مصالحه ترمودینامیکی و عوامل موثر بر فولدینگ و پایداری، ⁷حلالیت پروتئینها، نقش حلال در ساختار و عمل آنها، ⁸رابطه بین ساختار و عمل پروتئین ها