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生命現象は物理や化学の言葉で語ることができることを、20世紀の生命科学の歴史が証明した。生体を構成する物質は多様で複雑であるが、物理や化学の法則に従い秩序をもって生命活動を支えている。本授業では、生物の様々な営みを分子レベルで理解するために、必要な細胞を構成する物質の特性、遺伝子、タンパク質、細胞の情報伝達機構について講義する。さらに、現代の生物化学の可能性と、直面する諸問題について考える。
It has been proved that all biological phenomena can be described by physical and chemical laws. Although the substances constituting living organisms are diverse and complex, they form an order with physical and chemical laws and support life activities. Students will learn about the basic biological molecules including amino acids, proteins, carbohydrates, nucleotides and fats. This lecture will also talk about basic molecular mechanisms of intracellular signal transduction, and will discuss the application possibilities of biochemistry and the problems in modern times.
分子レベルにおける生命現象を学ぶことで、生化学、分子生物学、生物物理学などの学問分野を理解すること を目指します。
生化学のテキストとして世界的な定評のあるストライヤー生化学(原書)を基に講義を進めます。 教科書の通読を必要とする宿題を毎回課し、採点して返却します。過度な暗記は要求せず、教科書のどこになにが書いてあるかを覚え、必要な時にいつでも確かめる態度を持つことを目指します。
本講義において学生は以下の主要トピックを学びます。
1.糖、脂質の構造と性質
2.生体膜および膜タンパク質の構造と性質
3.生物におけるエネルギー変換
本講義の使用言語は英語です。英語にて学ぶ意欲のある日本人学生の受講も歓迎します。
To learn the biological phenomena at the molecular level and to gain a deeper understanding of biochemistry, molecular biology and biophysics.
Students will learn:
1. Structures and properties of sugars and lipids,
2. Structures and properties of biological membranes,
3. Biological energy transduction.
It is desirable to consistently attend the discussions in Biochemistry IIA concerning the DNA and RNA synthesis and metabolism of biomolecules.
細胞は生命の基本単位である。本講義では、分子生物学、細胞生物学の基本概念を解説する。タンパク質の構造と機能、DNAの複製と遺伝、ゲノムの構造と遺伝子発現、細胞内小器官、膜輸送、細胞のシグナル伝達、細胞骨格と運動、細胞周期と分裂、細胞社会と癌、動物発生などについて分子的なしくみを理解することを目的とする。
Cells are the fundamental units of life. This course explains the basic concepts of molecular and cellular biology, including structures and functions of proteins, DNA replication and genetic mechanisms, genome structure and gene expression, organelles and membrane transport, cell signaling, cytoskeletons, cell cycle, cell communications, cancer and animal development.
Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
バイオテクノロジーは近年著しい進歩を遂げている。この授業ではそれを支える生物化学の基礎、とりわけ、生体構成物質の構造と機能の基礎知識について学ぶ。
２．概要
これまで学んできた有機化学や物理化学の知識を基にして、生体機能発現と密接に関連するアミノ酸やタンパク質の構造、生体触媒としての酵素の構造と機能、およびその反応速度論、補酵素の種類と役割などについて学ぶ。
３．達成目標等
この授業では主に以下のような能力を習得することを達成目標にする。
・複合領域としての生物化学を、生命現象、細胞、水との関係で理解することができる。
・生体機能を司るタンパク質やアミノ酸の構造と機能を理解し、説明することができる。
・生体触媒である酵素の構造と機能を理解し、速度論的な解析をすることができる。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
Object and Summary of Class
This course provides students with basic knowledge on biochemistry, in particular structures and functions of biomolecules such as amino acids and proteins.
Goal of Study
The purpose of this course is to help students explain the following biochemistry topics:
· Cell structures and roles of water in biochemical phenomena
· Structures and functions of amino acids, peptides, and proteins
· Structures and functions of enzymes and enzyme kinetics
細胞生物学は、生体の基本的構成要素である細胞の機能を核酸、蛋白質等のミクロのレベルから観察して、生命現象を理解しようとするものである。医学の基礎となる学問であり、医学や医療の研究の発展に必須の基礎的な生物学的知識が集約されている。
[〝Cell biology" attempts to understand biological phenomena by studying the functions of cells of living organisms from such substance levels as nucleic acids and proteins. It is a fundamental study of medicine and contains the basic biological knowledge essential for the development of medicine and medical sciences.]
前期の生物化学概論と連携する講義として、動物細胞の基本的な代謝経路を解説する。個体、細胞レベルでグルコースや脂質等をエネルギーへと変換し、また他の物質へ生合成する分子機構を理解する。また、これらの物質の変換等を通して細胞や生体がどのように様々な環境や刺激に応答しているかを紹介する。基礎的な知識の習得と共に現在の細胞生物学研究の展開を学ぶことも目的とする。
This lecture cooperates with the lecture "Basic biology and biochemistry" in the previous term, and aims to understand the basic molecular mechanisms of metabolism and to learn current cell biology research. This lecture will talk about the metabolic pathways of animal cells including carbohydrate metabolism, citric acid cycle, mitochondrial electron transport system, oxidative phosphorylation and lipid metabolism. This lecture will also talk about how cell responds to various environmental stimuli and control the metabolic systems.
生化学が研究対象としている分野は極めて多彩であり、非常に興味深いものが多い。各分野を専門としている教員が、それぞれの分野について、その基礎から最先端の現状とその面白さを紹介する。本年度の内容はおもに次の項目についての講義が予定されている。
I. 生理活性物質・生体高分子の構造と機能
II. 酵素と代謝
III. 細胞内シグナル伝達と細胞の外環境のセンシング機構
IV. 細胞分化と細胞機能の獲得のメカニズム
V. がん・免疫・神経機能の分子基盤
コロナウイルス感染防止のため、東北大学のBCPレベルと社会状況に合わせて対面授業、オンライン講義（オンデマンド配信）のどちらかで実施する。
Field of Biochemistry is extremely versatile and are very interesting. In this course, each professors who specialize in their fields, will introduce their particular field of study from basic to cutting-edge research. The contents of this lecture are as follows.
I. Structure and function of physiological active substance / biomacromolecule
II. Enzymes and metabolism
III. Intracellular signaling and the sensing mechanism of the external environment of the cell
IV. Mechanism of cell differentiation and the acquisition of specific cell function
V. Molecular basis of cancer / immunity / neural function
In order to deal with the COVID-19, either a face-to-face class or an online lecture (an on-demand class) will be selected according to the BCP level of Tohoku University and the social situation.
ゲノム上にコードされている遺伝情報がどのように保存され、複製され、転写され、機能を発現するのか、また、それらの調節機構を分子レベルでとらえ、生命活動を担う生体分子について理解する。医療において分子生物学を用いた技術は遺伝子診断や検査、遺伝子治療などとして利用されており、その原理や手法を理解する。
Understand the molecular mechanisms of how genetic information on the genome is conserved, copied, transcribed, and functions are expressed, and how these mechanisms are regulated. And gain knowledge the principles and methods of molecular biology-based technologies applied in medicine, such as genetic diagnosis, testing, and gene therapy.