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Cellular Biology
主任講師名：二河 成男（放送大学教授）
【講義概要】
生物は、細胞を基本単位としている。そして、細胞は自身の持つ遺伝情報を基に、自らの活動に必要な生体高分子を作り出す。これらの生体高分子の働きにより、細胞が様々な機能を発現し、生物の生命活動は維持される。本講義では、生命活動の基となる個々の分子の働きを見るとともに、多数の分子が協調的に働くことによって生み出される様々な機能について、遺伝情報の発現、細胞分裂、情報伝達、分化等の細胞に特徴的に見られる現象を中心に紹介する。これらの理解を基に発展してきた、遺伝情報や細胞を利用する新たな技術についても解説する。
【授業の目標】
DNAに記された遺伝子の情報からどのようにしてタンパク質が作られるのか、タンパク質がどのように働いて細胞の活動が維持されるのかを理解することにある。これらの生物に共通のしくみに関する知識の習得を通して、生命科学を基盤とする新たな技術やその倫理的な側面について、自分自身で考える力を身につけることを目標とする。
【履修上の留意点】
「初歩からの生物学('18)」を学んでおくことが望ましい。「動物の科学('15)」「植物の科学('15)」もあわせて学ぶことにより、分子や細胞の働きによって生物個体が維持されていることを総合的に理解できる。
生命分子と細胞の科学（’１９）
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第1回 分子と細胞の世界 細胞や分子の視点から生物学を理解する利点を解説する。また、細胞の基本構造、細胞を構成する分子である、核酸、タンパク質、脂質、糖についてその基本的な特徴を説明する。 【キーワード】 細胞、細胞小器官、生体高分子、多量体、サブユニット 執筆担当講師名：二河 成男 (放送大学教授) 放送担当講師名：二河 成男 (放送大学教授) |
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第2回 タンパク質の構造と機能 タンパク質は、細胞内での化学反応や、細胞構造の維持、情報の伝達といった、細胞の機能的分子として、多様な役割をになっている。このようなタンパク質の構造と機能の全体像を概説する。 【キーワード】 タンパク質、アミノ酸、折りたたみ、酵素、酵素反応速度論 執筆担当講師名：石浦 章一 (同志社大学特別客員教授、東京大学名誉教授) 放送担当講師名：石浦 章一 (同志社大学特別客員教授、東京大学名誉教授) |
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第3回 遺伝子とDNA DNAの構造と機能の全体像を明らかにし、遺伝子の分子実体はDNAの特定領域であることを説明する。また、親から子への遺伝情報を伝達するためのDNAの複製反応についても紹介する。 【キーワード】 DNA、ヌクレオチド、塩基対、二重らせん構造、半保存的複製、DNAポリメラーゼ、染色体、遺伝子 執筆担当講師名：藤原 晴彦 (東京大学大学院教授) 放送担当講師名：藤原 晴彦 (東京大学大学院教授) |
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第4回 DNAからRNAへの転写とその調節 遺伝情報が生体で利用されるためには、DNAに記された遺伝情報がいったんRNAにコピーされる必要がある。この過程は転写と呼ばれ、遺伝情報の発現量や発現時期を調節する重要なステップである。転写機構、転写に関わる酵素、転写を調節する因子などについて述べる。 【キーワード】 転写、mRNA 、RNAポリメラーゼ、オペロン、調節領域、転写因子 執筆担当講師名：藤原 晴彦 (東京大学大学院教授) 放送担当講師名：藤原 晴彦 (東京大学大学院教授) |
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第5回 RNAプロセシング 真核細胞では、転写されたRNAがそのまま働くことは少なく、核の中で様々な修飾・ 加工（プロセシング）を受ける。スプライシングやキャッピングなどの真核細胞のｍRNAに特有なプロセシング、さらには転写後の発現調節のしくみについて解説する。 【キーワード】 エキソン、イントロン、スプライシング、選択的スプライシング、キャッピング、ポリA付加 執筆担当講師名：藤原 晴彦 (東京大学大学院教授) 放送担当講師名：藤原 晴彦 (東京大学大学院教授) |
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第6回 翻訳 ｍRNAからタンパク質へ 遺伝情報がタンパク質に変換される最後の過程が翻訳である。mRNAを鋳型にして正しくタンパク質が作られるしくみを学ぶ。またその後、翻訳されたタンパク質が機能を持つように修飾される機構についても解説する。 【キーワード】 翻訳、遺伝暗号、コドン、リボソーム、ｒRNA、tRNA、アミノアシルｔRNA、終止コドン、フォールディング、翻訳後修飾 執筆担当講師名：石浦 章一 (同志社大学特別客員教授、東京大学名誉教授) 放送担当講師名：石浦 章一 (同志社大学特別客員教授、東京大学名誉教授) |
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第7回 ゲノムとゲノム科学 ある生物の持つ遺伝情報の総和をゲノムという。ヒトをはじめ、多くの生物のゲノム情報が明らかとなり、あらゆる生物学の分野に大きな影響を与えている。ゲノムが持つ情報を解説し、そこから何がわかるかを示す。 【キーワード】 ゲノム、ゲノム解析、トランスクリプトーム 執筆担当講師名：二河 成男 (放送大学教授) 放送担当講師名：二河 成男 (放送大学教授) |
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第8回 細胞膜 その構造と機能 細胞膜は、細胞を囲む膜であり、細胞の内と外を区別する。一方、細胞膜を通して、細胞の生命活動に関連する分子だけが膜を通過できる選択性を持つ。このような細胞膜の構造と機能について説明する。 【キーワード】 脂質二重層、リン脂質、選択(的）透過性、小胞の働き 執筆担当講師名：二河 成男 (放送大学教授) 放送担当講師名：二河 成男 (放送大学教授) |
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第9回 細胞内の化学反応 細胞内での化学反応は、酵素によって制御されている。生体内のエネルギーの基となるATPも、複数の酵素やその他の分子の働きによって合成される。このような一連の酵素反応は、代謝経路という。この回では、細胞内での代謝経路の役割と制御について解説する。 【キーワード】 代謝、代謝経路、解糖系、代謝の制御 執筆担当講師名：二河 成男 (放送大学教授) 放送担当講師名：二河 成男 (放送大学教授) |
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第10回 細胞分裂と細胞周期 細胞は繰り返して分裂することによってその数を増やす。細胞周期とは、その分裂から次の分裂までの１周期のことをいう。この回では、細胞分裂や細胞周期がどのように制御されているかを解説する。 【キーワード】 細胞分裂、細胞周期、サイクリン、サイクリン依存性キナーゼ、チェックポイント 執筆担当講師名：二河 成男 (放送大学教授) 放送担当講師名：二河 成男 (放送大学教授) |
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第11回 細胞のシグナル伝達 細胞は、ホルモンや成長因子、あるいは近隣の細胞との接触といった、外部からの様々なシグナルを受け取り、それを内部に伝えて、自身の増殖や分化を制御している。これらの機構について解説する。 【キーワード】 シグナル分子、受容体、タンパク質リン酸化 |
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第12回 細胞分化 動物や植物といった生物は、様々な種類の細胞からその個体が形成されている。これは受精卵に由来する全く同じ遺伝情報を持つ細胞が、異なる性質を持つ細胞へと変化していくためである。この細胞分化という現象について解説する。 【キーワード】 細胞分化、全能性、幹細胞、細胞死 |
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第13回 ウイルス ウイルスは、細菌とは異なり、生物の細胞内でなければ増殖できない。一方で、DNAあるいはRNAに自身の遺伝情報を保持し、タンパク質や脂質によって粒子状の形態を形作っている。このような生物ともいえる性質を持つウイルスについて、その基本的な特徴、分子生物学への利用、新たなウイルス誕生の可能性について、解説する。 【キーワード】 ウイルス、ウイルスの利用、ウイルスの脅威 |
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第14回 遺伝子の検出と操作 DNA型鑑定や遺伝子検査といった遺伝子検出の技術や、遺伝子組み換え生物を作出する遺伝子操作の技術はどのようなものか、その実例や将来の可能性を紹介する。 【キーワード】 PCR法、遺伝子検査、遺伝子組み換え技術、遺伝子治療 |
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第15回 生命科学の現在と未来 21世紀は生命科学の時代であり、分子あるいは細胞レベルの生物学はその基礎として重要性を増すにいたっている。ここでは、ゲノムから明らかになった生命のしくみ、病気の治療法の開発など私たちのまわりの問題と、それにまつわる生命倫理について講義する。 【キーワード】 遺伝子と老化、歴史学とDNA、遺伝子と環境の相互作用 |
