Materiały dydaktyczne dla Studentów I roku Wydziału Medycyny Weterynaryjnej U.P. w Lublinie
Przedmiot: Biologia komórki
Zagadnienia dotyczące wykładów:
Wykład I (2-godzinny)
Pochodzenie komórek eukariotycznych.
Krótka charakterystyka i przegląd różnych fenotypów komórek ssaków
Główne struktury komórkowe.Ich markery i funkcje
Budowa błon biologicznych i ich różnorodność.
Znaczenie błon w funkcjonowaniu komórki
Enzymatyczne markery błon różnego typu
Synteza składników błony plazmatycznej
Typy i funkcje lipidów błonowych
Właściwości lipidów (amfipatyczność, lepkość, dynamiczność)
Wykład II. (2-godzinny)
Błony biologiczne c.d.
Białka błonowe ich właściwości i funkcje
Cytoszkielet błonowy
Rodzaje transportu przez błony komórkowe
Specjalizacja błon na przykładzie komórek nabłonkowych
Rodzaje połączeń między komórkami – ich szczegółowe omówienie
Wykład III (2 godzinny)
Wykład prowadzony na podstawie elektronogramów z:” A.Jasiński, W. Kilarski „Atlas ultrastruktury kręgowców
Ultrastrukturalna budowa komórek:ciałka nerkowego (podocytów), szyjki łączącej ciałko nerkowe z odcinkiem bliższym nefronu, komórek odcinka bliższego nefronu, petli nefronu, odcinka dalszego nefronu i kanalika zbiorczego w powiązaniu z ich funkcją. A.Jasiński, W. Kilarski „Atlas ultrastruktury kręgowców
Wykład IV (2 godzinny)
Ultrastrukturalna budowa komórek nabłonka jelita, wątroby i trzustki w powiązaniu z iich funkcją w oparciu o elektronogramy. (źródło:A.Jasiński, W. Kilarski „Atlas ultrastruktury kręgowców”
Wykład V (2-godzinny)
Ruch wewnątrzkomórkowy organelli pęcherzyków
-głowne etapy tworzenia pęcherzyków, ich adresowanie, fuzja pęcherzyków, białka SNARE i rozpoznawanie błony docelowej, recykling błony
- analiza szlaków wydzielania białek przeznaczonych do wydzielania na zewnatrz komórki, do lizosomów lub błony komórkowej
- konstytutywny szlak wydzielania i regulowany
- endocytoza; omówienie pinocytozy, endocytozy za pośrednictwem receptorów zależnej od latryny i fagocytozy
Wykład VI (2 godzinny)
Podstawowe szlaki sygnalizacyjne komórek. Zasady komunikacji w komórkach ssaków. Sygnalizacja komórkowa przez tlenek azotu. Układ sygnalizacyjny steroidów.
Molekularne podstawy szlaków sygnalizacyjnych w komórkach zmysłowych.
- rodzaje cząsteczek sygnalizacyjnych
- receptory błony komórkowej i receptory jądrowe
- informatory II rzędu – szlak cAMP, wapniowy, IP3.
Wykład VII (2 godzinny)
Cykl komórkowy i podział komórki.
Kluczowe mechanizmy podziału komórek. Kontrola cyklu komórkowego w tkankach.
Czynniki wzrostu. Mitoza asymetryczna. Sposoby badania cyklu komórkowego. Regulacja cyklu komórkowego przez czynniki wewnętrzne i zewnętrzne. Naturalne inhibitory cyklu.
Wykład VIII (1 godzinny)
Proces starzenia komórek.
Przyczyny starzenia.
- ograniczenie kaloryczne
- starzenie replikacyjne
- niestabilność genomu
- skracanie telomerów
- uszkodzenie makrocząsteczek przez: utlenianie
Literatura obowiązkowa
1. Kawiak J.i wsp. Podstawy cytofizjologii. PWN.1995
2. Alberts B. i wsp. Podstawy biologii komórki. PWN.1999
3. Kilarski W. Strukturalne podstawy biologii komórki. PWN.1999
4. Fuller G.M. Podstawy molekularne biologii komórki. Aspekty medyczne. WL.2000
5. Olszewska J. Cytologia. PWN.
Ćwiczenia z biologii komórki
(15 godzin)
Ćwiczenie 1 (2 godzinne)
Metody badań, budowy i funkcji komórek. Omówienie wybranych metod badawczych:
- metody przygotowania komórek do badań
- hodowla komórek
- immunocytochemia
- hybrydocetochemia
- cytometria przepływowa
- elektroforeza białek i kwasów nukleinowych
- łańcuchowa reakcja polimerazowa
Homogenizacja i frakcjonowanie komórek z nerek ryb, izolacja limfocytów, ocena żywotności i określenie liczby wyizolowanych komórek.
Ćwiczenie 2 (2 godzinne)
Ultrastruktura komórek krwi ssaków ze szczególnym uwzględnieniem budowy błony komórkowej i jej funkcji.
Błona erytrocytów jako przykład budowy molekularnej błony komórkowej
- sposoby otrzymywania błon erytrocytów
- błona jako złożony kompleks lipoproteinowy
- wyjaśnić pojęcia: asymetryczność błony, dynamiczność i płynność
- rozdział elektroforetyczny białek błonowych ze zwróceniem uwagi na glikoforynę, białko pasma III i spektrynę. Omówienie ich funkcji.
- glikokaliks: skłąd chemiczny i funkcja
- cytoszkielet błonowy erytrocytów
Zestaw elektronogramów (do rozpoznania): erytrocyt, limfocyt spoczynkowy w postaci blastycznej, granulocyt obojętnochłonny, zasadochłonny, kwasochłonny, płytki krwi, komórki plazmatycznej.
3. Zaliczenie testowe ćwiczenia I i II (teoria)
Ćwiczenie 3 (2 godzinne)
Jądro komórkowe – struktura i funkcje
1.Morfologia jądra – rozmiary liczba umiejscowienie
2. Ultrastruktura jądra –składniki nukleoplazmy: skondensowana chromatyna, region okołochromatynowy, przestrzeń międzychromatynowa i inne komponenty jądra interfazowego takie jak: ziarnistości i włókna międzychromatynowe i okołochromatynowe, oraz ciałka zwinięta.
3. Elementy strukturalne otoczki jądrowej: pory , kompleksy porowe, blaszka jądrowa. Skład chemiczny błon otoczki. Udział otoczki jądrowej w wymianie jądrowo-cytoplazmatycznej
4. Chromatyna
- definicja i nazewnictwo histonów
- białka niehistonowe – NHC
- pięć poziomów struktury chromatyny: heliks DNA, włókno nukleosomowe (10nm) nukleofilament, włókno solenoidowe (30 nm), chromatyna interfazowa, chromosom metafazowy.
- morfologia chromosomu metafazowego i struktura molekularna
- wyjaśnij termin telomer, czego dotyczy tzw. limit Hayflicka
- heterochromatyna i euchromatyna
- chromosomy poligeniczne i szczoteczkowe
5. Morfologia jąderek: liczba, kształt, wielkość lokalizacja
- organizator jąderkowy NOR
6. Składniki ultrastrukturalne jąderka
- centra fibrylarne (włókniste) – FC
- gęsty składnik fibrylarny (włóknisty) – DFC
- składnik granularny (ziarnisty) – GC
- wakuole – NV
- chromatyna zasocjowana z jąderkiem –NAC
7. Typy morfologiczne jąderek zwarte, siateczkowate, spoczynkowe, segregowane
8. Schemat tworzenia rybosomy eukariotycznego
9. Zestaw elektronogramów do ćwiczenia 3.: fragment błony jądrowej z licznymi porami jądrowymi, fragment jąder z porami jądrowymi, przestrzenią okołojądrową, heterochromatyną i euchromatyną, RER i mitochondriami, wydłużone pałeczkowate jądro, jądro w całości wypełnione euchroamtyną, fragment jądra i diktiosomów, struktura strefy perychromatynowej (ziarna włókna), chromatyna skondensowana, ziarna interchromatyny, jąderko.
Zaliczenie testowe ćwiczenia 3
Ćwiczenie 4 (2 godzinne)
Mitochondria – struktura i funkcje
1. Pochodzenie i funkcja mitochondriów
2. Morfologia mitochondriów – liczba, wielkośc , kształt, rozmieszczenie w komórce, charakterystyka mitochondriów steroidowych i brunatnej tkanki tłuszczowej
3. Budowa ultrastrukturalna i chemiczna błon mitochondrialnych
4. Skład i funkcja matrix mitochondrialnego
5. Powstawanie acetylo-konezymuA
6. Łańcuch oddechowy i rola ubichinonu, cytochromu B i C
7. Budowa i funkcja syntazy ATP
8. Zestaw elektronogramów do ćwiczenia 4.: mitochondria skondensowane i ortodoksyjne, mitochondria z grzebieniami przebiegającymi równolegle do siebie i do osi długiej organelli oraz poprzecznie do osi długiej organelli, mitochondria typu tabularnego.
Ćwiczenie 5 (2 godzinne)
Siateczka śródplazmatyczna gładka i szorstka, aparat Golgiego- struktura i funkcje
1. Schemat budowy RER i SER – morfologiczne i biochemiczne właściwości
2. Translokacja białek przez błony siateczki śródplazmatycznej i jej dalsza rola w organizacji białek
3. Funkcje gładkiej siateczki śródplazmatycznej
4. Morfologia aparatu Golgiego – biegunowość, struktura polimorficzna, lokalizacja w komórce
5. Ultrastruktura aparatu Golgiego
6. Funkcje aparatu Golgiego
7. Udział ER i AG w transporcie pęcherzykowym
8. Lizosomy i mikrociała, formowanie lizosomów pierwotnych i wtórnych
9. Zestaw elektronogramów; siateczka śródplazmatyczna gładka i szorstka, aparat Golgiego w spermatydzie, przykład niezwykle bogato rozwiniętego aparatu Golgiego, wygięte diktiosomy z licznymi pęcherzykami otaczającymi centriole, zdjęcie przedstawiające kompleks nazwany układem GERL
Zaliczenie testowe ćwiczenia 5
Ćwiczenie 6 (2 godzinne)
Cytoszkielet – budowa ultrastrukturalna i funkcje
1. Mikrofilamenty
- morfologia i lokalizacja w komórce
- charakterystyka aktyny G i F
- polarność filamentów aktynowych w mikrokosmku, ultrastruktura mikrokosmka
- polarność filamentów aktynowych w sarkomerze mięśniowym
- konfiguracja fimalentów aktynowych w komórce ruchliwej
2. Mikrotubule
- morfologia mikrotubuli, centra organizujące mikrotubule, polarność mikrotubuli
- różne wzory morfologiczne w przebiegu mikrotubul: sieć interfazowa (mikrotubule cytoplazmy) , wrzeciono podziałowe, rzęski i wici
- filamenty pośrednie
-klasyfikacja i nazewnictwo filamentów pośrednich, właściwości biologiczne
- struktura podjednostek białkowych
- białka towarzyszące filamentom
3. Zestaw elektronogramów do ćwiczenia 6: ultrastruktura mikrokosmka, mikrotubule centrioli, wiązka filamentów pośrednich w przekroju poprzecznym i podłużnym
Zaliczenie testowe ćwiczenia 6
Ćwiczenie 7 (2 godzinne)
Apoptoza i nekroza
1. Definicja pojęć: apoptoza i nekroza
- różnice na poziomie morfologicznym i biochemicznym
- odpowiedź tkankowa podczas apoptozy i nekrozy
- białka uczestniczące w apoptozie
- mechanizm aktywacji kaspaz i rodzaje kaspaz uczestniczących w apoptozie
- szlaki sygnalizacyjne w apoptozie
- szlak zewnątrzpochodny
- receptory śmierci i ich ligandy
- szlak wewnętrzny apoptozy – zmiany w mitochondriach
- molekularny łącznik zewnętrznej i wewnętrznej ścieżki apoptozy
- szlak sfingomielinowo-ceramidowy apoptozy
- szlak apoptozy indukowany stresem
- przebieg apoptozy : faza inicjacji, faza wykonawcza, faza zniszczenia
- funkcja białka p53
- ciałka apoptyczne
- inhibitory apoptozy
2. Metody wykrywania apoptozy
3. Zestaw elektronogramów: komórka blastyczna w stadium apoptozy, ciałka apoptyczne, apoptoza i nekroza.
Zaliczenie testowe ćwiczenia 7
Ćwiczenie 8 ( 1 godzinne)
Rozpoznawanie wybranych elektronogramów i zaliczenie ćwiczeń zaległych
5. Olszewska J. Cytologia. PWN
.
anetushek