KURS - BIOLOGIA MOLEKULARNA DLA STUDENTÓW I ROKU WYDZIAŁU LEKARSKIEGO W KATOWICACH W ROKU AKADEMICKIM 2012/2013

(PROGRAM ĆWICZEŃ I SEMINARIÓW)

Ćwiczenie/Seminarium 1

Ćwiczenie 1

Molekularne podłoże podziałów komórkowych - Podział mitotyczny komórki:

1. Budowa i obsługa mikroskopu świetlnego

2. Podziały mitotyczne komórek

1. preparat mikroskopowy przekroju przez stożek wzrostu Allium cepa

2. preparat mikroskopowy przekroju przez zarodek ryby

3. preparat mikroskopowy z dzielących się hepatocytów (hodowla in vitro)

4. fotografie preparatów komórkowych z mikroskopu elektronowego - struktura supramolekularna organelli komórkowych

Seminarium 1

Struktura supramolekularna komórek - Czynnościowa struktura komórki eukariotycznej, molekularne mechanizmy genetyczne i ekspresja informacji genetycznej:

1. Budowa komórki i informacja genetyczna (jądrowa i mitochondrialna)

2. Organelle komórkowe (ich budowa i funkcje)

3. Budowa chromatyny i chromosomu metafazowego

4. Regulacja replikacji DNA

5. Transkrypcja i jej regulacja, obróbka potranskrypcyjna, modyfikacje strukturalne transkryptu

6. Translacja i jej regulacja, modyfikacje potranslacyjne białek

7. Molekularne mechanizmy podziału komórki i ich regulacja

8. Wrzeciono kariokinetyczne, struktura molekularna, kontrola funkcji, konsekwencje zaburzeń struktury

Ćwiczenie/Seminarium 2

Ćwiczenie 2

Molekularne podłoże podziałów komórkowych - Podział mejotyczny komórek:

1. preparat mikroskopowy przekroju przez komorę pylnikową Plantago atrata

2. preparaty mikroskopowe przekroju przez komorę pylnikową Lilium sp.

Seminarium 2

Molekularna regulacja cyklu komórkowego

1. Cykl komórkowy

1. Fazy cyklu komórkowego

2. Regulacja cyklu komórkowego

3. Skutki zaburzenia cyklu komórkowego

Ćwiczenie/Seminarium 3

Ćwiczenie 3

Starzenie i eliminacja komórek - apoptoza

1. hodowla starzejących się komórek różnego typu

2. preparat mikroskopowy - apoptoza w komórkach fibroblastycznych (działanie UV)/preparat referencyjny - fibroblast prawidłowy

Seminarium 3

Molekularne aspekty starzenia i śmierci komórek:

1. Starzenie się i śmierć komórki

2. Apoptoza

3. Nekroza

Ćwiczenie/Seminarium 4

Ćwiczenie 4

Molekularna regulacja proliferacji i różnicowania komórek na przykładzie bruzdkowania, gastrulacji, różnicowania listków zarodkowych, formowania narządów pierwotnych:

1. preparaty mikroskopowe - rozwój zarodkowy jeżowca (2 bl.,4 bl.,8 bl, 32 bl, morula, blastula, gastrula)

2. preparat mikroskopowy - celoblastula płaza

3. prepatat mikroskopowy - tarczka zarodkowa kurczęcia na etapie smugi pierwotnej/węzła Hensena

4. preparaty mikroskopowe - przekrój przez zarodek kurczęcia na etapach: trzech listków zarodkowych, rynienki/cewy nerwowej, celomy

Seminarium 4

Molekularne podstawy regulacji podziałów i różnicowania komórek w aspekcie rozwoju zarodkowego. I. Wczesne etapy rozwoju zarodkowego:

1. Molekularne podłoże determinacji płci

2. Molekularne mechanizmy kontroli rozwoju zarodkowego w organizmach modelowych (Caenorhabditis elegans, Drosophila melanogaster, Xenopus laevis)

3. Molekularna regulacja wczesnych etapów rozwoju zarodkowego kręgowców wyższych

Ćwiczenie/Seminarium 5

Ćwiczenie 5

1. Opanowanie umiejętności przygotowywania, przedstawiania i dyskutowania wystąpień naukowych

2. Konstruowanie schematów molekularnej regulacji wybranych narządów i tkanek

1. preparaty mikroskopowe - przekroje przez zarodek kurczęcia na etapach różnicowania pęcherzyków mózgowych i zawiązka serca

Seminarium 5

Molekularne podstawy regulacji różnicowania w aspekcie rozwoju zarodkowego. II. Organogeneza

1. Molekularne regulacja rozwoju układu ruchu (szkieletowego i mięśniowego)

2. Molekularna regulacja rozwoju układu moczowo-płciowego

3. Molekularna regulacja rozwoju układu nerwowego

4. Molekularna regulacja rozwoju układu sercowo-naczyniowego

Ćwiczenie/Seminarium 6

Ćwiczenie 6

Analiza poziomów organizacji informacji genetycznej w komórce.

Analiza kariotypu prawidłowego:

1. Chromosomy X i Y człowieka

1. preparat mikroskopowy - ciałka Barra i F w komórkach nabłonka jamy ustnej

2. Analiza kariotypów ludzkich

1. wydruki kariogramów

3. Budowa chromosomów

1. preparat mikroskopowy chromosomów człowieka - w płytce metafazowej

4. Badania chromosomów

1. omówienie hodowli komórkowej limfocytów

2. metody analizy chromosomów

3. analiza chromosomów wybarwionych metodami prążków C i G

Seminarium 6

Molekularna organizacja informacji genetycznej: Genom:

1. Kariotyp prawidłowy, cytogenetyczna nomenklatura chromosomów człowieka

2. Metodyka analiz cytogenetycznych: techniki hodowli komórkowych - limfocytów, fibroblastów, amniocytów, komórek trofoblastu, indukowana transformacja blastyczna

3. Metody analizy chromosomów - barwienia: GTG, HRT, QFQ, RHG, CBG, technika Ag-NOR

4. Metoda hybrydyzacji in situ i jej pochodne

5. Analiza chromosomów w cytometrze przepływowym

Ćwiczenie/Seminarium 7

Ćwiczenie 7

Analiza wybranych zaburzeń w organizacji informacji genetycznej

1. Analiza kariotypów nieprawidłowych w oparciu o wydruki kariogramów

Seminarium 7

Molekularne podłoże aberracji chromosomowych:

1. Aberracje chromosomowe strukturalne (translokacje, insercje, inwersje, izochromosomy, delecje, duplikacje, chromosomy koliste i dicentryczne)

2. Aberracje chromosomowe liczbowe (euploidia, aneuploidia)

3. Molekularne podłoże wybranych aberracji chromosomowych (zespołów o podłożu genetycznym)

Ćwiczenie/Seminarium 8

Ćwiczenie 8

Analiza molekularnego podłoża wybranych mutacji na przykładzie Drosophila melanogaster

1. preparaty mikroskopowe Drosophila melanogaster -

1. fetnotypy dziki

2. wybrane fenotypy mutantów

1. white,

2. ebony,

3. yellow,

4. vestigial,

5. bar;

6. sine oculi (eyeless)

Seminarium 8

Molekularne podłoże mutagenezy:

1. Typy i podłoże zmienności występującej w przyrodzie

2. Mutacje spontaniczne i indukowane

3. Mutacje punktowe

4. Mutacje dynamiczne

5. Mutacje miejsc cięcia na granicy intron-egzon

6. Insercja transpozonów

7. Przyczyny mutacji sekwencji aminokwasowych produkowanego polipeptydu

8. Mechanizmy naprawcze

Ćwiczenie/Seminarium 9

Ćwiczenie 9

Analiza i interpretacja wyników diagnostycznych badań molekularnych:

1. Analiza (interpretacja) wyników metody FISH

2. Analiza wyniku sekwencjonowania - wykrywanie mutacji i polimorfizmów

3. Prezentacja wykonania standardowego PCR i sekwencjonowania DNA

4. Cytometryczna analiza zawartości DNA w komórce; interpretacja wyników uzyskanych z cytometru przepływowego

5. Filmy instruktarzowe wykonania wybranych badań molekularnych

Seminarium 9

Wprowadzenie do wybranych zagadnień z biotechnologii:

1. Rekombinowanie i klonowanie DNA, analiza i zastosowania klonowanego DNA,

2. Łańcuchowa reakcja polimeryzacji (PCR) i sekwencjonowanie kwasów nukleinowych

3. GMO - metody, wykorzystanie w medycynie, transgeniczne rośliny i zwierzęta

4. Metody wykrywania mutacji

5. Genoterapia

6. Komórki macierzyste, techniki pozyskiwania, hodowla, zastosowania w medycynie

Ćwiczenie/Seminarium 10

Ćwiczenie 10

Opanowanie umiejętności przygotowywania, przedstawiania i dyskutowania wystąpień naukowych. podstawy komunikacji miedzykomórkowej

Seminarium 9

Sygnalizacja komórkowa, szlaki przekazywania sygnałów

1. Poziomy komunikacji międzykomórkowej, crosstalk

2. Receptory powierzchniowe komórki, zapoczątkowanie sygnału, kaskada sygnałowa, efektory i przekaźniki wtórne

3. Receptory wewnątrzkomórkowe, transformacja receptora zależna od steroidu, translokacja pobudzonego receptora do jądra komórkowego, transaktywacja ekspresji genu swoista dla hormonu steroidowego

4. Wybrane ścieżki sygnalizacyjne (Wnt, Shh, TGFβ); defekty ścieżek sygnalizacyjnych w etiologii wad wrodzonych

4

---