1. Biologia jak nauka i paranauka.

Nauka jest oparta na metodzie naukowej tzn. musi istnieć możliwość falsyfikacji (hipoteza musi umożliwiać jej zaprzeczenie, wtedy jest hipotezą naukową). Przedmiotem badań naukowych mogą być tylko zjawiska występujące obiektywnie i powtarzalnie. Nauka służy wyjaśnieniu funkcjonowania świata. Paranauka zarzuca nauce wykorzystywania swojego autorytetu, aby promować niesprawdzone hipotezy i domysły, które nie dają się zweryfikować naukowo.

2.Różnorodność form życia – przyczyny rozbieżności szacowania liczebności:

•powtórzenia w odkryciach (zapisach) gatunków uważanych za wcześniej nieznane (brak dokładności sprawdzania)

•ponowne odkrycia gatunków wcześniej uznanych za wymarłe (wpisanie dwa razy do bazy organizmów)

•zbyt mała ilość osób zajmujących się systematyką organizmów (tylko 10 000)

•badania DNA

3.Pojęcie gatunku w ujęciu Ernesta Mayra – grupę osobników, pomiędzy którymi istnieje rzeczywista lub potencjalna zdolność do produkcji płodnego potomstwa w wyniku krzyżowania się osobników, oddzieloną reprodukcyjnie od innych takich grup nazywamy gatunkiem.

4.Człowiek – taksonomia:

•Królestwo: Animalia (zwierzęta)

•Typ: Chordada (strunowce)

•Podtyp: Vertebrata (kręgowce)

•Gromada: Mammalia (ssaki)

•Rząd: Primates (naczelne)

•Rodzina: Hominidae(człowiekowate)

•Rodzaj i gatunek:Homo sapiens(człowiek rozumny)

5.Zapłodnienie in vitro (inaczej pozaustrojowe) – technika rozrodu wspomagana medycznie, metoda zapłodnienia polegająca na doprowadzeniu do połączenia komórki jajowej z plemnikiem w warunkach laboratoryjnych, poza żeńskim układem rozrodczym. Stosowana jako sposób leczenie niepłodności w przypadku gdy inne metody nie mają zastosowania lub nie przyniosły oczekiwanego rezultatu. Metoda ta polega na przeprowadzeniu hormonalnie sterowanego procesu owulacji i pobraniu komórek jajowych łączonych z plemnikami w warunkach laboratoryjnych. Zarodki uzyskane podczas takiego zapłodnienia są następnie umieszczane z macicy i jeśli dojdzie do zagnieżdżenia to ciąża przebiega dalej w sposób naturalny (w zależności od wieku dzieje się tak w ok. 25-30% przypadków). Szansa na urodzenie dziecka wynosi ok. 20% w przypadku pojedynczej próby zapłodnienia pozaustrojowego.

6.Pionierzy mikroskopii optycznej:

•Hans i Zachariasz Janssen – wspólnie skonstruowali z dwóch soczewek pierwszy mikroskop

•Antonie van Leeuwenhoek – konstruktor mikroskopów. Przypisuje mu się opisanie wielu struktur anatomicznych i organizmów, a także odkrycie bakterii. Jako pierwszy opisał też ludzki plemnik.

•Robert Hooke – odkrywca podstawowego prawa elastyczności oraz istnienia komórek roślinnych. Wykazał też ważną dla mikroskopii zasadę: 1 cal2 – 1 259 712 000 komórek

7 odkrywcy

•Karol Linneusz – autor dzieła Systema Naturae w którym opisał podstawy stworzonego wcześniej przez siebie systemu klasyfikacji organizmów, a także upowszechnił zasadę dwuczłonowego nazewnictwa organizmów (1 - rodzaj organizmu, 2 – gatunek). Stworzony przez niego system stał się podstawą dla współczesnej systematyki organizmów żywych.

•Ludwik Pasteur – wyjaśnił proces fermentacji, dopracował szczepionki przeciwko wąglikowi i wściekliźnie, a także udowodnił, że organizmy żywe nie mogą powstawać z materii nieożywionej (idea samorództwa – obalił ją dla świata mikrobiologii).

•Robert Koch – autor postulatów Kocha pozwalających określić czy dany mikroorganizm jest czynnikiem chorobotwórczym. Odkrywca m.in. bakterii wywołujących wąglika, cholerę i gruźlicę. W 1905r. został laureatem Nagrody Nobla za badania nad gruźlicą.

•Karol Darwin – twórca teorii ewolucji, zgodnie z którą wszystkie organizmy pochodzą od wcześniejszych form. Rozgałęziony schemat ewolucji uzasadniał on doborem naturalnym (na początku XX wieku zostało to oficjalnie zatwierdzone przez naukowców jako podstawowy mechanizm ewolucji). W zmodyfikowanej formie jego teorię zespalają nauki o życiu i tłumaczą różnorodność biologiczną.

•Eduard Strasburger – jako pierwszy przeprowadził badania nad roślinami nagonasiennymi i okrytonasiennymi. Wprowadził i opisał pojęcia cytoplazmy i nukleoplazmy. W swojej książce przedstawił główne założenia mitozy.

•Frederick Griffith –zajmował się genetyką i jako pierwszy zbadał i opisał zjawisko transformacji DNA. Zajmował się również badaniami nad szczepionką przeciwko zapaleniu płuc.

•Erwin Chargaff – badacz DNA, jest autorem zasad Chargaffa:

a)Liczba zasad adeninowych jest równa liczbie zasad tyminowych oraz liczba zasad cytozynowych jest równa liczbie zasad guaninowych (A=T oraz C=G) b)Kompozycja zasad DNA różni się pomiędzy gatunkami Jego zasady umocniły hipotezę o DNA jako materiale genetycznym.

•James Watson i Francis Crick – bazując na danych dyfrakcji promieni X otrzymanych przez Rosalind Franklin i zasadach Chargaffa opracowali model budowy przestrzennej podwójnej helisy DNA (dostali za to Nagrodę Nobla w 1962r.).

•Marshall Nirenberg, Robert Holley i Har Gobind Khorana – opisanie kodu genetycznego oraz jego roli w syntezie białek (Nagroda Nobla w 1968r.).

•Bronisław Niklewski – opisał procesy nitryfikacji w glebie.

•Rudolf Weigl – wynalazca pierwszej na świecie skutecznej szczepionki przeciwko tyfusowi plamiastemu co pozwoliło na walkę z jego epidemią.

•Ludwik Hirszfeld – zajmował się immunologią, badał związek zjawisk odporności z krzepliwością krwi. Odkrył prawa dziedziczenia grupy krwi i wprowadził oznaczenia grup krwi przyjęte na całym świecie). Oznaczył czynnik Rh oraz odkrył przyczynę konfliktu serologicznego.

•Hamilton Othanel Smith – odkrył drugi typ enzymów restrykcyjnych (praca wspólna), a także odczytał pierwszy genom bakterii.

•W 2003 roku międzynarodowe konsorcjum naukowców ogłosiło oficjalne zakończenie prac nad poznaniem genomu ludzkiego - Human Genome Project.

9.Teoria ewolucji Darwina – teoria wyjaśniająca mechanizm zmian organizmów na przestrzeni milionów lat oraz powstawanie gatunków. Główne stwierdzenia:

•świat istot żywych jest zmienny

•proces zmian jest ciągły i stopniowy

•wszystkie gatunki są ze sobą spokrewnione

•zmiany ewolucyjne są wynikiem doboru naturalnego

10.Datowanie – przypisywanie zdarzeniom dat, używane są różne metody (dendrochronologiczne – wzory słojów; historyczne, izotopowe, badanie racemizacji aminokwasów):

a)Ograniczenia:

•Niepełna znajomość warunków otoczenia oraz ich wpływu

•Błędy w odczycie

•Klasa dokładności przyrządów pomiarowych

•Czynnik czasowy

b)Niepewność pomiarowa – parametr związany z pomiarem charakteryzujący rozrzut zmierzonej wartości na danym przedziale (nie może być ona wyznaczona dokładnie, może zostać tylko oszacowana). Każdy pomiar jest obarczony niedokładnością.

11.Doświadczenie Millera i Ureya – eksperyment mający na celu wyjaśnienie powstania życia na ziemi. Polegał na symulowaniu hipotetycznych warunków środowiska wczesnej Ziemi i testował możliwość zaistnienia w danych warunkach ewolucji chemicznej. Założenia opierały się na hipotezie, że redukcyjna atmosfera Ziemi w owym czasie sprzyjała syntezie związków organicznych z nieorganicznych prekursorów.

- Składniki początkowe: woda, metan, amoniak, wodór. - Przebieg: Dwie kolby, w jednej znajduje się woda, w drugiej elektrody, pomiędzy którymi przepuszczono wyładowania elektrycznej (stymulujące wyładowania elektryczne w atmosferze). Kolba z wodą jest podgrzewana, a para wodna z niej miesza się z doprowadzanymi gazami, następnie poddawana jest wyładowaniu elektrycznemu i wraca do kolby z wodą po wcześniejszym schłodzeniu.

- Wyniki: Po tygodniu 10-15% węgla znajdowało się w związkach organicznych, 2% węgla utworzyło 13 aminokwasów (z 20-22 budujących białka w organizmach żywych) – najczęstszym aminokwasem

Był to pierwszy eksperyment wykazujący możliwość uzyskania podstawowych składników organizmów żywych z materii nieorganicznej.

12.Rybozymy – substancje zbudowane z kwasu rybonukleinowego RNA, zdolne do katalizowania pewnych reakcji chemicznych. Występują u wszystkich organizmów żywych, przede wszystkim w mechanizmie syntezy białek oraz przemian kwasów nukleinowych. Pełnią też inne funkcje – m.in. wchodzą w skład wielu wirusów. Pojawiły się już badania nad użyciem ich w leczeniu różnych chorób – np. zakażenia wirusem HIV oraz w terapii genowej.

13.Samoorganizacja – element hipotezy „Świata RNA”. Zakłada ona ewolucję chemiczną w wyniku których z prostych związków nieorganicznych powstały skomplikowane związki organiczne (doświadczenie w punkcie nr 11), SAMOORGANIZACJĘ powstałych związków w replikujące się struktury (etap przejścia martwych kompleksów organicznych do pierwszych organizmów żywych), a także ewolucję biologiczną prowadzącą do dzisiejszej różnorodności form życia.

Nośnikami informacji genetycznej nazywamy kwasy rybonukleinowe RNA i deoksyrybonukleinowe DNA. Informację genetyczną stanowi chemicznie zapisana kolejność deoksyrybonukleotydów (głównie w jądrach komórkowych). Informacja te za pomocą transkrypcji jest przepisywana i przekazywana do cytoplazmy w formie sekwencji polirybonukleotydowej łańcuchów RNA. Na podstawie nici mRNA tworzone są białka (zapewniające prawidłowe funkcjonowanie komórki).

Znaczenie cząstek amfifilowych – są to cząstki posiadające zdolność rozpuszczalności w dwóch różnych substancjach (np. cząstka z jednym końcem hydrofilowym, a drugim hydrofobowym). Dzięki takiej właśnie właściwości lipidy tworzą ściany błony komórkowej, a także możliwe są niektóre przemiany enzymatyczne.

14.Woda jako środowisko życia:

•Życie powstało w wodzie i woda w organizmie jest produktem absolutnie niezbędnym do życia

•Woda jest najczęściej występującym składnikiem organizmów żywych (75-85%)

•Substancje budujące cytoplazmę występują na ogół w fazie wodnej, podobnie jak składniki organelli komórkowych

•Podstawowym składnikiem płynów ustrojowych wypełniających jamy ciała oraz naczynia krwionośne i limfatycznej jest woda

•Woda jest niezwykła pod względem właściwości: wysoka temperatura topnienia i wrzenia, wysokie ciepło parowania, duża pojemność cieplna, wysoka stała dielektryczna, dość duża lepkość i ciężar właściwy, wysokie napięcie powierzchniowe i anomalna rozszerzalność

•Jest dobrym rozpuszczalnikiem wielu substancji – substancje pokarmowe mogą przedostawać się do komórek w postaci roztworów, a produkty metabolizmu i inne zbędne substancje są usuwane na zewnątrz w postaci rozpuszczonej w wodzie

•Transport różnych substancji wewnątrz komórek może odbywać się tylko za pośrednictwem wody

•Bierze udział w wielu reakcjach chemicznych jako substrat lub produkt reakcji

•Jest czynnikiem umożliwiającym wzrost szybki komórek i tkanek

15.Informacja strukturalna – stopień uporządkowania danego układu.

Priony – infekcyjne białka, występujące powszechnie w każdym organizmie, w pierwotnej postaci są niegroźne. Dopiero gdy zmienią swój układ przestrzenny (konformacja – bez zrywania wiązań chemicznych, ale ze zmianą właściwości fizykochemicznych) stają się białkiem prionowym infekcyjnym. Są one przyczyną takich chorób jak Creutzfeldta-Jakoba, śmiertelna bezsenność oraz BSE u bydła

16.Życie w atmosferze tlenu (tlen z CO2 czy H2O).

Pierwotnie atmosfera nie zawierała tlenu. Pojawił się on wskutek oddziaływania promieni UV z wodą. Jego ilość w atmosferze bardzo się wahała (35%, 17%, 23%). Fotosynteza, która wykształciła się później, również przyczyniła się do zwiększenia ilości tlenu w atmosferze. Proces ten polega na wchłanianiu przez roślinę dwutlenku węgla, po czym następują pewne reakcje w komórkach roślinnych, a ich efektem ubocznym jest wydzielanie tlenu (w węglowodanach tlen pochodzi z wody). Zwiększenie stężenia tlenu jest bardzo szkodliwe dla roślin, zwierząt i ludzi (np. szybciej opadające liście, hemoglobina, która jest nośnikiem tlenu pobieranego z atmosfery zawiera go 97%, więc podniesienie stężenia wpływa na gromadzenie się dwutlenku węgla, co umożliwia zatrucie się nim).

17.Praktyczne znaczenie sztucznej komórki.

a)Transformacja materiału genetycznego

b)możliwość wytworzenia białek (wymagana izolacja)

c)zdolność utrzymywania funkcji życiowych

d)zdolność powielania – rozmnażania

e)pełnienie nowych, innych funkcji niż dotychczas

19. Teoria komórkowa (organelle komórkowe, sposób izolacji, Svedberg, komórki eukariotyczne i prokariotyczne – znaczenie praktyczne).

Organelle komórkowe:

•jąderko – element jądra komórkowego, zagęszczenie chromatyny, odpowiedzialne za syntezę RNA, głównie rRNA, w trakcie podziału komórkowego zanika;

•jądro komórkowe – zawiera błonę jądrową (nieprzepuszczalną dla większości substancji) i blaszkę jądrową oraz DNA, które w połączeniu z białkami histonowymi tworzą chromosomy, zajmuje się przechowywaniem i powielaniem informacji genetycznej, oraz kontrolowaniem czynności komórki przez regulowanie ekspresji genów;

•rybosomy – zbudowane z rRNA i białek, produkuje białka w czasie translacji;

•liposom – powstaje samoistnie z fosfolipidów, ma postać pęcherzyka wypełnionego wodą i otoczonego podwójną warstwą lipidową,

•retikulum endoplazmatyczne szorstkie – nieregularna sieć cystern, kanalików i pęcherzyków, zawiera liczne rybosomy na zewnętrznej powierzchni, syntezuje białka;

•aparat Golgiego – zbudowane z diktisomów, ma wpływ na chemiczne modyfikacje substancji zużywanych przez komórkę;

•cytoszkielet – sieć włóknistych struktur w komórce eukariotycznej, dzięki niemu organella nie pływają swobodnie w cytoplazmie;

•retikulum endoplazmatyczne gładkie- nie zawiera rybosomów,, syntezuje tłuszcze;

•mitochondria – w wyniu oddychania wewnątrz komórkowego powstaje ATP, kontroluje cykl komórkowy;

•wakuola – w komórkach zwierzęcych wiele małych, w komórkach roślinnych jedna duża, przede wszystkim funkcja magazynująca np. wodę;

•cytoplazma - część protoplazmy komórki eukariotycznej pozostająca poza jądrem komórkowym, w prokariotycznej – cała protoplazma, powierzchnia dla większości procesów metabolicznych;

•lizosom – struktury koliste otoczone błoną występujące tylko w komórkach eukariotycznych, zawierają enzymy rozkładające białka, kwasy nukleinowe, węglowodany i tłuszcze, zachodzi tu proces trawienia i rozkładu niepotrzebnych składników;

•centriole – zbudowane z mikrotobul ułożonych w formie cylindra, tworzą strukturę centrosomu, występują tylko w komórkach zwierzęcych, rola w organizacji wrzeciona podziałowego i w przebiegu cytokinezy;

•Chloroplast (ciałko zieleni) – otoczone podwójną błoną białkowo-lipidową, występują u roślin i glonów eukariotycznych, zawierają zielone barwniki chlorofile pochłaniające energię światła słonecznego potrzebną do fotosyntezy. W nich zachodzi przemiana dwutlenku węgla oraz wody z wykorzystaniem energii świetlnej w glukozę oraz tlen;

•Peroksysom - organellum komórki eukariotycznej, otoczone jedną błoną, o kształcie owalnym, w komórce roślinnej w bezpośrednim kontakcie z chloroplastami i mitochondriami, u zwierząt – z enzymem katalazą – uczestniczący w procesie neutralizacji szkodliwego nadtlenku wodoru;

•endosom – bierze udział w transporcie cholesterolu;

•kompleks porowy – struktura bardzo złożona, odpowiedzialna za to, co może się dostać do wnętrza komórki;

Svedberg – jednostka stałej sedymentacji Svedberga równa 1013 sekundy. izolowane, przez ultrawirowanie roztworów powstałych po lizie(rozpad obłonionych elementów i wylanie ich zawartości do środowiska) komórek, podjednostki rybosomów, zostały nazwane zgodnie z ich właściwościami sedymentacyjnymi zależnymi od kształtu i masy cząstek, a także właściwości fizycznych roztworu, w którym sedymentują.

Komórki eukariotyczne posiadają jądro komórkowe, w którym znajduje się informacja genetyczna DNA( wraz z białkami w rybosomach), mają bardziej złożoną strukturę niż komórki prokariotyczne. Jedna komórka może tworzyć samodzielny organizm. W organizmach wielokomórkowych każda z komórek może pełnić wiele funkcji.

Komórki prokariotyczne nie mają jądra komórkowego, jego funkcje zastępuje nukleoid, w cytoplazmie występuje mała ilość organelli komórkowych. Zawsze tworzą jednokomórkowe organizmy (bakterie, w tym sinice).

20.Transport wewnątrzkomórkowy i jego znaczenie.

Transportem wewnątrzkomórkowym nazywamy transport substancji między przedziałami wewnątrzkomórkowymi przez błony. Dzieli się go na transport aktywny i bierny. Transport aktywny zachodzi z udziałem mechanizmów transportujących lub substancji przekaźnikowych ze środowiska o mniejszym stężeniu do środowiska o większym stężeniu (wbrew gradientowi elektrochemicznemu), wymaga on dostarczenia energii chemicznej lub zmniejszenia entalpii swobodnej układu, np. pompa sodowo – potasowa. Transport bierny odbywa się zgodnie z gradientem stężeń (z wyższego do niższego) i dzieli się na dyfuzję prostą (w komórce dyfuzja prowadzi do wyrównania stężeń substancji po obu stronach błony komórkowej, na drodze dyfuzji przechodzą przez błonę substancje o niewielkich, obojętnych cząsteczkach, np. gazy, oraz substancje rozpuszczalne w tłuszczach, np. kwasy tłuszczowe), osmozę (przez półprzepuszczalną błonę przemieszcza się rozpuszczalnik w celu wyrównania stężeń roztworu po obu stronach błony, np. transport wody) oraz dyfuzję ułatwioną (odbywa się przy udziale białek, które uczestniczą w transporcie jonów oraz substancji o większych cząsteczkach zgodnie z gradientem ich stężeń. Białka transportujące pełnią funkcję przenośników lub budują kanały jonowe, białko przenośnikowe posiada specyficzne miejsce, do którego przyłącza się ściśle określona substancja, np. cząsteczka glukozy, przyłączenie przenoszonej substancji powoduje zmianę konformacji białka, a efektem tego jest przeniesienie tej substancji przez błonę).

21.Synteza, kontrola syntezy białek, dystrybucja, sekwencje sygnałowe, białka w błonach lizosomów a hydrolazy

Synteza białek odbywa się w rybosomach, są zbudowane z reszt aminokwasowych połączonych wiązaniami polipeptydowymi. Kontrolują ją procesy hormonalne i energetyczne. Istotną rolę w wewnątrzkomórkowym transporcie białek pełnią zamieszczone w strukturze białka sekwencje sygnałowe. Są to molekularne adresy będące ciągiem aminokwasów, najczęściej kilkunastu lub kilkudziesięciu, na tyle swoiste, iż zapewniają dostarczenie białka tam gdzie jest jego miejsce. Poszczególne peptydy sygnałowe różnią się wieloma cechami np. rodzajem aminokwasów oraz lokalizacją wewnątrz łańcucha polipetydowego. Ruch białek wewnątrz komórki odgrywa istotną rolę w jej funkcjonowaniu, ponieważ wpływa na aktywność, wzrost i różnicowanie, a więc także na stan tkanek i całego organizmu.

Błona lizosomów może zostać uszkodzona przez hydrolazy (mają enzymy przecinające białka) przez co niszczone jest organelle i błony.

22. Transport pęcherzykowy transportuje substancje rozpuszczalne w cytozolu i związane z błoną (np. jej składniki) oraz zapewnia możliwość sortowania transportowanych substancji zależnie od ich przeznaczenia. Proces ten zaczyna się od przyłączenia do receptora ładunku (umieszczonego w cytozolu) cząsteczki ładunku. Później adaptyna (białko) rozpoznaje ten receptor i pozwala przyłączyć go do kompleksu klatryn. Jeśli istnieje dostatecznie dużo kompleksów, powstaje płaszcz klat rymowy okrywający receptor – powstaje pęcherzyk. Dynamina odcina go. Następnie płaszcz staje się niepotrzebny i opada, ponieważ pęcherzyk musi zostać rozpoznany. Nastepuje fuzja, czyli „zrośnięcie” się pęcherzyka i jego miejsca docelowego.

Transport cholesterolu do komórek. Zachodzi endocytoza (transport większych cząsteczek w postaci wakuol, wnikają do błony komórkowej wraz z jej niewielką częścią). Receptory LDL przyłączają cząsteczkę ładuku, po czym tworzy się płaszcz klat rymowy i po jego zdjęciu zastępuje fuzja z endosomem (fagosomem), po czym następuje połączenie z lizosomem (fagolizosom), gdzie enzymy hydrolityczne rozkładają niektóre składniki, a poza fagolizosom wydostaje się wolny cholesterol. Pęchrzyk transportujący z endosomu zostaje odłączony i powraca do receptorów LDL błony komórkowej..

24.Ogólna charakterystyka komórek nowotworowych, onkogeny i supersory.

a)Komórki nowotworów złośliwych – nie trzymają się miejsca w którym powstały, potrafią powędrować do naczyń krwionośnych i dostać się wraz z krwią do bardziej odległych miejsc organizmu;

b)Komórki nowotworów łagodnych – nie mają zdolności wnikania do naczyń, ich wzrost ogranicza się do jednego miejsca, nie powodują przerzutów, rozwijają się powoli

Onkogeny – geny nowotworów, powstają przez mutację w protoonkogenach, pozostaje w stale aktywnej formie, komórka w której dochodzi do jego powstania poddana zostaje transformacji nowotworowej, są genami dominującymi, ale rzadko się je dziedziczy.

Supersory – geny znoszące fenotypowy efekt mutacji w innych genach, kodują zmutowany typ tRNA

25.Znaczenie heterogeniczności komórek nowotworowych, komórki nowotworowe i macierzyste, teoria nowotworowych komórek macierzystych, przyczyny trudności leczenia chorób nowotworowych, drogi poszukiwania nowych terapii.

Heterogeniczność komórek nowotworowych może występować nawet w granicach tego samego guza. Jej przyczyną może być to, że pewne komórki są odporne na działanie leków lub to, że komórki nowotworowe posiadają komórki macierzyste, przez co powielają się. Może to spowodować rozwój nowotworu oraz utrudnia leczenie- nieskuteczność chemioterapii i źle wpływa na samopoczucie pacjenta.

Komórki nowotworowe i macierzyste: nie ma pewności, że wszystkie komórki z hodowli uległy takiemu samemu przekształceniu - możliwość powstania nowotworowych komórek, szczególnie przy osłabionym systemie immunologicznym, wiele cech wspólnych (nieograniczona zdolność do podziału, duża wrażliwość na otoczenie).

Teoria nowotworowych komórek macierzystych: nie wszystkie z nich będą komórkami zmiennymi nowotworowo, nie maja tego samego kodu genetycznego (konieczność stosowania wielolekowej terapii).

Przyczyny trudności leczenia chorób nowotworowych:

a)Duża ilość odmian

b)Wymagane byłoby zbadanie każdego pacjenta indywidualnie pod kątem genetycznym – duże koszty;

c)Nie ma uniwersalnej dawki promieniowania niszczącej wszystkie komórki nowotworowe – zbyt duża może uszkodzić zdrowe komórki

d)Komórki aneuploidalne – nierównomierny podział materiału genetycznego, niepowtarzalność genetyczna – uodpornienie na niektóre leki

e)Istnienie komórek macierzystych – nieskuteczność chemioterapii,

Drogi poszukiwania nowych terapii:

a)Terapia genowa – germinalna (cechy dziedziczone), somatyczna (nie dziedziczone)

b)hodowle zwierząt laboratoryjnych o zwiększonej odporności na zmiany nowotworowe

c)nowe sposoby dostarczania leków

d)Kontrola genów supersorowych

e)Kontrola angiogenezy

f)Wspomaganie układu immunologicznego

g)Istnieją macierzyste komórki nowotworowe, ale nie wszystkie się rozmnażają – zabić tylko te, które się rozmnażają

26.Atlas Genomu Nowotworowego (argumenty za i przeciw), tranzycja, transwersja, delecja, insercja,

Tranzycja - zmiana prawidłowych nukleotydów w DNA na inne w ramach jednej grupy zasad azotowych (puryn lub pirymidyn) - adeniny na guaninę, a cytozyny na tyminę (i na odwrót). Jeden z rodzajów mutacji genowych.

Transwersja - mutacja genowa, punktowa zmiana chemiczna w obrębie nici DNA, w której zasada purynowa ulega zamianie na pirymidynową lub odwrotnie. Mutacja taka może nie spowodować żadnej zmiany lub zmianę kodu genetyczego (UUU → UUA) albo też skróconą syntezę białka (UCG → UCA).

Delecja - jeden z typów mutacji genowej dotyczącej zmiany składu nukleotydowego DNA. Polega na utracie jednej lub większej liczby par nukleotydów z DNA genowego. Np. delecja trójki nukleotydów powoduje brak jednego aminokwasu w łańcuchu.

Insercja - najczęściej spontaniczna mutacja genu polegająca na wstawieniu krótkiej sekwencji DNA w obrębie pojedynczego genu albo wstawieniu dłuższego fragmentu chromosomu. Wstawienie przynajmniej jednego nukleotydu. Insercja trójki nukleotydów powoduje powstanie dodatkowego aminokwasu w łańcuchu. Insercja liczby nukleotydów nie będącej wielokrotnością liczby 3 prowadzi do przesunięcia ramki odczytu i zmiany wszystkich kodonów od miejsca insercji począwszy.

27.Cechy kodu genetycznego, mutacje chromosomowe liczbowe.

Cechy kodu genetycznego:

•Trójkowy – podstawowe jednostki kodu zbudowane z trzech zasad (kodonu);

•Bezprzecinkowy – między trójkami kodującymi nie ma dodatkowych elementów;

•Zdegenerowany – jeden aminokwas może być kodowany przez kilka różnych trójek;

•Uniwersalny – kod genetyczny taki sam we wszystkich organizmach;

•Jednoznaczny – każda trójka koduje jeden i ten sam rodzaj aminokwasu;

•Niezachodzący – kodony nie zachodzą na siebie.

Mutacje chromosomowe liczbowe obejmują największe zmiany materiału genetycznego ( całe liczby chromosomów). Zmieniana może być pojedyncza liczba chromosomów (aneuploidy – np. plus jeden, minus jeden). Aneuploidy dzielą się na monosomie (2n-1), trisomie (2n+1) i tetrasomie (2n+2). Istnieje również szansa na zmianę całego garnituru chromosowego n (euploidy – np. wielokrotność własnych genów 3n). Euploidy dzielą się jeszcze na autopoliploidy – mutanty jednego gatunku o zmienionej liczbie n oraz allopoliploidy, czyli mutanty powstałe na skutek połączenia ze sobą różnych gatunków n1+n2. Przyczyną tego może być zakłócenie przebiegu zjawiska crossing - over lub pękania chromosomów w czasie interfazy.

28.Antysensowe RNA: To genetyczny odcinek jednoniciowego RNA, który jest komplementarny do sekwencją mRNA. Powstaje w wyniku wykorzystania nici sensownej (kodująca nić DNA) jako matrycy podczas transkrypcji(synteza RNA na macicy DNA w żywych komórkach). Jego zadaniem jest regulacja ekspresji genów (odczytanie informacji genetycznej zawartej w genie i przepisanie jej) na białko.

29.. Znaczenie 7-metyloguanozy i poli-A.

Poli-A jest szeregiem nukleotydów adeninowych, które są dodawane przez poliadenylację (modyfikacja eukariotycznego mRNA dotycząca końca 3’ cząsteczki). Po zakończeniu syntezy transkryptu mRNA jest przecinane w pewnej odległości, a następnie poli-A dołączane jest do (do końca 3') (od 50 do 250 nukleotydów adeninowych). Zabieg taki ma na celu zabezpieczenie cząsteczki mRNA eukariontów przed degradacją zanim zdąży opuścić jądro komórkowe. Ponadto transkrypt z ogonem poli-A jest wydajniejszą matrycą w trakcie translacji. Reszta 7-metyloguanozy natomiast przyłącza się do 5’ końca cząsteczki, przez co powstaje wiązanie, które zabezpiecza przed dostaniem się szkodliwych substancji.

30. Sekwencjonowanie DNA

Sekwencjonowanie DNA – technika odczytywania sekwencji, czyli kolejności par nukleotydowych w cząsteczce DNA. Sekwencjonowanie dokonuje się przy pomocy zautomatyzowanych sekwencjonatorów.

Przykład sekwencji DNA

GACACCATCGAATGGCGCAAAACCTTTCGCGGTATGGCATGATAGCGCCCGGAAGAGAGTCAATTCAGGG

gdzie: A – adenina; C – cytozyna; G – guanina; T – tyminy

31.Pseudogeny

Pseudogen - niedziałająca kopia genu, na przykład zawierająca błędy w obszarze kodującym co sprawia, że zawartej w nim informacji genetycznej nie można odczytać. Pseudogeny powstają na drodze duplikacji genu i uszkodzenia dodatkowej kopii, lub na drodze retropozycji, czyli odwrotnej transkrypcji mRNA danego genu i integracji do genomu. Retropseudogeny nie posiadają sekwencji regulatorowych. Pseudogeny są fragmentami DNA o sekwencji niemal identycznej z sekwencją genów normalnych, różnią się tym tylko, że zawierają liczne mutacje, które uniemożliwiają powstanie funkcjonalnego białka. W przeciwieństwie do genów funkcjonalnych nie zawierają one intronów i nie mają sekwencji promotorowych.

32.Hodowle komórkowe : Sterylne warunki są niezbędne w prowadzeniu wydajnej hodowli komórkowej i tkankowej. Zakażenie mikrobiologiczne jest niepożądanym zjawiskiem, które wpływa negatywnie na hodowle in vitro, co skutkuje zniszczeniem linii komórkowych i koniecznością powtórzenia zarówno procesów hodowli, jak i samych badań.

Najważniejszymi czynnikami abiotycznymi wpływającymi na wzrost i rozwój drobnoustrojów, w tym także na podłożach mikrobiologicznych w warunkach laboratoryjnych, są czynniki fizyczne(temperatura), chemiczne (kwasowość, tlenowość), a także zawartość składników odżywczych.

33.ocena ilości mikroorganizmów w powietrzu (metoda Koha), ilość mikroorganizmów w otoczeniu człowieka a czynniki środowiskowo-przemsłowe, Występowanie drobnoustrojów w biosferze:

•Gleba - najwięcej

•Hydrosfera – wody i muły denne, wody podskórne i źródlane

•Atmosfera – trudności w pobieraniu pokarmów

1.Umieścić płytki z podłożami hodowlanymi w różnych punktach badanego pomieszczenia i otworzyć je na 5 minut.

2.Płytki zamknąć i umieścić w cieplarce.

3.Po inkubacji liczyć ilość wyrosłych kolonii.

4.Przeliczyć wyniki na ilość mikroorganizmów wyrosłych w 10 litrach powietrza wg. wzoru:

X =

X – ilość mikroorganizmów w dm3 powietrza

a – ilość kolonii na płytce

B – powierzchnia płytki w m2

t – czas otwarcia płytki (czas sedymentacji) w [min]

1. Ściana komórkowa 2. Błona cytoplazmatyczna 3. Cytoplazma 4Fimbrie 5. Nukleoid 6. rzęska 7.mezonom 8. Ziarna glikogenu9. Ziarna wolutyny 10. rybosomy11. Otoczka 12. Śluz powierzchniowy 13. Krople lipidów

37.gram+ i - , (podobieństwa i różnice, zasada barwienia),

Metoda Grama - metoda barwienia bakterii. Pozwala doświadczalnie zróżnicować te organizmy na dwie duże grupy (Gram-dodatnie i Gram-ujemne) ze względu na różnice w budowie ściany komórkowej oraz, co za tym idzie, także pewne różnice w fizjologii i podatności na leki.

Proces:

Barwniki zasadowe (fiolet krystaliczny lub goryczkowy) Płyn Lugola (2%w/v J w 5% w/v KJ) Kąpiel różnicująca (96% v/v etanol z acetonem): gramujemne (wypłukanie kompleksu barwnik-J) gramdodatnie (zatrzymują kompleks)

Dobarwienie barwnikiem konrastującym np. fuksyną

39.sposoby wymiany materiału genetycznego przez bakterie, sens gatunku, doświadczenie Griffitha, Pojęcie gatunku w sensie biologicznym (Ernest Mayr) : grupę osobników, pomiędzy którymi istnieje rzeczywista lub potencjalna zdolność do produkcji płodnego potomstwa w wyniku krzyżowania się osobników, oddzieloną reprodukcyjnie od innych takich grup: Bakterie są tą mikroorganizmy, które rozmnażają się wyłącznie bezpłciowo na drodze podziału bezpośredniego (amitoza). Kłuci się to z definicją gatunku Mayra, ponieważ zakładał on powstawanie potomstwa w wyniku krzyżowania się osobników.

brytyjski lekarz Fred Griffith przeprowadził doświadczenie, w którym wykazał, że organizmy mogą przekazywać sobie pewne cechy. Griffith wstrzyknął myszom żywe bakterie należące do nieszkodliwego szczepu dwoinki zapalenia płuc razem z zabitymi bakteriami ze szczepu zjadliwego (wywołującego chorobę). Myszy zachorowały. Oznaczało to, że cecha zjadliwości została przekazana pomiędzy szczepami martwych i żywych bakterii. Co więcej: nabyta cecha utrzymywała się w kolejnych pokoleniach bakterii

43.sposoby klasyfikacji drobnoustrojów,

Drobnoustroje, zwane też mikroorganizmami, do których zalicza się bakterie, glony i grzyby to organizmy o niewielkich rozmiarach, widoczne pod mikroskopem. Do drobnoustrojów należą również wirusy, choć nie są one tak naprawdę organizmami żywymi. Obecnie mikroorganizmy należą do różnych królestw systematycznych świata żywego: bakterie, protisty i grzyby. Do protistów należą glony oraz pierwotniaki - jednokomórkowe, nie posiadające budowy tkankowej. Wirusy lokalizowane są na pograniczu świata żywego i nieożywionego. Klasyfikacja drobnoustrojów opiera się na ich budowie morfologicznej, wewnątrzkomórkowej, fizjologii, strukturach antygenowych oraz właściwości chorobotwórczych (w przypadku bakterii i wirusów).

44.cechy leków antybakteryjnych

Antybiotyki to substancje wytwarzane przez bakterie i grzyby, które mają zdolność hamowania procesów życiowych drobnoustrojów chorobotwórczych. Antybiotyki mogą działać bakteriostatycznie i fungistatycznie (hamować rozmnażanie bakterii i grzybów) oraz bakterio- i grzybobójczo (zabijają bezpośrednio komórki bakterii i grzybów chorobotwórczych). Ogólnie biorąc, antybiotyki można podzielić na 3 główne grupy, w zależności od mechanizmu i miejsca ich oddziaływania na komórki drobnoustrojów:

1. Uszkadzające strukturę ściany i (lub) błony komórkowej oraz zaburzające czynności w nich odbywające się (cefalosporyny, penicyliny, polimiksyny, colistyna, vankomycyna).

2. Hamujące syntezę białek strukturalnych i enzymatycznych cytozolu (erytromycyna, linkosamidy, neomycyna, streptymycyna, tetracykliny).

3. Uszkadzające materiał genetyczny drobnoustrojów (ryfamycyna, ryfampicyna, etambutol, gryzeofulwina).

MOLEKULARNE MECHANIZMY DZIAŁANIA ANTYBIOTYKÓW

•zaburzają podstawowe procesy biochemiczne i metaboliczne komórek bakteryjnych

•wchodzą w reakcje z enzymami bakteryjnymi

•tworzą kompleksy z rybosomami

•wbudowywanie antybiotyku w błonę komórkową bakterii

•powodują inhibicję enzymów bakteryjnych

•modyfikują substrat - bakterie nie rozpoznają celu swojego działania

•zaburzają syntezę bakteryjnych kwasów nukleinowych i białek

PRZECIWWSKAZANIA DO STOSOWANIA ANTYBIOTYKÓW:

•antybiotyki nie wykazują skuteczności leczenia wobec chorób wirusowych

•bezpośrednia toksyczność leków - np. uczulenie na Penicylinę

EFEKTY UBOCZNE STOSOWANIA ANTYBIOTYKÓW:

•zaburzenia lub wręcz zniszczenie naturalnej mikroflory organizmu - co powoduje wtórne zakażeni i spadek odporności.

•Rozwój szczepów opornych