PROGRAM WYKŁADÓW

dla studentów II roku Wydziału Lekarskiego I

w roku akademickim 2008/2009

1. Aminokwasy

   1. Aminokwasy jako podstawowa jednostka strukturalna peptydów i białek.

   2. Podział aminokwasów.

   3. Reakcje ogólne aminokwasów: (a) transaminacja, (b) deaminacja, (c) dekarboksylacja.

2. Struktura i właściwości białek

   1. Klasyfikacja białek.

   2. Znaczenie struktury pierwszo-, drugo-, trzecio- i czwartorzędowej białek dla ich funkcji biologicznej (mioglobina, hemoglobina).

   3. Wewnątrzkomórkowa degradacja białek. Rola ubikwityny.

1. Enzymy

   1. Struktura enzymów: (a) grupa prostetyczna, (b) apoenzym.

   2. Koenzymy i rola witamin jako ich składników.

2. Utleniania biologiczne

   1. Cykl kwasu cytrynowego: metabolity i enzymy, źródła acetylo-CoA i szczawiooctanu, włączanie aminokwasów do cyklu, wytwarzanie równoważników redukcyjnych, znaczenie cyklu dla integracji metabolizmu komórki.

   2. Łańcuch oddechowy: źródła równoważników redukcyjnych, struktura poszczególnych ogniw łańcucha oddechowego, transport elektronów i jego inhibitory, miejsca sprzężenia transportu elektronów z syntezą ATP, fosforylacja oksydacyjna (hipoteza chemiosmotyczna, inhibitory).

3. Kwas deoksyrybonukleinowy (DNA)

   1. Struktura i funkcja DNA.

   2. Replikacja DNA: polimerazy DNA u Pro- i Eukaryota, inicjacja replikacji, (sekwencje inicjujące, bańka i widełki replikacyjne, rola topoizomeraz i białek wiążących się do jednoniciowego DNA, synteza inicjatorowego RNA), wydłużanie łańcucha DNA (synteza na nici prowadzącej i na nici opóźnionej), ligaza DNA.

   3. Naprawa DNA, skóra pergaminowata barwnikowa, ataxia teleangiectasia, niedokrwistość Fanconiego.

   4. Inhibitory replikacji DNA i ich znaczenie.

   5. Analiza hybrydyzacyjna DNA (Southern blotting).

   6. Rekombinowany DNA: enzymy restrykcyjne, reakcja łańcuchowej polimerazy (PCR), klonowanie DNA, zastosowanie technologii rekombinowanego DNA w otrzymywaniu aktywnych biologicznie białek.

4. Kwas rybonukleinowy (RNA)

   1. Budowa i rodzaje RNA.

   2. Transkrypcja: polimerazy RNA u Pro- i Eukaryota, inicjacja transkrypcji (rola sekwencji regionu regulatorowego, rola prokariotycznego faktora σ i eukariotycznych faktorów transkrypcji, wydłużanie łańcucha RNA, terminacja transkrypcji u Pro- i Eukaryota (rola sekwencji i faktorów terminacji).

   3. Transkrypcja genów klasy I: 45S pre-rRNA, synteza 28S, 18S i 5,8S rRNA z prekursora 45S.

   4. Transkrypcja genów klasy II: struktura promotorów genów klasy II, pre-mRNA, modyfikacje potranskrypcyjne hnRNA (struktura końca 5', poliadenylacja końca 3', wycinanie intronów), redagowanie mRNA.

   5. Transkrypcja genów klasy III: struktura promotorów genów klasy III, synteza 5S rRNA, faktory transkrypcji, synteza pre-tRNA, modyfikacje potranskrypcyjne pre-tRNA (skrócenie łańcucha nukleotydowego, przyłączenie sekwencji CCA do końca 3', modyfikacja zasad).

   6. Relacje struktura-funkcja w poszczególnych rodzajach RNA.

   7. Analiza hybrydyzacyjna RNA (Northern blotting).

   8. Odwrotna transkrypcja (rola wirusowej rewertazy, komplementarny DNA).

   9. Inhibitory transkrypcji i ich znaczenie.

5. Biosynteza białek

   1. Różnice w budowie rybosomów u Pro- i Eukaryota.

   2. Kod genetyczny, mutacje.

   3. Aktywacja aminokwasów.

   4. Inicjacja, elongacja i terminacja syntezy białek u Pro- i Eukaryota.

   5. Mechanizm działania insuliny oraz interferonu gamma (IFNγ) na szybkość translacji u Eukaryota.

   6. Antybiotyki – inhibitory biosyntezy białek.

   7. Modyfikacje potranslacyjne białek.

6. Metabolizm cukrów prostych i złożonych

   1. Główne drogi przemiany heksoz: glikoliza, glukoneogeneza.

   2. Znaczenie szlaku pentozofosforanowego i kwasu uronowego.

   3. Przemiany fruktozy, galaktozy i mannozy.

   4. Metabolizm glikogenu: glikogeneza, glikogenoliza.

   5. Kluczowe enzymy przemiany węglowodanów prostych i złożonych oraz regulacja allosteryczna i kowalencyjna ich aktywności.

   6. Regulacja hormonalna przemiany węglowodanów: rola, mechanizm działania i efekty biologiczne insuliny, adrenaliny, glukagonu, hormonów tarczycy i glukokortykoidów.

   7. Rola wątroby i mięśni szkieletowych w utrzymaniu homeostazy glukozy.

   8. Biosynteza i budowa glikoprotein choroba wtrętów komórkowych.

   9. Genetycznie uwarunkowane niedobory enzymów w przemianie cukrów prostych i złożonych.

7. Kwasy tłuszczowe

   1. Synteza kwasów tłuszczowych nasyconych, kompleks enzymatyczny syntazy kwasów tłuszczowych, regulacja aktywności karboksylazy acetylo-CoA.

   2. Aktywacja kwasów tłuszczowych.

   3. Synteza kwasów tłuszczowych nienasyconych, desaturaza.

   4. Wydłużanie łańcucha kwasów tłuszczowych.

   5. Transport kwasów tłuszczowych do mitochondriów.

   6. Synteza ciał ketonowych: lokalizacja i reakcje ketogenezy, regulacja ketogenezy, utylizacja ciał ketonowych.

   7. Utlenianie kwasów tłuszczowych o parzystej i nieparzystej liczbie atomów węgla w cząsteczce (β-, ω- i α-oksydacja).

   8. Biosynteza eikozanoidów: rola cyklooksygenazy i lipoksygenazy, synteza i rola biologiczna prostaglandyn, prostacyklin, tromboksanów, leukotrienów, lipoksyn.

   9. Inhibitory syntazy prostaglandyny H (PGHS), steroidowe i niesteroidowe leki przeciwzapalne (NLPZ).

   10. Współzależność metabolizmu kwasów tłuszczowych i glukozy.

8. Lipidy proste i złożone

   1. Biosynteza triacylogliceroli (TAG) w tkance tłuszczowej, wątrobie i ścianie jelita: źródła glicerolo-3-fosforanu (dehydrogenazy glicerolo-3-fosforanowa, rola kinazy glicerolowej), etapy biosyntezy TAG i mechanizmy regulujące wielkość ich biosyntezy w poszczególnych narządach.

   2. Degradacja triacylogliceroli: lipoliza w przewodzie pokarmowym (enzymy lipolityczne, rola żółci), lipoliza wewnątrznaczyniowa (lipaza lipoproteinowa), lipoliza wewnątrztkankowa (lipaza hormonozależna tkanki tłuszczowej).

   3. Rola wątroby i tkanki tłuszczowej w przemianach i magazynowaniu triacylogliceroli.

   4. Biosynteza i degradacja fosfoglicerydów: biosynteza de novo fosfatydylocholiny, fosfatydyloetanoloaminy, fosfatydyloseryny,fosfatydylogliceroli, aktywacja substratów do syntezy i mechanizmy regulujące wielkość poszczególnych syntez, reakcje wymiany pomiędzy fosfolipidami a zasadami azotowymi oraz wewnątrzcząsteczkowe przemiany fosfoglicerydów, biosynteza fosfatydyloinozytoli, cykl fosfatydyloinozytolowy, biosynteza plazmalogenów i czynnika aktywującego płytki krwi (PAF), udział poszczególnych fosfolipaz w degradacji fosfolipidów oraz rola produktów ich działania w metabolizmie komórkowym.

   5. Biosynteza i degradacja sfingolipidów: synteza sfingozyny i ceramidu jako substratów wyjściowych do biosyntezy sfingomieliny i glikosfingolipidów (cerebrozydów, sulfatydów, globozydów i gangliozydów), aktywne nośniki substratów (UDP-pochodne cukrów). Sfingolipidozy.

   6. Przemiany lipoprotein, hipolipoproteinemie, hiperlipoproteinemie.

   7. Nieprawidłowa przemiana węglowodanów i lipidów w cukrzycy.

9. Metabolizm aminokwasów

   1. Główne przemiany aminokwasów: transaminacja, deaminacja, dekarboksylacja.

   2. Aminokwasy egzo- i endogenne: biosynteza aminokwasów endogennych.

   3. Biologicznie czynne pochodne aminokwasów: hormony tarczycy (trijodotyronina, tyroksyna), aminy katecholowe (dopamina, noradrenalina, adrenalina), aminy indolowe (serotonina, melatonina), cholina i acetylocholina, poliaminy (spermidyna, spermina), kreatyna i kreatynina.

   4. Bilans azotowy.

   5. Rola deaminazy L- i D-aminokwasów, dehydrogenazy glutaminianowej w metabolizmie grupy aminowej.

   6. Cykl mocznikowy i związane z nim zaburzenia metaboliczne, mechanizm zatrucia amoniakiem.

   7. Rola nerek w wiązaniu i wytwarzaniu kationu amonowego. Kwasica i zasadowica metaboliczne.

   8. Katabolizm szkieletów węglowych aminokwasów. Aminokwasy cukrotwórcze i ketotwórcze.

   9. Wrodzone wady przemian: fenyloalaniny, tyrozyny, glicyny, proliny, histydyny, tryptofanu, lizyny, aminokwasów o łańcuchu rozgałęzionym oraz zawierających siarkę.

10. Cholesterol i jego pochodne

    1. Cholesterol: metabolity i enzymy biosyntezy, regulacja biosyntezy, wewnątrzkomórkowy transport cholesterolu, drogi estryfikacji cholesterolu, transport cholesterolu z wątroby do tkanek obwodowych i z tkanek obwodowych do wątroby (rola lipoprotein osocza krwi).

    2. Kwasy żółciowe: metabolity i enzymy biosyntezy, regulacja biosyntezy, krążenie jelitowo-wątrobowe, rola kwasów żółciowych w procesach trawienia i wchłaniania lipidów.

    3. Witaminy D: synteza cholekalcyferolu i jego pochodnych hydroksylowanych, regulacja biosyntezy, transport w osoczu krwi, mechanizm działania kalcytriolu w komórkach docelowych. Krzywica, osteomalacja.

    4. Hormony steroidowe:

       1. Cholesterol jako substrat dla syntezy hormonów steroidowych: źródła substratu (cholesterol LDL, synteza de novo, hydroliza estrów cholesterolu), wewnątrzkomórkowy transport cholesterolu: rola białek wiążących.

       2. Hormony steroidowe kory nadnerczy (mineralokortykoidy, glukokortykoidy i androgeny nadnerczowe): metabolity i enzymy biosyntezy, regulacja biosyntezy, transport w osoczu krwi: białka wiążące i regulacja ich syntezy.

       3. Hormony płciowe (androgeny i estrogeny): metaboliy i enzymy biosyntezy, lokalizacja enzymów syntetyzujących hormony płciowe w komórkach, regulacja biosyntezy, transport w osoczu krwi: białka wiążące i regulacja ich syntezy.

       4. Hormony ciałka żółtego (progestyny): metabolity i enzymy biosyntezy, lokalizacja enzymów syntetyzujących progestyny w komórkach, regulacja biosyntezy, transport w osoczu krwi: białka wiążące.

       5. Mechanizm działania hormonów steroidowych w komórkach docelowych: receptory hormonów steroidowych, hormony steroidowe jako regulatory transkrypcji genów, efekty biologiczne działania hormonów steroidowych.

       6. Genetycznie uwarunkowane nieprawidłowości przemian i mechanizmu działania hormonów steroidowych.

11. Budowa i funkcja hormonów polipeptydowych oraz białkowych

    1. Hormony uwalniające podwzgórza: liberyny: tyreo- (TRH), gonado- (GnRH) i kortykoliberyna (CRH), somatokrynina (GRH), hormon uwalniający prolaktynę (PRH); statyny: czynnik hamujący uwalnianie gonadotropin (GnRIF), somatostatyna (GIF), prolakryny (PIF).

    2. Hormony przedniego płata przysadki mózgowej: hormony polipeptydowe (hormon wzrostu, prolaktyna) i glikoproteinowe (gonadotropiny, tyreotropina), proopiomelanokortyna i jej pochodne.

    3. Hormony syncytium trofoblastycznego łożyska: somatomammotropina i gonadotropina kosmówkowa.

    4. Hormony tylnego płata przysadki mózgowej: wazopresyna i oksytocyna.

    5. Hormony przewodu pokarmowego: gastryna, sekretyna, pankreozyminocholecystokinina i in.

    6. Inne biologicznie czynne peptydy: angiotensyny, insulina, glukagon, parathormon.

12. Biochemia tkanek

    1. Podłoże biochemiczne procesów zachodzących w tkance łącznej (nabłonkowej, włóknistej, chrzęstnej i kostnej).

    2. Molekularne aspekty skurczu mięśnia.

    3. Przewodzenie bodźców w ośrodkowym układzie nerwowym i na zakończeniach nerwowych: neurotransmitery i ich receptory, transdukcja sygnałów, wtórne przekaźniki informacji (cAMP, cGMP, fosfatydyloinozytole i jony wapnia).

    4. Biosynteza i funkcja tlenku azotu (NO).

    5. Biochemiczne podstawy chorób układu nerwowego (udar mózgu, miastenia gravis, pląsawica Huntingtona, choroba Alzheimera, choroba Parkinsona).

    6. Biochemia procesu widzenia.

    7. Podstawy molekularne procesu nowotworzenia: polipetydowe czynniki wzrostowe i ich receptory, mechanizm działania onkogenów, protoonkogeny.

13. Stres oksydacyjny

    1. Reaktywne formy tlenu.

    2. Czynniki antyutleniające.

    3. Reakcje utleniania składników komórkowych przez reaktywne formy tlenu i towarzyszące im zmiany chorobowe.