Biologia komórki
Treści wykładu dla studentów I roku biologii (Wydział Biologii UAM)
1. Biologia komórki na tle innych dyscyplin nauk biologicznych
2. Teoria komórkowa
a. rys historyczny
b. aktualne brzmienie i znaczenie teorii komórkowej
3. Ogólna charakterystyka komórek priokariotycznych
4. Ogólna charakterystyka i budowa komórek eukariotycznych
a. wielkość
b. kształt
c. organelle
d. różnicowanie komórkowe i specjalizacja funkcjonalna jako procesy prowadzące do różnorodności komórek poszczególnych organizmów
5. Budowa błon biologicznych
a. modele Gortela-Grendela, Daniellego-Dawsona, Singera-Nicholsona
b. współczesny model mozaikowej organizacji błony (odstępstwa od modelu Singera-Nicholsona)
6. Lipidy błony komórkowej i ich charakterystyka
a. rodzaje lipidów błonowych
fosfolipidy: fosfatydylocholiny, fosfatydyloetanoloaminy, fosfatydyloseryny, fosfatydytoloinozytole, kardiolipiny
glikolipidy: cerebrozydy, gangliozydy
steroidy: cholesterol, fitosterole
b. właściwości lipidów błonowych (amfifilność, samorganizacja w micele i struktury dwuwarstwowe, formy ruchu, flip-flop)
c. asymetria błon lipidowych
d. domeny bogate w cholesterol (tratwy lipidowe, kaweole)
e. odstępstwa od struktury dwuwarstwowej )odwrócone micela, struktury HII)
7. Proporcje lipidów i białek w różnych błonach biologicznych
8. Białka błon komórkowych
a. budowa białek - podstawy
b. białka integralne
transbłonowe o strukturze α-helisy
poryny (β struktura)
białka kanałowe
białka zakotwiczone (mirystylacja, izoprenylacja, palmitylacja, kotwica GPI)
c. białka powierzchniowe
typy oddziaływań białko-białko (elektrostatyczne, domeny SH, domeny wiążące wapń, inne)
9. Problem granicy błony komórkowej
10. Membranoszkielet i jego funkcje (glikoforyny, spektryna i inne białka)
11. Oddziaływania błony z macierzą międzykomórkową
a. glikozaminoglikany, ich typy, charakterystyka, rozmieszczenie tkankowe
b. proteoglikany (agregujące i nieagregujące)
12. Białka adhezyjne odpowiedzialne za oddziaływania:
a. komórka-komórka (C-CAM: kadheryny)
b. macierz międzykomórkowa-komórka (M-CAM: selektywny, integryny)
c. połączenia międzykomórkowe (koneksyna)
13. Typy połączeń międzykomórkowych i ich funkcjonalne znaczenie
a. połączenia barierowe
b. połączenia mechaniczne (pasmo przylegania, plamka przylegania - desmosom, hemidesmosom)
c. połączenia komunikacyjne
d. plazmodesmy
e. nanotuby
14. Rola błony komórkowej w procesach sygnalizacji (transdukcja sygnałów chemicznych przez błony)
a. zasady sygnalizacji chemicznej (endokrynia, parakrynia, autokrynia, jukstakrynia)
b. receptory molekularne wewnątrzkomórkowe
c. klasyfikacja receptorów błonowych i ich działanie
receptory klasy I (jonotropowe, mechanizm działania)
receptory klasy II (metabotropowe, rola białek G, mechanizm działania na przykładach receptorów cholinergicznych muskarynowych M2, adrenergicznych β i α1B, rola cyklazy adenylanowej i fosfolipazy C, wtórne sygnały cAMP, DAG, IP3, jony Ca2+)
receptory klasy III (katalityczne, aktywność kinazy tyrozynowej, cyklazy guanylanowej, kinazy Janusa)
15. Transport przez błony, jego rodzaje i zasady działania
a. transport bierny
dyfuzja
transportery białkowe
kanały jonowe (typy, mechanizmy bramkowania)
kanały wodne (akwaporyny i akwagliceroporyny)
b. transport aktywny
pompy (zasada działania, przykłady - pompa sodowo-potasowa /budowa, działanie/, pompa wapniowa, pompa protonowa, pompy zależne od energii słonecznej, pompy peptydowe)
układy sprzężone (transport aktywny wtórny) - transporter glukozowy (symport glukoza-Na+), wymiennik Na+/H+, wymiennik Na+/Ca2+
16. Endocytoza, mechanizm i znaczenie
a. pinocytoza
b. fagocytoza i jej odmiany
c. endocytoza specyficzna (budowa i rola klatryny, adaptyny i dynaminy)
d. szlaki endocytarne
e. transcytoza dyssypatywna i konwekcyjna
f. potocytoza
17. Egzocytoza, jej odmiany (konstytutywna, regulowana), mechanizm fuzji pęcherzyków z błoną
18. Organizacja błon retikulum endoplazmatycznego
a. retikulum gładkie
b. retikulum szorstkie
mechanizm kotwiczenia rybosomów do błon retikulum (rola cząstek SRP)
c. mechanizm syntezy białek błonowych i ich wbudowywanie w błony retikulum (znaczenie i rodzaje sekwencji sygnałowych), dalsze przekształcenia białek (np. glikozylacja)
d. mechanizm wbudowywania lipidów błonowych
19. Układ Golgiego, jego budowa i znaczenie w komórce
20. Ciągłość błon komórkowych (relacje pomiedzy retikulum, układem Golgiego, lizosomami i błona komórkową)
21. Budowa i charakterystyka funkcjonalna mitochondriów
a. budowa zewnętrznej i wewnętrznej błony mitochondrialnej
b. układ przenośników elektronów w wewnętrznej błonie mitochondrialnej (układy enzymatyczne)
c. mechanizm fosforylacji oksydacyjnej (siła protonomotoryczna, budowa i działanie syntetazy ATP)
d. stany energetyczne mitochondriów
2