combination of written and oral examination

Kombinace písemné a ústní zkoušky

R: Lodish H.: Molecular cell biology, 5,6,7 nebo 8.vydání,ISBN (7.vyd.) 978-1-4292-3413-9

R: Alberts B.:Molecular Biology of the Cell, 5 nebo 6 vydání ISBN (6 vyd.): 978-0-8153-4464-3

Z: Lodish H.: Molecular cell biology, 5,6,7 nebo 8.vydání,ISBN (7.vyd.) 978-1-4292-3413-9

Z: Alberts B.:Molecular Biology of the Cell, 5 nebo 6 vydání ISBN (6 vyd.): 978-0-8153-4464-3

1. Regulation of protein function:

Post-translational modification of proteins (phosphorylation, acetylation, methylation, glycosylation, ubiquitination) Molecular chaperones and control of proper folding Proteasome system, protein degradation and regulation of mRNA stability

2. Sorting and targeting of proteins I - Intracellular trafficking

Transport to the ER, mitochondria, nuclei and peroxisomes Signal sequences, receptor systems and quality of protein folding in the ER

3. Protein sorting and targeting II - Vesicular trafficking:

Mechanism of vesicle formation, secretory pathway (anterograde and retrograde transport) Targeting of proteins to lysosomes, mechanisms of endocytosis

4. Transmembrane transport of small molecules and ionts

Transport of ions and small molecules by membrane proteins Mechanisms of transport: channels, transporters, pumps (Na+/K+ ATPase, ABC transporters) Importance of gradients, osmotic equilibrium, aquaporins

5. Cytoskeleton I - Actin cytoskeleton:

Structure of G-actin and F-actin, polymerisation and depolymerisation Actin motors (myosins), organisation of actin structures and movement

6. Cytoskeleton II - Microtubules:

Tubulin, microtubule organisation, centrosomes Kinesin and dynein motors, mitotic spindle, kinetochore

7. Cytoskeleton III - Intermediate filaments:

Overview of classes of intermediate filaments (e.g. cytokeratins, vimentin, lamins) Function and localisation in cells Involvement in mechanical stability and cell junctions

8. ECM and cellular interactions

Composition of the ECM and cellular receptors (integrins) Types of intercellular junctions (tight junctions, adherens junctions, gap junctions) Functional links between cells and the ECM

9. Signal Transduction I - General Principles:

Types of receptors, second messengers, G-proteins, kinases and phosphatases, adaptor proteins

10. Signal transduction II - Regulation of gene expression and specific signalling pathways:

Receptors with kinase activity (RTK), JAK/STAT, Ras/MAPK, PI3K/Akt pathway, ubiquitin-dependent and proteolytic signalling pathways (Notch, Wnt, NF-kB)

11. Cell cycle and its regulation:

Cycle phases, checkpoints, role of cyclins and CDKs, regulation of cycle entry, RB protein, E2F, mitosis, cytokinesis

12. Stem cells and cell death:

Totipotent, pluripotent and multipotent stem cells Differentiation, asymmetric division, apoptosis (Bcl-2 family, caspases, apoptosome)

13. Molecular basis of cancer:

Oncogenesis, differences between normal and cancer cells Proto-oncogenes, tumour suppressor genes, multi-hit model, metastasis viral, chemical and radiation carcinogenesis, mutations in genes such as Ras, p53, RB

1. Organizace eukaryotických buněk a jejich integrace do různých typů tkání, úvod do cytologie a histologie: organizace eukaryotické buňky: organizace buněčného povrchu, interakce buňka-buňka a buňka-extracelulární matrix, cytoskeleton, buněčné organely; typy tkání a jejich základní charakteristika: epithelová tkáň, pojivová tkáň, nervová tkáň a svalová tkáň

2. Regulace funkce proteinů: sbalování (folding): molekulární chaperony a chaperoniny; abnormálně zfoldované proteiny, amyloidní fibrily; degradace proteinů: ubikvitin-proteasomový systém; syntéza x degradace, degradace mRNA; modifikace a úpravy proteinů: nekovalentní modifikace: molekulové přepínače, kovalentní modifikace: ubikvitinylace, fosforylace, acetylace, glykosylace, tvorba S-S můstků, neddylace, sumoylace, methylace

3. Membránové proteiny a jejich funkce, mechanismy transmembránového transportu iontů a malých molekul: hlavní funkce membránových proteinů a jejich charakteristika, hlavní typy membránových přenašečů malých molekul: kanály: mechanismus iontové selektivity, pohyb vody a aquaporiny; transportéry: transport glukosy, typy GLUT proteinů, mechanismus transportu glukosy pomocí GLUT1 transportéru; pumpy třídy P, V a F; mechanismu Na+/K+ ATPasové pumpy; ABC proteiny - flipasy;

4. Pohyb proteinů do membrán a organel I: Intracytoplasmatický transport proteinů: cílení proteinů do lumen a membrány ER, kontrola kvality sbalení proteinů v ER, cílení do mitochondrií, cílení do peroxisomů, transport do a ven z jádra;

5. Pohyb proteinů do membrán a organel II: vezikulární transport, sekrece a endocytosa: mechanismus tvorby vezikul, časná fáze sekreční dráhy: retrográdní a anterográdní transport, pozdní fáze sekreční dráhy, cílení do lysosomů, endocytosa

6. Signální transdukce I: úvod, obecná charakteristika, od extracelulárního signálu k buněčné odezvě, signální molekuly, receptory, sekundární poslové, monomerní a trimerní G-proteiny, protein-kinasy a fosfatasy, adaptorové proteiny, receptory asociované s G proteiny

7. Signální transdukce II: dráhy regulující genovou expresi: receptory aktivující tyrosin kinasy, receptory serinkinasové receptory, JAK-STAT signální dráha, Ras/MAP kinasová dráha, fosfoinositidová signalizace, PI-3/Akt signální dráha, signální dráhy kontrolované ubikvitinylací: Wnt, Hedgehog, NFkB, signální dráhy kontrolované štěpením proteinů: Notch/Delta

8. Cytoskeleton I: složky; mikrofilamenta: G-aktin a F-aktin, struktura a dynamika aktinových filament, mechanismus skládání aktinových filament; aktin-vazebné proteiny; organizace aktinových buněčných struktur; intracelulární pohyb řízen regulací polymerace aktinu; aktinové motory – myosiny; princip pohybu myosinu, mechanismus kontrakce svalu příčně pruhovaného a svalu hladkého

9. Cytoskeleton II: mikrotubuly; struktura a charakteristika tubulinu; organizační centra mikrotubul (MTOC), regulace struktury a dynamiky mikrotubul, motory využívající mikrotubuly: kinesiny a dyneiny; role mikrotubul v mitóze, organizace mitotického vřeténka, kinetochor; intermediární filamenta; rozdělení, lokalizace a funkce; koordinace jednotlivých složek cytoskeletonu

10. Buněčný cyklus a jeho kontrola: charakteristika jednotlivých fází buněčného cyklu; kontrolní body; cykliny, cyklin-dependentní kinasy a ubikvitin-ligasy a regulace jejich aktivity, regulace vstupu do buněčného cyklu, restrikční bod, RB protein, E2F transkripční faktor, mitosa a její regulace, cytokinese; meiosa

11. Od kmenových buněk po buněčnou smrt: vývoj embryonálních kmenových buněk; počáteční kroky diferenciace; mechanismus buněčné polarity, asymetrické buněčné dělení; buněčná smrt a její regulace; programovaná buněčná smrt – apoptosa; rodina Bcl2 proteinů a jejich charakterizace; adaptérové proteiny, apoptosom; aktivace kaspas; vnitřní a vnější dráha apoptosy

12. Buněčná integrace do tkání: mechanismus adheze typu buňka-buňka a buňka-matrix, extracelulární matrix bazální laminy, typy buněčných spojení: adhesní kontakt, těsná spojení a komunikační spojení, extracelulární matrix: bazální lamina

13. Molekulární mechanismy onkogeneze: rozdíly mezi zdravou a nádorovou buňkou, vznik a vývoj rakoviny, proto-onkogeny a tumor-supresory, rakovina a deregulace signálních drah pro růst a smrt buňky, růstové faktory, RB protein, p53 protein, metastázy

14. Metody molekulární biologie

http://eso.vscht.cz/

http://eso.vscht.cz/

Students of this course will understand the basic principles of eukaryotic cell functioning in multicellular organisms. Students will comprehend the structural and functional organization of eukaryotic cells, intracellular and vesicular transport of proteins to the organelles and their incorporation into biological membranes, basis of cell communication with the environment and signal transduction, cell cycle regulation, cell differentiation, programmed cell death, and integration of cells into tissues.

Absolvent tohoto kurzu bude rozumět základním principům fungování eukaryotických buněk v mnohobuněčných organismech. Studenti porozumí zejména strukturní a funkční organizaci eukaryotické buňky, intracelulárnímu a vezikulárnímu transportu proteinů do organel a jejich zabudovávání do biologických membrán, podstatě komunikace buňky s okolím a přenosům signálů z vnějšího prostředí, regulaci buněčného cyklu, diferenciace buněk, programované buněčné smrti, molekulární podstatě rakoviny a zabudování a integraci buněk do tkání.

Biology; Molecular Genetics; Biochemistry

Biologie, Molekulová genetika, Biochemie