Povinná:

• Lodish, Harvey. Molecular cell biology. Basingstoke, New York: Macmillan Higher Education, W. H. Freeman and Company ;, 2013, s. ISBN 978-1-4641-0981-2.

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

Přednášky s průběžnou diskusí.

Lectures with continuous discussion.

Předmět je zakončen písemným testem, který může být dle potřeby doplněn ústní zkouškou

The course is assessed by a written test, which may be supplemented by an oral examination if necessary.

1. Regulace funkce proteinů:

• Posttranslační modifikace proteinů (fosforylace, acetylace, methylace, glykosylace, ubikvitinace)

• Molekulární chaperony a kontrola správného sbalení

• Proteasomový systém, degradace proteinů a regulace stability mRNA

2. Sortování a cílení proteinů I – intracelulární transport:

• Transport do ER, mitochondrií, jader a peroxisomů

• Signální sekvence, receptorové systémy a kvalita skládání proteinů v ER

3. Sortování a cílení proteinů II – vezikulární transport:

• Mechanismus tvorby vezikul, sekreční dráha (anterográdní a retrográdní transport)

• Cílení proteinů do lysosomů, mechanismy endocytózy

4. Transmembránový transport látek:

• Transport iontů a malých molekul membránovými proteiny

• Mechanismy transportu: kanály, transportéry, pumpy (Na+/K+ ATPasa, ABC transportéry)

• Význam gradientů, osmotická rovnováha, aquaporiny

5. Cytoskelet I – aktinový cytoskelet:

• Struktura G-aktinu a F-aktinu, polymerizace a depolymerizace

• Aktinové motory (myosiny), organizace aktinových struktur a pohyb

6. Cytoskelet II – mikrotubuly:

• Tubulin, organizace mikrotubul, centrosomy

• Motory kinesin a dynein, mitotické vřeténko, kinetochor

7. Cytoskelet III – intermediární filamenta:

• Přehled tříd intermediárních filament (např. cytokeratiny, vimentin, laminy)

• Funkce a lokalizace v buňkách

• Zapojení do mechanické stability a buněčných spojů

8. ECM a buněčné interakce:

• Složení ECM a buněčné receptory (integriny)

• Typy mezibuněčných spojení (tight junctions, adherens junctions, gap junctions)

• Funkční propojení buněk s ECM

9. Signální transdukce I – obecné principy:

• Typy receptorů, sekundární poslové, G-proteiny

• Kinasy a fosfatasy, adapterové proteiny

10. Signální transdukce II – regulace genové exprese a specifické dráhy:

• Receptory s kinasovou aktivitou (RTK), JAK/STAT, Ras/MAPK

• PI3K/Akt dráha, ubikvitin-dependentní a proteolyticky řízené signální dráhy (Notch, Wnt, NF-kB)

11. Buněčný cyklus a jeho regulace:

• Fáze cyklu, kontrolní body, role cyklinů a CDK

• Regulace vstupu do cyklu, RB protein, E2F, mitóza, cytokineze

12. Kmenové buňky a buněčná smrt:

• Totipotentní, pluripotentní a multipotentní kmenové buňky

• Diferenciace, asymetrické dělení, apoptóza (Bcl-2 rodina, kaspasy, apoptosom)

13. Molekulární základy rakoviny:

• Onkogeneze, rozdíly mezi normálními a nádorovými buňkami

• Protoonkogeny, tumor-supresorové geny, multi-hit model, metastázy

• Virová, chemická a radiační kancerogeneze, mutace genů jako Ras, p53, RB

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

https://e-learning.vscht.cz/enrol/index.php?id=400

http://eso.vscht.cz/

Absolvent tohoto kurzu porozumí klíčovým molekulárním principům regulace funkce eukaryotických buněk, jejich mezibuněčné komunikace, buněčného cyklu, buněčné smrti, diferenciace a patologických změn.

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, the basis of cell communication with the environment and signal transduction, cell cycle regulation, cell differentiation, programmed cell death, and integration of cells into tissues.

základní znalosti molekulární genetiky, biochemie, biologie a buněčné biologie v rozsahu vyučovaném v bakalářském SP na VŠCHT Praha

basic knowledge of molecular genetics, biochemistry, biology and cell biology within the scope of the Bachelor's degree at the University of Science and Technology Prague