Uniwersytet Jagielloński w Krakowie - Punkt LogowaniaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Sygnalizacja komórkowa

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: WBNZ-951 Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (0511) Biologia
Nazwa przedmiotu: Sygnalizacja komórkowa
Jednostka: Instytut Zoologii i Badań Biomedycznych
Grupy: Biologia: przedmioty dla programu WBNZ-n011-0-ZD-6
Przedmioty obowiązkowe dla III roku biologii (studia I stopnia)
Punkty ECTS i inne: 3.00
Język prowadzenia: polski

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2018/2019" (zakończony)

Okres: 2018-10-01 - 2019-01-27
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Konwersatorium, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Grzegorz Tylko
Prowadzący grup: Magdalena Chadzińska, Jolanta Górska-Andrzejak, Janusz Karasiński, Anna Osyczka, Krzysztof Rakus, Grzegorz Tylko
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Ocena wliczana do średniej:

tak

Cele kształcenia:

Przybliżenie mechanizmów przenoszenia sygnałów wewnątrzkomórkowych.

Efekty kształcenia:

Student rozumie podstawowe zjawiska i procesy biologiczne zachodzące na poziomie komórkowym. Zna i potrafi rozróżnić wybrane szlaki sygnalizacyjne w komórce pod kątem mechanizmów ich regulacji i efektów działania (K_W01). Zna wzajemne oddziaływania pomiędzy szlakami sygnalizacyjnymi. Rozumie znaczenie badań doświadczalnych w wyjaśnianiu mechanizmów sygnalizacji komórkowej (K_W02), zna podstawowe techniki i narzędzia badawcze wykorzystywane w biologii komórkowej, molekularnej i biochemii (K_W16, K_W17). Na bazie otrzymanych wyników, student wykreśla schemat przebiegu danego szlaku sygnalizacyjnego i wyjaśnia jego mechanizm molekularny (K_W06).

Student potrafi formułować hipotezy badawcze dotyczące wpływu potencjalnych regulatorów szlaków sygnalizacyjnych oraz wytyczyć sposoby eksperymentalnej weryfikacji postawionej hipotezy (K_U10). Potrafi odpowiednio zastosować podstawowe techniki służące wyjaśnianiu mechanizmów transdukcji sygnału w komórce (K_U01). Buduje, na bazie dostępnej literatury, schematy przebiegu ścieżek sygnałowych, krytycznie odnosi się do dostępnych informacji i umiejętnie wyciąga wnioski (K_U02, K_U03, K_U04, K_U05 i K_U09). Potrafi przekazać nabytą wiedzę innym w formie krótkiej prezentacji, schematów, raportów (K_U14).

Student potrafi określić priorytety służące realizacji danego zadania (K_K03). Jest odpowiedzialny za powierzony mu sprzęt, bezpieczeństwo pracy własnej i innych; umie postępować w stanach zagrożenia (K_K06). Czuje potrzebę stałego aktualizowania wiedzy kierunkowej (K_K08).


Wymagania wstępne:

Znajomość języka angielskiego na poziomie średnim, niezbędnym do studiowania naukowej literatury anglojęzycznej.

Forma i warunki zaliczenia:

Student jest dopuszczony do egzaminu po wygłoszeniu końcowej prezentacji na temat wybranego szlaku sygnalizacyjnego (patrz powyżej) oraz jeśli jego uczestnictwo w zajęciach wynosi nie mniej niż 13/15 spotkań. Egzamin składający się z zamkniętych pytań testowych oraz pytań problemowych, sprawdzających umiejętności wykorzystania różnych technik w analizie przebiegu szlaku sygnalizacyjnego.

Metody sprawdzania i kryteria oceny efektów kształcenia uzyskanych przez studentów:

Końcowa prezentacja (w wybranej formie) wybranego przez studentów szlaku sygnalizacyjnego opisanego w literaturze z omówieniem jego roli. Ocenie podlega treść prezentacji (skala 0-5), forma przekazu (0-5) oraz znajomość tematu podczas ogólnej dyskusji (0-5). Egzamin zaliczony na przynajmniej 51%.

Metody dydaktyczne:

Metody podające – prezentacje multimedialne przygotowane przez studentów połączone z dyskusją. Praca na platformie e-learningowej ze schematami wybranych szlaków metabolicznych oraz krótkimi materiałami filmowymi obrazującymi ich działanie.

Metody aktywizujące – konwersatoria omawiające czynniki wchodzące w skład wybranych ścieżek sygnalizacyjnych kanonicznych i niekanonicznych w wybranych modelach komórkowych (np. somatycznych komórkach macierzystych, komórkach embrionalnych oraz dojrzałych).

Problem-based learning (PBL) – prowadzący stawiają przed studentami problem do rozwiązania, który dotyczy regulacji wybranego szlaku sygnalizacyjnego. Studenci w oparciu o proponowaną lub samodzielnie wybraną literaturę zagłębiają się w działanie szlaku sygnalizacyjnego zdobywając niezbędną wiedzę. Następnie wskazują kluczowe elementy i mechanizmy regulacyjne szlaku, po czym proponują układ doświadczalny służący rozwiązaniu postawionego problemu badawczego; formułują nowe hipotezy w oparciu o zdobytą wiedzę, które mogłyby stać się podstawą do dalszej analizy regulacji szlaku sygnalizacyjnego.

Metody praktyczne – ćwiczenia laboratoryjne z użyciem specjalistycznego sprzętu z wybranych zagadnień przedmiotowych:

1. Stereomikroskopowa identyfikacja mutantów zegara biologicznego i szczepów transgenicznych wykorzystywanych w badaniach nad molekularnym mechanizmem zegarowym.

2. Wykorzystanie narzędzi bioinformatycznych dla właściwego wyboru szczepów D. melanogaster (np. Bloomington Drosophila Stock Center).

3. Zapis i analiza zapisu okołodobowej aktywności lokomotorycznej D. melanogaster (aktogramów).

4. Wykonywanie techniki GAL4/UAS, w celu wyznakowania elementów molekularnego mechanizmu zegarowego muszek transgenicznych.

5. Immunoznakowanie białek zegarowych (np. PER, TIM) w oscylatorach neuronalnych i glejowych, analiza mikroskopowa i morfometryczna.

6. Analiza cytometryczna zmian poziomu wapnia cytoplazmatycznego oraz wolnych rodników jako wtórnych przekaźników sygnału.

7. Obserwacje mikroskopowe aparatu autosomalno-lizosomalnego – modulacja sygnalizacji PI3K/Akt/mTOR.

8. Analiza wyników z rozdziału elektroforetycznego białek ulegających potranslacyjnej modyfikacji pod wpływem sygnału komórkowego.

9. Opracowywanie wzajemnych zależności pomiędzy elementami szlaków sygnalizacyjnych – budowanie schematów ścieżek.

10. Analiza histochemiczna typów włókien mięśniowych w preparatach mrożeniowych i parafinowych mięśni szkieletowych w odniesieniu do mechanizmów różnicowania fenotypu kurczliwego i metabolicznego włókien mięśniowych. Identyfikacja wybranych białek mięśniowych oraz regulatorowych z grupy MyoD.


Bilans punktów ECTS:

Aktywność nakład pracy

Udział w zajęciach 45 godz.

Przygotowanie do konwersatoriów 20 godz.

Przygotowanie do egzaminu 10 godz.

Suma 75 godz.


Grupa treści kształcenia:

Grupa treści kierunkowych

Pełny opis:

1. Nadrodzina czynników wzrostowych TGF-beta oraz rodzina BMP - kanoniczne i niekanoniczne ścieżki sygnalizacji w somatycznych komórkach macierzystych. Szlaki sygnalizacji TGF-beta/BMP w procesach samoodnowy i różnicowania komórek macierzystych oraz w regulacji powstawania i przebudowy tkanki kostnej.

2. Wybrane aspekty regulacji dróg sygnalizacji, jej stymulacji i wyciszania na przykładzie regulacji czynników transkrypcyjnych SMAD poprzez kinazy MAP, GSK3, fosfatazy itp.

3. Sygnalizacja PI3K/AKT/mTOR w przenoszeniu i rozdziale sygnałów pochodzących od receptorów czynników wzrostowych. Regulacja mTOR w obecności lub braku składników odżywczych, zmian ciśnienia parcjalnego tlenu oraz dostępności ATP, a także podwyższonego poziomu wolnych rodników tlenowych (ROS) w komórce.

4. Rola ubikwitynacji w segregacji sygnału komórkowego i degradacji proteasomalnej. 4. Sygnalizacja za pomocą wtórnych przekaźników – rola Ca2+ i ROS. Modyfikacje białek poprzez ich nitrozylacje – regulacja sygnalizacji tlenkiem azotu (NO).

5. Ścieżka sygnalizacyjna IGF-1/PI3K/Akt w regulacji miogenezy embrionalnej i regeneracyjnej mięśni szkieletowych. Rola czynników transkrypcyjnych z rodziny MyoD w procesie formowania włókien mięśniowych.

6. Koncepcja zegara biologicznego, schemat działania wewnątrzkomórkowego, molekularnego mechanizmu działania komórek zegara biologicznego u myszy i Drosophila melanogaster.

7. Cykliczne (okołodobowe) zmiany transkrypcyjno-translacyjne w komórkach zegara biologicznego, a także mechanizm ich synchronizacji ze zmianami środowiskowymi.

8. Szlaki sygnalizacyjne dróg wyjściowych przesyłających okołodobowe sygnały z komórek zegara do komórek docelowych. Omówienie wybranych metod badania szlaków sygnalizacyjnych na poziomie komórkowym i molekularnym – oddziaływania białko-białko, białko-DNA, metody determinacji modyfikacji potranslacyjnych wewnątrzkomórkowych przekaźników sygnału itp.

Literatura:

Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Keith, R., Walter, P.: Podstawy biologii komórki, tom 2. 2009. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.

Bradshow R.A., Dennis E.A. Handbook of Cell Signaling. 2009. Academic Press,

Literatura uzupełniająca: bieżące prace anglojęzyczne kluczowe dla tematyki zagadnienia zalecane przez wykładowców.

Uwagi:

I stopień, III rok, ścieżka biologia molekularna

Zajęcia w cyklu "Semestr zimowy 2019/2020" (jeszcze nie rozpoczęty)

Okres: 2019-10-01 - 2020-01-28
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Ćwiczenia, 30 godzin więcej informacji
Konwersatorium, 15 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Grzegorz Tylko
Prowadzący grup: Magdalena Chadzińska, Jolanta Górska-Andrzejak, Janusz Karasiński, Anna Osyczka, Krzysztof Rakus, Grzegorz Tylko
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Egzamin
Ocena wliczana do średniej:

tak

Cele kształcenia:

Przybliżenie mechanizmów przenoszenia sygnałów wewnątrzkomórkowych.

Efekty kształcenia:

Student rozumie podstawowe zjawiska i procesy biologiczne zachodzące na poziomie komórkowym. Zna i potrafi rozróżnić wybrane szlaki sygnalizacyjne w komórce pod kątem mechanizmów ich regulacji i efektów działania (K_W01). Zna wzajemne oddziaływania pomiędzy szlakami sygnalizacyjnymi. Rozumie znaczenie badań doświadczalnych w wyjaśnianiu mechanizmów sygnalizacji komórkowej (K_W02), zna podstawowe techniki i narzędzia badawcze wykorzystywane w biologii komórkowej, molekularnej i biochemii (K_W16, K_W17). Na bazie otrzymanych wyników, student wykreśla schemat przebiegu danego szlaku sygnalizacyjnego i wyjaśnia jego mechanizm molekularny (K_W06).

Student potrafi formułować hipotezy badawcze dotyczące wpływu potencjalnych regulatorów szlaków sygnalizacyjnych oraz wytyczyć sposoby eksperymentalnej weryfikacji postawionej hipotezy (K_U10). Potrafi odpowiednio zastosować podstawowe techniki służące wyjaśnianiu mechanizmów transdukcji sygnału w komórce (K_U01). Buduje, na bazie dostępnej literatury, schematy przebiegu ścieżek sygnałowych, krytycznie odnosi się do dostępnych informacji i umiejętnie wyciąga wnioski (K_U02, K_U03, K_U04, K_U05 i K_U09). Potrafi przekazać nabytą wiedzę innym w formie krótkiej prezentacji, schematów, raportów (K_U14).

Student potrafi określić priorytety służące realizacji danego zadania (K_K03). Jest odpowiedzialny za powierzony mu sprzęt, bezpieczeństwo pracy własnej i innych; umie postępować w stanach zagrożenia (K_K06). Czuje potrzebę stałego aktualizowania wiedzy kierunkowej (K_K08).


Wymagania wstępne:

Znajomość języka angielskiego na poziomie średnim, niezbędnym do studiowania naukowej literatury anglojęzycznej.

Forma i warunki zaliczenia:

Student jest dopuszczony do egzaminu po wygłoszeniu końcowej prezentacji na temat wybranego szlaku sygnalizacyjnego (patrz powyżej) oraz jeśli jego uczestnictwo w zajęciach wynosi nie mniej niż 13/15 spotkań. Egzamin składający się z zamkniętych pytań testowych oraz pytań problemowych, sprawdzających umiejętności wykorzystania różnych technik w analizie przebiegu szlaku sygnalizacyjnego.

Metody sprawdzania i kryteria oceny efektów kształcenia uzyskanych przez studentów:

Końcowa prezentacja (w wybranej formie) wybranego przez studentów szlaku sygnalizacyjnego opisanego w literaturze z omówieniem jego roli. Ocenie podlega treść prezentacji (skala 0-5), forma przekazu (0-5) oraz znajomość tematu podczas ogólnej dyskusji (0-5). Egzamin zaliczony na przynajmniej 51%.

Metody dydaktyczne:

Metody podające – prezentacje multimedialne przygotowane przez studentów połączone z dyskusją. Praca na platformie e-learningowej ze schematami wybranych szlaków metabolicznych oraz krótkimi materiałami filmowymi obrazującymi ich działanie.

Metody aktywizujące – konwersatoria omawiające czynniki wchodzące w skład wybranych ścieżek sygnalizacyjnych kanonicznych i niekanonicznych w wybranych modelach komórkowych (np. somatycznych komórkach macierzystych, komórkach embrionalnych oraz dojrzałych).

Problem-based learning (PBL) – prowadzący stawiają przed studentami problem do rozwiązania, który dotyczy regulacji wybranego szlaku sygnalizacyjnego. Studenci w oparciu o proponowaną lub samodzielnie wybraną literaturę zagłębiają się w działanie szlaku sygnalizacyjnego zdobywając niezbędną wiedzę. Następnie wskazują kluczowe elementy i mechanizmy regulacyjne szlaku, po czym proponują układ doświadczalny służący rozwiązaniu postawionego problemu badawczego; formułują nowe hipotezy w oparciu o zdobytą wiedzę, które mogłyby stać się podstawą do dalszej analizy regulacji szlaku sygnalizacyjnego.

Metody praktyczne – ćwiczenia laboratoryjne z użyciem specjalistycznego sprzętu z wybranych zagadnień przedmiotowych:

1. Stereomikroskopowa identyfikacja mutantów zegara biologicznego i szczepów transgenicznych wykorzystywanych w badaniach nad molekularnym mechanizmem zegarowym.

2. Wykorzystanie narzędzi bioinformatycznych dla właściwego wyboru szczepów D. melanogaster (np. Bloomington Drosophila Stock Center).

3. Zapis i analiza zapisu okołodobowej aktywności lokomotorycznej D. melanogaster (aktogramów).

4. Wykonywanie techniki GAL4/UAS, w celu wyznakowania elementów molekularnego mechanizmu zegarowego muszek transgenicznych.

5. Immunoznakowanie białek zegarowych (np. PER, TIM) w oscylatorach neuronalnych i glejowych, analiza mikroskopowa i morfometryczna.

6. Analiza cytometryczna zmian poziomu wapnia cytoplazmatycznego oraz wolnych rodników jako wtórnych przekaźników sygnału.

7. Obserwacje mikroskopowe aparatu autosomalno-lizosomalnego – modulacja sygnalizacji PI3K/Akt/mTOR.

8. Analiza wyników z rozdziału elektroforetycznego białek ulegających potranslacyjnej modyfikacji pod wpływem sygnału komórkowego.

9. Opracowywanie wzajemnych zależności pomiędzy elementami szlaków sygnalizacyjnych – budowanie schematów ścieżek.

10. Analiza histochemiczna typów włókien mięśniowych w preparatach mrożeniowych i parafinowych mięśni szkieletowych w odniesieniu do mechanizmów różnicowania fenotypu kurczliwego i metabolicznego włókien mięśniowych. Identyfikacja wybranych białek mięśniowych oraz regulatorowych z grupy MyoD.


Bilans punktów ECTS:

Aktywność nakład pracy

Udział w zajęciach 45 godz.

Przygotowanie do konwersatoriów 20 godz.

Przygotowanie do egzaminu 10 godz.

Suma 75 godz.


Grupa treści kształcenia:

Grupa treści kierunkowych

Pełny opis:

1. Nadrodzina czynników wzrostowych TGF-beta oraz rodzina BMP - kanoniczne i niekanoniczne ścieżki sygnalizacji w somatycznych komórkach macierzystych. Szlaki sygnalizacji TGF-beta/BMP w procesach samoodnowy i różnicowania komórek macierzystych oraz w regulacji powstawania i przebudowy tkanki kostnej.

2. Wybrane aspekty regulacji dróg sygnalizacji, jej stymulacji i wyciszania na przykładzie regulacji czynników transkrypcyjnych SMAD poprzez kinazy MAP, GSK3, fosfatazy itp.

3. Sygnalizacja PI3K/AKT/mTOR w przenoszeniu i rozdziale sygnałów pochodzących od receptorów czynników wzrostowych. Regulacja mTOR w obecności lub braku składników odżywczych, zmian ciśnienia parcjalnego tlenu oraz dostępności ATP, a także podwyższonego poziomu wolnych rodników tlenowych (ROS) w komórce.

4. Rola ubikwitynacji w segregacji sygnału komórkowego i degradacji proteasomalnej. 4. Sygnalizacja za pomocą wtórnych przekaźników – rola Ca2+ i ROS. Modyfikacje białek poprzez ich nitrozylacje – regulacja sygnalizacji tlenkiem azotu (NO).

5. Ścieżka sygnalizacyjna IGF-1/PI3K/Akt w regulacji miogenezy embrionalnej i regeneracyjnej mięśni szkieletowych. Rola czynników transkrypcyjnych z rodziny MyoD w procesie formowania włókien mięśniowych.

6. Koncepcja zegara biologicznego, schemat działania wewnątrzkomórkowego, molekularnego mechanizmu działania komórek zegara biologicznego u myszy i Drosophila melanogaster.

7. Cykliczne (okołodobowe) zmiany transkrypcyjno-translacyjne w komórkach zegara biologicznego, a także mechanizm ich synchronizacji ze zmianami środowiskowymi.

8. Szlaki sygnalizacyjne dróg wyjściowych przesyłających okołodobowe sygnały z komórek zegara do komórek docelowych. Omówienie wybranych metod badania szlaków sygnalizacyjnych na poziomie komórkowym i molekularnym – oddziaływania białko-białko, białko-DNA, metody determinacji modyfikacji potranslacyjnych wewnątrzkomórkowych przekaźników sygnału itp.

Literatura:

Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Keith, R., Walter, P.: Podstawy biologii komórki, tom 2. 2009. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.

Bradshow R.A., Dennis E.A. Handbook of Cell Signaling. 2009. Academic Press,

Literatura uzupełniająca: bieżące prace anglojęzyczne kluczowe dla tematyki zagadnienia zalecane przez wykładowców.

Uwagi:

I stopień, III rok, ścieżka biologia molekularna

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Jagielloński w Krakowie.