Βιοχημεία πρωτεϊνών και νουκλεϊκών οξέων
Θεωρία: 4 ώρες/εβδομάδα | Φροντιστήρια: 2 ώρες/εβδομάδα | Μονάδες ECTS: 5
Μαθησιακά αποτελέσματα
Σκοπός αυτού του μαθήματος είναι να δώσει στους φοιτητές μια αναλυτική περιγραφή της βιοσύνθεσης των νουκλεοτιδίων, των αμινοξέων και των λιπιδίων κυτταρικών μεμβρανών, δηλαδή των δομικών λίθων κύριων βιολογικών μακρομορίων. Ακολούθως αναλύονται οι πορείες αντιγραφής, ανασυνδυασμού και επιδιόρθωσης του DNA, η σύνθεση και η ωρίμανση των RNAs και των πρωτεϊνών. Τέλος παρουσιάζεται διεξοδικά η γονιδιακή έκφραση και η ρύθμισή της, καθώς και η σημασία της στην εξέλιξη και την απόκριση κυττάρων και οργανισμών σε εξωτερικές και περιβαλλοντικές αλλαγές.
Με την ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές αναμένεται:
- να γνωρίζουν και να μπορούν να περιγράψουν πώς διεξάγεται και ρυθμίζεται στο κύτταρο η βιοσύνθεση αμινοξέων, λιπαρών οξέων κυτταρικών μεμβρανών και νουκλεοτιδίων.
- να γνωρίζουν τη διεργασία της αντιγραφής του DNA, καθώς και των μηχανισμών επιδιόρθωσης και ανασυνδυασμού του.
- να γνωρίζουν τις πορείες μεταγραφής του DNA, δηλαδή της βιοσύνθεσης των RNA σε προκαρυωτικούς και ευκαρυωτικούς οργανισμούς, καθώς και των μηχανισμών επεξεργασίας και ρύθμισης των RNA και των μηχανισμών ωρίμανσής τους.
- να γνωρίζουν την διεργασία και τη ρύθμιση της βιοσύνθεσης των πρωτεϊνών.
- να γνωρίζουν τους μηχανισμούς ελέγχου της γονιδιακής έκφρασης στους προκαρυωτικούς και τους ευκαρυωτικούς οργανισμούς.
Αναλυτικό Περίγραμμα του Μαθήματος
- Σύνθεση λιπαρών οξέων
- Επιμήκυνση και αποκορεσμός λιπαρών οξέων
- Σύνθεση Εικοσανοειδών ορμονών
- Σύνθεση λιπιδίων: αποθηκευτικά λιπίδια, φωσφολιπίδια και χοληστερόλη
- Σύνθεση χοληστερόλης
- Ρύθμιση σύνθεσης χοληστερόλης
- Μεταφορά λιποπρωτεϊνών, τριακυλογλυκερολών και χοληστερόλης
- Σύνθεση στεροειδών ορμονών
- Βιοσύνθεση αμινοξέων (σύμπλεγμα αζωτάσης, καθήλωση αζώτου, μεταφορά ενεργοποιημένων μονοανθρακικών ομάδων με το τετραϋδροφυλλικό)
- Στόχευση και αποδόμηση πρωτεϊνών
- Μετασυνθετική τροποποίηση ευκαρυωτικών πρωτεϊνών
- Γλυκοζυλίωση πρωτεϊνών για στόχευση
- Αλληλουχίες σήματα για τη στόχευση των πρωτεϊνών
- Εισαγωγή πρωτεϊνών σε κύτταρα (ενδοκυττάρωση)
- Ουβικιτινιλίωση και πρωτεασωμάτιο
- Οδοί αποδόμησης αμινοξέων
- Οξείδωση αμινοξέων και παραγωγή ουρίας
- Απέκκριση αζώτου και ο κύκλος της ουρίας
- Σύνοψη μεταβολισμού αζώτου
- Σύνθεση υδατανθράκων
- Βιοσύνθεση νουκλεοτιδίων και δεοξυριβονουκλεοτιδίων και η ρύθμιση της
- Γονίδια και χρωμοσώματα (στοιχεία των χρωμοσωμάτων, υπερελίκωση DNA, δομή των χρωμοσωμάτων)
- Αντιγραφή του DNA, δομή του DNA, πολυμεράσες του DNA και παράγοντες αντιγραφής, έναρξη, επιμήκυνση και τερματισμός
- Μηχανισμοί επιδιόρθωσης DNA και ανασυνδυασμός
- Βιοσύνθεση του RNA και ρύθμισή της σε προκαρυωτικούς οργανισμούς, ρυθμιστικά στοιχεία cis και δραστικοί παράγοντες μεταγραφής, πολυμεράση RNA, επιμήκυνση αλυσίδων RNA, τερματισμός μεταγραφής
- Βιοσύνθεση RNA στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς, είδη RNA, ρυθμιστικά στοιχεία cis και δραστικοί παράγοντες trans, πολυμεράσες RNA, μηχανισμοί έναρξης, επιμήκυνσης, τερματισμού και ρύθμισης της βιοσύνθεσης RNA
- Επεξεργασία ευκαρυωτικών RNA, τροποποιήσεις, σταθερότητα και μηχανισμοί αποικοδόμησης RNA
- Βιοσύνθεση των πρωτεϊνών, γενετικός κώδικας, συστατικά της πορείας βιοσύνθεσης πρωτεϊνών, έναρξη, επιμήκυνση, τερματισμός και ολοκλήρωση της δομής, κυτταρικός εντοπισμός και στόχευση πρωτεϊνών
- Ρύθμιση της έκφρασης των γονιδίων
- Αρχές και τεχνικές μελέτης της γονιδιακής έκφρασης, σταθερότητα RNA και πρωτεϊνών
- Έλεγχος γονιδιακής έκφρασης στα βακτήρια, οργάνωση σε οπερόνια, ριβοδιακόπτες
- Έλεγχος γονιδιακής έκφρασης στους ευκαρυωτικούς οργανισμούς, ρόλος δομής χρωματίνης, ρυθμιστικών RNA και αγγελιαφόρων μορίων, επίδραση περιβάλλοντος
Τρόπος Αξιολόγησης
Η επίδοση στο μάθημα αξιολογείται με βάση τη γραπτή εξέταση στο θεωρητικό κομμάτι του μαθήματος κατά την εξεταστική περίοδο (100%). Οι φοιτητές που παρουσιάζουν εργασία λαμβάνουν μία επιπλέον μονάδα στην επίδοση τους στις γραπτές εξετάσεις εφόσον ο βαθμός τους είναι μεγαλύτερος ή ίσος του πέντε.
Προτεινόμενα Συγγράμματα
- Βιοχημεία Βασικές Αρχές (2015). J.L. Tymoczko, J.M. Berg, and L. Stryer, 3η έκδοση, Broken Hill Publishers
- Βιοχημεία (2021). Raymond S. Ochs., 1η έκδοση, Εκδόσεις Παρισιάνου
- Βασικές Αρχές Βιοχημείας του Lehninger (2017). L. Nelson and M.M. Cox, 7η έκδοση, Broken Hill Publishers
- Βιοχημεία Βασικές Αρχές σε Μοριακό Επίπεδο (2018). D. Voet, J.G. Voet and C.W. Pratt, 5η έκδοση, Εκδόσεις Τζιόλα
Συναφή επιστημονικά περιοδικά
Biochemistry, Journal of Biological Chemistry, Journal of Biochemistry, Analytical Biochemistry, Biochemical Journal, Annual Review of Biochemistry, The FEBS Journal, Protein Science, Journal of Molecular Biology
Εκπαιδευτικό Υλικό / E-class
Διδάσκοντες
Δημήτριος Λεωνίδας (υπεύθυνος)
