Κυτταρική Βιολογία
Θεωρία: 3 ώρες/εβδομάδα | Εργαστήρια: 2 ώρες/εβδομάδα | Μονάδες ECTS: 6
Περιεχόμενο – Σκοπός του μαθήματος
Το πρώτο βιβλίο για το κύτταρο δημοσιεύτηκε το 1896 με τίτλο “The Cell in Development and Inheritance” από τον Αμερικανό εμβρυολόγο και κυτταρολόγο E.B. Wilson. Στον αιώνα που μεσολάβησε από την έκδοση αυτού του βιβλίου, η αξιοσημείωτη ανάπτυξη των βιολογικών επιστημών επέτρεψε τη μελέτη σε βάθος πολλών σημαντικών θεμάτων της βιολογίας κυττάρου και την κατανόηση του κυττάρου ως βασικής λειτουργικής μονάδας της ζωής και της αναπαραγωγής.
Σκοπός αυτού του μαθήματος είναι να δώσει στους φοιτητές μια περιληπτική, αλλά ακριβή, παρουσίαση των βασικών εννοιών της Βιολογίας του Κυττάρου, ενσωματώνοντας, όπου είναι δυνατόν, και τις πρόσφατες επιστημονικές ανακαλύψεις. Παρέχει τις βάσεις για την κατανόηση, σε μοριακό επίπεδο, του πώς λειτουργεί το κύτταρο, πώς παράγει ενέργεια, πώς διατηρεί τη δομή του, πώς επικοινωνεί με το περιβάλλον του, πώς αναπαράγεται και τέλος πώς πεθαίνει.
Αναλυτικό Περίγραμμα του Μαθήματος
- Τα όρια του κυττάρου ορίζονται από την πλασματική μεμβράνη- Πως τα δομικά συστατικά εξυπηρετούν τις λειτουργίες της πλασματικής μεμβράνης- Μεμβρανικόςκυτταροσκελετός – Κυτταρική πολικότητα και μεμβρανικές επικράτειες – Κυτταρικά τοιχώματα και εξωκυτταρικό πλέγμα- Μεμβρανικές δομές που εξυπηρετούν τις διακυτταρικές αλληλεπιδράσεις
- Διαμεμβρανική μεταφορά: αρχές και περιορισμοί- το δυναμικό ηρεμίας της μεμβράνης σε ευκαρυωτικά και προκαρυωτικά κύτταρα- Υποκυτταρική τοποθέτηση μεμβρανικών μεταφορέων και συντονισμός λειτουργίας τους – διαμεβρανική μεταφορά σε πολωμένα κύτταρα- η διαμεμβρανική μεταφορά στην κίνηση των κυττάρων, τη νευρική λειτουργία, την ακοή και την αναπνοή.
- Ο κυτταροσκελετός και η κυτταρική κίνηση- Δυναμική της συναρμολόγησης των ινιδίων ακτίνης, των μικροσωληνίσκων και των ενδιάμεσων ινιδίων- Ενδοκυτταρικές μετακινήσεις με τη βοήθεια του κυτταροσκελετού- ο ρόλος του κυτταροσκελετού στην κυτταρική διαίρεση, στην διακυτταρική επικοινωνία, στο σχηματισμό βλεφαρίδων και μαστιγίων.
- Κυτταρική σηματοδότηση- τύποι διακυτταρικής σηματοδότησης- σηματοδοτικά μονοπάτια και δίκτυα –Ανάδραση και δυναμική της σηματοδότησης
- Οργάνωση και λειτουργία των μιτοχονδρίων- Το γενετικό σύστημα των μιτοχονδρίων – Ημιαυτονομία και προέλευση των μιτοχονδρίων – Βιογένεση των μιτοχονδρίων – Εισαγωγή πρωτεϊνών και συναρμολόγηση των μιτοχονδρίων – Σύντηξη και σχάση των μιτοχονδρίων- Μιτοφαγία και γήρανση.
- Δομή και λειτουργία των χλωροπλαστών- Γενετική σύσταση χλωροπλαστών – Βιογένεση πλαστιδίων και χλωροπλαστών – Εισαγωγή και στόχευση πρωτεϊνών στο χλωροπλάστη.
- Ενδοπλασματικό δίκτυο: Πρωτεϊνοσύνθεση σε συνδεδεμένα ριβοσώματα – Αναδίπλωση και ωρίμανση των πρωτεϊνών – Συγκράτηση και έξοδος πρωτεϊνών από το ΑΕΔ-Μηχανισμοί διαχωρισμού και στόχευσης των πρωτεϊνών.
- Δομή και διαμερισματοποίηση της συσκευής Golgi– Λειτουργίες της συσκευής –Τύποι μεταφορικών κυστιδίων- Κυστιδιακή μεταφορά.
- Κυτταρική έκκριση: Τύποι κυτταρικής έκκρισης – Εκκριτικά κυστίδια – Στάδια της εκκριτικής διαδικασίας.
- Λυσοσώματα: Μορφολογία των λυσοσωμάτων – Σύνθεση λυσοσωμικών πρωτεϊνών – Κατηγορίες Λυσοσωμάτων – Λειτουργίες Λυσοσωμάτων – Φαγοκυττάρωση – Πινοκυττάρωση – Ενδοκυττάρωση.
- Υπεροξειδιοσώματα: Μορφολογία καιλειτουργίες –Στόχευση και εισαγωγή πρωτεϊνών στα υπεροξειδιοσώματα.
- Πυρήνας: Δομή και βαθμοί συσπείρωσης του DNA – Πυρηνικός φάκελος, πυρηνικό έλασμα, πυρηνικοί πόροι – Πυρηνίσκος.
- Κυτταρική διαίρεση: Κυτταρικός κύκλος – Μίτωση – Μείωση και γενετική ποικιλότητα.
- Ρύθμιση κυτταρικού κύκλου: Κυκλινοεξαρτώμενες κινάσες και MPF – Κύρια σημεία ελέγχου του κυτταρικού κύκλου.
- Απόπτωση: Κυτταρική μορφολογία– Ρόλος και ρύθμιση κασπασών – Εξωκυτταρικό και ενδοκυτταρικό μονοπάτι ενεργοποίησης απόπτωσης.
Εργαστηριακές Ασκήσεις
- Διαπερατότητα της κυτταρικής μεμβράνης – Κίνηση νερού κατά μήκος της κυτταρικής μεμβράνης.
- Κυτταρική κλασμάτωση.
- Στερεολογία.
- Μίτωση – Μείωση.
- Επεξεργασία από τους φοιτητές ειδικών θεμάτων Κυτταρικής Βιολογίας, από αγγλικά κείμενα και παρουσίασή τους υπό μορφή posters.
Τρόπος Αξιολόγησης
Η επίδοση στο μάθημα αξιολογείται με βάση την ομαδική εργασία που ετοιμάζουν και παρουσιάζουν στα πλαίσια των «Ειδικών Θεμάτων Κυτταρικής Βιολογίας» (20%) και τη γραπτή εξέταση στο θεωρητικό κομμάτι του μαθήματος κατά την εξεταστική περίοδο (80%).
Προτεινόμενα Συγγράμματα
- Βιολογία Κυττάρου, Λ.Χ. Μαργαρίτης, Β.Κ. Γαλανόπουλος, Κ.Ε. Κεραμάρης, Ε.Σ. Μαρίνος, Ι.Σ. Παπασιδέρη, Δ.Ι. Στραβοπόδης, Ι.Π. Τρουγκάκος, 4η έκδοση, Ιατρικές Εκδόσεις Λίτσας, 2004.
- Βασικές αρχές Κυτταρικής Βιολογίας – Εισαγωγή στη Μοριακή Βιολογία του Κυττάρου, Alberts et al., Ιατρικές Εκδόσεις Π.Χ. Πασχαλίδη, 2000.
- Βιολογία Κυττάρου, Βασίλης Μαρμάρας και Μαρία Λαμπροπούλου-Μαρμάρα, Εκδόσεις Typorama, 2000.
- Molecular Cell Biology, Lodish H., Berk A., C.A. Kaiser, M. Krieger, M.P. Scott, A. Bretscher, H. Ploegh & P. Matsudaira, 6th edition, W.H. Freeman & Co, 2007.
- Molecular Biology of the Cell, Alberts B., Johnston A., Lewis J., Raff M., Roberts K. and Walter P., 4th edition, Garland Pub, 2002.
- Molecular Biology of the Cell – The Problems Book, J. Wilson & T. Hunt, 5th edition, Garland Pub, 2007.
Εκπαιδευτικό Υλικό / E-class
Διδάσκοντες
Αικατερίνη Μούτου (υπεύθυνη)
Θεολογία Σαραφίδου
