Subjects

1.Evoluční historie prokaryotických a eukaryotických buněk a evoluce biosféry. Paleobiologické doklady o prvních živých organismech, evoluce prokaryot a jejich vliv na vývoj atmosféry, vznik eukaryotické buňky a endosymbiotický původ mitochondrie (LECA stručný přehled kompartmentů), další endosymbiosy, rozrůznění stromu eukaryotického života a charakteristika základních skupin eukaryot. Nezávislé povstávání mnohobuněčnosti a přechod na souš.

2. Struktura a funkce biologických membrán a úvod do mechanismů percepce a přenosu signálů. Složení, stavba a dynamika biologických membrán, membránové bílkoviny a membránové transporty - kanály, přenašeče a pumpy. Homeostatické procesy membránového potenciálu a transportní jevy na membráně. Receptorové bílkoviny a komunikace mezi okolím/povrchem buňky a cytoplasmou, šíření a zpracování signálů buňkou.

3. Endomembránový systém buňky a vnitrobuněčný transport. Endomembránový systém - endoplasmatické retikulum (jad. membr.), Golgiho aparát, plasmalemma, endosomy, lysosom/vakuola (význam turgoru u buněk se stěnou). Vezikulární transport (exo/endocytosa) - dynamika a regulace provozu a adresování membránových váčků a dalších transportních intermediátů - malé GTPázy, obaly váčků, jejich transport a adresování - poutací a SNARE komplexy.

4. Cytoskelet a buněčná morfogeneze a motilita. Základní typy cytoskeletálních sítí. Cytoskeletální motory a další bílkoviny regulující dynamiku cytoskeletu. Dynamika F-aktinu a mikrotubulů a jejich interakce během buněčného cyklu a v řízení motility živočišných buněk, invazivita nádorových buněk. Mikrotubuly a buněčná stěna rostlin. Migrace buněk ve vývoji živočichů.

5. Extracelulární matrix a buněčná stěna. Tvorba buněčné stěny na příkladu kvasinek a rostlin Biosyntéza složek buněčné stěny a mechanismus jejich ukládání. Architektura stěny - primární a sekundární b. stěna rostlin. Mezibuněčná komunikace rostlin: plasmodesmy - apoplast a symplast. Extracelulární matrix živočišné buňky: glykosaminové proteoglykany a vláknité bílkoviny - kolagen, elastin, fibronektin a laminin. Jejich úloha v mezibuněčné komunikaci, migraci a signalizaci.

6. Jádro - genetický a signální kompartment. Struktury jádra, chromatin, regulace replikace a transkripce. Mechanismy epigenetických jevů. Další stupně regulace genové exprese počínaje sestřihem. Stavba jaderných membrán a transporty mezi jádrem a cytoplasmou.

7. Buněčné organely. Endosymbiotické procesy. Struktura mitochondrií a plastidů. Organizace a exprese mitochondriálního a plastidového genomu. Komunikace/koordinace mezi jádrem a organelami. Import do plastidů a mitochondrií. Evoluční a ontogenetická dynamika organel - plastidy (varianty) a mitochondrie (varianty). Základní procesy metabolismu mitochondrií a plastidů. Peroxizómy - jejich původ, struktura a biochemická multifunkcionalita. Kompartmentace metabolických drah rostliny vs. živočichové.

8. Buněčný cyklus a rakovina. Objev a charakterizace fází buněčného cyklu. Základní modely regulace buněčného cyklu a jejich molekulární implementace - centrální regulátory buněčného cyklu a integrace do specifických vývojových procesů rostlin a živočichů. Poruchy regulace buněčného cyklu a rakovina. Otázka kmenových buněk.

9.Mezibuněčná komunikace a interakce s patogeny. Mezibuněčná spojení u živočichů a rostlin - "gap junctions" a nanotubuly, plasmodesmy. Mezibuněčný pohyb regulačních molekul, ale také virových patogenů. Základní schéma imunitní odpovědi na patogena. Mezibuněčné interakce rostlin při opylení, oplození a napadení patogenem. Mezibuněčná komunikace jako základ vývojových dějů v mnohobuněčných organismech.

10. Strategie buněčných reakcí na stres. Rozdíly ve stresové strategii živočichů a rostlin. Molekulární mechanismy reakce na teplotní, osmotický a kyslíkový stres. Xenobiotika v životním prostředí a jejich možné negativní účinky na buňky živočichů a rostlin.

11. Buněčná biologie a biotechnologie - naděje a obavy. Základem praktického využití biotechnologií je znalost regulace životních procesů v buňkách. Využití totipotence rostlinných buněk v množitelských postupech. Metody a mechanismy přípravy transgenních organismů - rizika a naděje využití genových modifikací v lékařství, zemědělství a průmyslu.

Last update: Žárský Viktor, prof. RNDr., CSc. (29.09.2009)