Introduction to Cell Biology - GB275

• Title: Úvod do buněčné biologie
• Guaranteed by: Department of Biological and Medical Sciences (16-16150)
• Faculty: Faculty of Pharmacy in Hradec Králové
• Actual: from 2022
• Semester: winter
• Points: 0
• E-Credits: 5
• Examination process: winter s.:written
• Hours per week, examination: winter s.:28/14, C+Ex [HS]
• Capacity: unlimited / 90 (unknown)
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech
• Teaching methods: full-time
• Teaching methods: full-time
• Note: course can be enrolled in outside the study plan; enabled for web enrollment
• Guarantor: Mgr. Zuzana Svobodová, Ph.D.
• Interchangeability : GB251
• Is co-requisite for: GB194, GB019, GB276, GB277
• Is pre-requisite for: GB312, GB085, GB280, GB200

Annotation

English

Last update: Mgr. Zuzana Svobodová, Ph.D. (03.10.2023)

The main goal of Introduction to Cell Biology is to reveal to the students how the living cell works and teach them how to handle the microscope. Both will give them the background for the subjects in the upcoming years. For that, we introduce them to the structure and function of every single compartment of the cell and its chemical composition. Other areas such as cell communication, cell division, and regulation of the cell cycle are studied. Themes: Structure of prokaryotic and eukaryotic cells, membranes, membrane organelles, DNA and chromosomes, cell communication, cell cycle, reproduction of organisms.

Czech

Last update: Mgr. Zuzana Svobodová, Ph.D. (03.10.2023)

Hlavním cílem předmětu Úvod do buněčné biologie je, aby studenti získali představu, jak pracuje živá buňka a osvojili si základy práce s mikroskopem. Obojí jsou základní znalosti a dovednosti pro řadu navazujících předmětů. V průběhu studia se studenti seznámí se strukturou a funkcí jednotlivých součástí buňky a jejich chemickým složením. Mezi další probírané oblasti patří komunikace mezi buňkami, dělení buňky a regulace buněčného cyklu. Témata: struktura prokaryotní a eukaryotní buňky, membrány, membránové organely, DNA a chromosomy, komunikace mezi buňkami, buněčný cyklus a rozmnožování organizmů.

Course completion requirements

English

Last update: Mgr. Zuzana Svobodová, Ph.D. (03.10.2023)

To obtain the Credit from Practical classes it is necessary to meet following conditions: 100% presence in all practical classes (with regards to the COVID-19 situation), deliver the filled-in Laboratory manual to be checked (part of the final evaluation), practical part - to perform one of the tasks from the previous practical classes (fill in the protocol) and answer 3 theoretical questions from practical classes.

 

Czech

Last update: Mgr. Zuzana Svobodová, Ph.D. (03.10.2023)

Předmět se skládá z přednášek a praktických cvičení:

 

Praktická cvičení jsou zakončena udělením zápočtu, který je nutnou podmínkou pro přístup k závěrečnému písemnému testu.

Podmínkou udělení zápočtu je splnění následujících podmínek:

1) 100% docházka na praktická cvičení (s přihlédnutím ke koronavirovým opatřením MŠMT)

2) Odevzdání vyplněného pracovního sešitu ke kontrole

3) Napsat zápočtový test, který se skládá z praktické a teoretické části

 

Zkouškový test se skládá z 35 otázek (z teoretické části.

Mezi typy otázek patří: Single best answer, přiřazovací a popis obrázku.

• limit pro absolvování testu: 70 % správných odpovědí

• hodnocení: výborně: 100 % - 90 %

  velmi dobře: 89 % - 80 %

  dobře: 79 % - 70 %

Literature

Last update: Mgr. Zuzana Svobodová, Ph.D. (03.10.2023)

Povinná:

• Alberts, Bruce. Základy buněčné biologie : úvod do molekulární biologie buňky. Ústí nad Labem: Espero, 2006, 630 s. ISBN 80-902906-2-0.
• Uvod do bunecne biologie-ZBIO [online]. Dostupné z: https://intranet.faf.cuni.cz/Studijni-materialy/KBLV/

Doporučená:

• Nečas, Oldřich. Obecná biologie. Jinočany: H & H, 2000, 554 s. ISBN 80-86022-46-3.

Syllabus

English

Last update: Mgr. Zuzana Svobodová, Ph.D. (03.10.2023)

Cell structure

·         definition and general characteristics of cell (cell theory)

·         structure of prokaryotic cell

·         structure of eukaryotic cell (plant and animal)

 

Chemical composition of living systems

·         water and inorganic substances

·         low molecular weight organic molecules: saccharides, organic acids, amino acids, nucleotides, phospholipids

·         high molecular weight organic molecules: polysaccharides, proteins, nucleic acids

 

Nucleic acids and chromosomes I

·         structure of DNA

·         chromosome structure in prokaryotes and viruses

·         chromosome structure in eukaryotes

 

Nucleic acids and chromosomes II

·         replication

·         transcription

·         translation

 

Membranes I

·      membrane structure

o   lipid bilayer

o   molecular structure of membranes – lipids, proteins, saccharides

·      cytoplasmic membrane

 

Membranes II

·           membrane transport

·           carrier proteins

·           ion channels and the electrical properties of membranes

 

Membrane organelles I

·         mitochondria

o   the structure

o   cellular respiration – Krebs cycle, electron-transport chain, oxidative phosphorylation

·         chloroplasts

o   the structure

o   photosynthesis – light reactions and dark reactions

 

Membrane organelles II

·         endoplasmic reticulum

·         Golgi apparatus

·         endosomes

·         lysosomes

·         peroxisomes

·         intracellular vesicular transport

o   transport from the endoplasmic reticulum through the Golgi apparatus

o   transport from the trans Golgi network to lysosomes

o   transport into the cell from the plasma membrane: endocytosis

o   transport from the trans Golgi network to the cell exterior: exocytosis

 

Cell communications

·         general principles of cell communication

·         signal molecules

·         receptors

o   ion-channel–coupled receptors

o   G-protein–coupled receptors

o   enzyme–coupled receptors

 

Cell division

·         cell cycle - four phases (G1, S, G2, M)

·         mitosis - prophase, prometaphase, metaphase, anaphase, telophase, cytokinesis

·         meiosis

 

Cell cycle control system 

·         regulation of the cell cycle

·         cell differentiation

·         cell death

 

Reproduction of organisms

• asexual reproduction
• characteristics
• binary division, vegetative reproduction, amitosis
• sexual reproduction
• characteristics
• gametogenesis - spermatogenesis, oogenesis, fertilization

Czech

Last update: Mgr. Zuzana Svobodová, Ph.D. (03.10.2023)

Struktura buňky 

·         definice a obecné znaky buňky (buněčná teorie)

·         stavba prokaryontní buňky

·         stavba eukaryontní buňky (rostlinné a živočišné)

 

Struktura živých soustav - chemické složení živých soustav 

·         voda a anorganické látky

·         nízkomolekulární organické látky: sacharidy, organické kyseliny, aminokyseliny, nukleotidy, fosfolipidy

·         vysokomolekulární organické látky: polysacharidy, nukleové kyseliny, proteiny

 

Nukleové kyseliny a chromosomy I 

·         struktura DNA

·         struktura chromosomů u prokaryot a virů

·         struktura chromosomů u eukaryot

 

Nukleové kyseliny a chromosomy II 

·         replikace

·         transkripce

·         translace

 

Membrány I 

·         struktura membrán

o   lipidová dvojná vrstva

o   molekulární struktura membrán – lipidy, proteiny, sacharidy

·         cytoplazmatická membrána

 

Membrány II 

·         transport látek přes membrány

·         transportní proteiny

·         iontové kanály a membránový potenciál

 

Membránové organely I 

·         mitochondrie

o   struktura

o   buněčné dýchání – Krebsův cyklus, dýchací řetězec, oxidativní fosforylace

·         chloroplasty

o   struktura

o   fotosyntéza – světelná a tmavá fáze

 

Membránové organely II 

·         endoplazmatické retikulum

·         Golgiho aparát

·         endosomy

·         lysosomy

·         peroxisomy

·         mechanizmy vstupu proteinů do organel

o   transport z cytosolu do jádra – jaderné póry

o   transport z cytosolu do ER, mitochondrií, chloroplastů a peroxisomů

o   transport z ER do dalších oddílů

 

 Komunikace mezi buňkami 

·         obecné principy buněčné komunikace

·         signální molekuly

·         receptory

o   receptory spojené s iontovými kanály

o   receptory spojené s G-proteiny

o   receptory spojené s enzymy

 

Buněčné dělení 

·         buněčný cyklus – 4 fáze (G1, S, G2, M)

·         mitoza – profáze, prometafáze, metafáze, anafáze, telofáze, cytokineze

·         meioza

 

Regulace buněčného cyklu 

·         systém regulace buněčného cyklu

·         diferenciace buněk

·         buněčná smrt

 

Rozmnožovaní organizmů 

·         nepohlavní rozmnožování

o   charakteristika

o   binární dělení, gemiparie, fiziparie, vegetativní rozmnožování

·         pohlavní rozmnožování

o   charakteristika

o   spermiogeneze, oogeneze, fertilizace

 

 

Teaching methods

Last update: Mgr. Zuzana Svobodová, Ph.D. (03.10.2023)

Přednášky - teorie

Moodle - videa, "procvičovací kvízy", "otázky a odpovědi", sestavování "slovníku" pojmů

Praktická cvičení - základy mikroskopování, pozorování rostlinné a živočišné buňky, funkce organel, osmotické jevy v rostlinné a živočišné buňce, reprodukce buněk, tkáňové kultury

Requirements to the exam

English

Last update: Mgr. Zuzana Svobodová, Ph.D. (03.10.2023)

The form of an exam is a test composed of 35 questions ( theory and practical classes).

Types of questions: single best answer, matching, image description.

• limit for passing the test: 70% of correct answers

• evaluation: excellent: 100 % - 90 %

   very good: 89 % - 80 %

   good: 79 % - 70 %

The student should show knowledge across the subject of Cell Biology, specifically in the following areas:

1.      Definition and general characteristics of cell

2.      Structure of prokaryotic cell

3.      Structure of eukaryotic cell 

4.      Cell nucleus

5.      Structure of DNA

6.      Chromosome structure in prokaryotes and viruses

7.      Chromosome structure in eukaryotes

8.      Replication, transcription and translation

9.      Structure of living systems – water, inorganic substances, low molecular weight organic molecules (saccharides, organic acids, amino acids, nucleotides, phospholipids)

10.  Structure of living systems – high molecular weight organic molecules (polysaccharides, proteins, nucleic acids)

11.  Membrane structure

12.  Cytoplasmic membrane

13.  Membrane transport (carrier proteins, ion channels)

14.  Mitochondria (structure, cellular respiration)

15.  Chloroplasts (structure, photosynthesis)

16.  Endoplasmic reticulum

17.  Golgi apparatus

18.  Endosomes

19.  Lysosomes

20.  Peroxisomes

21.  Intracellular vesicular transport

22.  General principles of cell communications

23.  Receptors (basic characteristics, signaling cascade)

24.  Ion-channel–coupled receptors

25.  G-protein–coupled receptors

26.  Enzyme–coupled receptors

27.  Microtubules

28.  Actin filaments

29.  Intermediate filaments

30.  Cell cycle

31.  Mitosis

32.  Meiosis

33.  Cell cycle control system

34.  Cell differentiation

35.  Cell death

36.  Cell stress

37.  Asexual reproduction

38.  Spermatogenesis

39.  Oogenesis

40.  Fertilization

Czech

Last update: Mgr. Zuzana Svobodová, Ph.D. (03.10.2023)

Formou zkoušky je písemný test, který se skládá z 35 otázek (z teoretické části a z praktických cvičení).

 

Mezi typy otázek patří:single best answer, přiřazovací, popis obrázku.

 

limit pro absolvování testu: 70 % správných odpovědí hodnocení:

 

výborně: 100 % - 90 %

velmi dobře: 89 % - 80 %

dobře: 79 % - 70 %

 

Student má prokázat znalosti napříč celým předmětem Buněčná biologie, konktrétně v těchto okruzích:

1. Definice a obecné znaky buňky

2. Stavba prokaryontní buňky

3. Stavba eukaryontní buňky

4. Buněčné jádro

5. Struktura DNA

6. Struktura chromosomů u prokaryot a virů

7. Struktura chromosomů u eukaryot

8. Replikace, transkripce, translace

9. Princip a metody světelné mikroskopie, fixace a barvení, fluorescenční mikroskopie

10. Chemické složení živých soustav - voda, anorganické látky, nízkomolekulární organické látky (sacharidy, organické kyseliny, aminokyseliny, nukleotidy, fosfolipidy)

11. Chemické složení živých soustav – vysokomolekulární organické látky (polysacharidy, proteiny, nukleové kyseliny)

12. Struktura membrán

13. Cytoplazmatická membrána

14. Transport látek přes membrány – transportní proteiny, iontové kanály

15. Mitochondrie – struktura, buněčné dýchání

16. Chloroplasty – struktura, fotosyntéza

17. Endoplazmatické retikulum

18. Golgiho aparát

19. Endosomy

20. Lysosomy

21. Peroxisomy

22. Mechanizmy vstupu proteinů do organel

23. Obecné principy buněčné komunikace

24. Receptory - základní charakteristika, rozdělení, signalizační kaskáda

25. Receptory spojené s iontovými kanály

26. Receptory spojené s G-proteiny

27. Receptory spojené s enzymy

28. Intermediární filamenta

29. Mikrotubuly

30. Aktinová vlákna

31. Buněčný cyklus

32. Mitoza

33. Meioza

34. Systém regulace buněčného cyklu

35. Diferenciace buněk

36. Buněčná smrt38. Buněčný stres

37. Nepohlavní rozmnožování

38. Spermiogeneze

39. Oogeneze

40. Fertilizace