Buněčná proliferace a apoptóza - MB150P121

• Anglický název: Cell proliferation and apoptosis
• Český název: Buněčná proliferace a apoptóza
• Zajišťuje: Katedra buněčné biologie (31-151)
• Fakulta: Přírodovědecká fakulta
• Platnost: od 2020
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 3
• Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
• Rozsah, examinace: zimní s.:2/0, Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Další informace: http://Výuka v zimním semestru 2020/21 bude probíhat distančně v MS Teams. Podmínky zkoušky se nemění.
• Poznámka: povolen pro zápis po webu
• Garant: prof. RNDr. Jan Kovář, DrSc.
• Vyučující: prof. RNDr. Jan Kovář, DrSc.
• Neslučitelnost : MB150P21

Anotace

čeština

Poslední úprava: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (19.10.2020)

BUNĚČNÁ PROLIFERACE A APOPTÓZA
(anotace přednášky)
Přednáška se zabývá buněčnou proliferací a apoptózou v rámci životního cyklu buňky včetně návazných procesů a mechanismy jejich regulace. Na začátku se zmiňuje biologický význam buněčné proliferace a apoptózy. Následující část se zabývá signálními molekulami, které se účastní regulace buněčné proliferace i apoptózy. Dále se probírají mechanismy přenosu signálu přes plazmatickou membránu včetně relevantních membránových receptorů a následně mechanismy intracelulární signalizace a realizace signálu. Poté se detailně probírá buněčný cyklus, tj. jednotlivé fáze buněčného cyklu, a Go fáze. Následně se probírají mechanismy regulace buněčného cyklu. Probírají se i takové procesy s návazností na buněčnou proliferaci a vedoucí nakonec k apoptóze, jako je embryonální růst, diferenciace a buněčné stárnutí. Poté se detailně probírá apoptóza a následně mechanismy regulace apoptózy. Probírají se také onkogeny a tumor supresorové geny i jejich funkce a následně se probírá buněčná transformace včetně nádorových onemocnění. Nakonec se probírají základní metody studia buněčné proliferace a apoptózy.

Výuka v zimním semestru 2020/21 bude probíhat distančně v MS Teams.
Podmínky zkoušky se nemění.

angličtina

Poslední úprava: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (25.10.2019)

CELL PROLIFERATION AND APOPTOSIS
(lecture annotation)
The lecture deals with cell proliferation and apoptosis within the cell life cycle, including downstream processes and mechanisms of their regulation. Initially, the biological importance of cell proliferation and apoptosis is mentioned. The following part deals with signaling molecules that are involved in the regulation of cell proliferation and apoptosis. Mechanisms of signal transduction across plasma membrane including relevant membrane receptors are discussed as well as mechanisms of intracellular signaling and signal realization. The cell cycle, i.e., the individual phases of the cell cycle, and the Go phase are then discussed in detail. Subsequently, mechanisms of cell cycle regulation are discussed. Processes related to cell proliferation and eventually leading to apoptosis such as embryonic growth, differentiation and cell aging are also discussed. Apoptosis and mechanisms of apoptosis regulation are discussed in detail. Oncogenes and tumor suppressor genes as well as their functions are discussed as well as cell transformation including cancer. Finally, basic methods of studying cell proliferation and apoptosis are discussed.

Literatura

čeština

Poslední úprava: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (27.03.2018)

·         Alberts B. et al.: Essential Cell Biology. Garland Publishing, New York & London, 2010. ¨

·         Alberts B. et al.: Molecular Biology of Cell. Garland Science, New York & Abington, 2008.

-         Lodish H. et al.: Molecular Cell Biology. W. H. Freeman and Company, New York, 2008. 

angličtina

Poslední úprava: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (21.02.2018)

·         Alberts B. et al.: Essential Cell Biology. Garland Publishing, New York & London, 2010. ¨

·         Alberts B. et al.: Molecular Biology of Cell. Garland Science, New York & Abington, 2008.

.         Lodish H. et al.: Molecular Cell Biology. W. H. Freeman and Company, New York, 2008. 

Požadavky ke zkoušce

čeština

Poslední úprava: prof. RNDr. Jan Kovář, DrSc. (29.05.2020)

 

Zkouška je ústní pohovor, při kterém studenti prokáží orientaci v probrané tématice a pochopení základních principů. 

angličtina

Poslední úprava: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (25.10.2019)

The exam is an oral interview in which students demonstrate orientation in the topics discussed and understand the basic regulatory mechanisms of the immune response and the influence of the cytokine environment on events taking place in the immune system.

Sylabus

čeština

Poslední úprava: prof. RNDr. Jan Kovář, DrSc. (29.05.2020)

BUNĚČNÁ PROLIFERACE A APOPTÓZA (sylabus přednášky) 1.  Buněčná proliferace a buněčná smrt ·           buněčná proliferace: buněčný cyklus ·           buněčná smrt: nekróza vs. programovaná buněčná smrt (apoptóza) ·           biologický význam buněčné proliferace ·           biologický význam apoptózy ·           základní mechanismy regulace proliferace a apoptózy   2.  Extracelulární signalizace ·           interakce buňka-extracelulární matrix ·           interakce buňka-buňka: mezibuněčná komunikace ·           „gap junction“ & interakce molekul plazmatických membrán ·           extracelulární signální molekuly ·           struktura a funkce extracelulárních signálních molekul ·           endokrinní, parakrinní, autokrinní a synaptická signalizace ·           hormony, cytokiny s. l., neurotransmitery, retinoidy ·           cytokiny s. l.: růstové faktory, lymfokiny a monokiny, interferony, ostatní   3.  Přenos signálu do buňky ·         difúze molekul plynů a hydrofobních molekul ·         interakce s membránovým receptorem ·         struktura a funkce membránových receptorů ·         receptory spojené s iontovými kanály ·         receptory spojené s G proteinem ·         receptorové kinázy: receptorové tyrosinkinázy & receptorové serin-threoninkinázy ·         receptory asociované s kinázami ·         receptory s doménou smrti   4.  Intracelulární signalizace a realizace signálu ·         NO signalizace & signalizace hydrofóbních molekul ·         signalizace přes ligandem regulované iontové kanály ·         signalizace přes receptory asociované s G proteinem: aktivace PLC, aktivace adenylát cyklázy, aktivace cGMP           fosfodiesterázy ·         Ca2+ v intracelulární signalizaci ·         signalizace přes receptorové tyrosinkinázy: aktivace Ras, aktivace PI3 kinázy ·         signalizace přes receptorové serin-threoninkinázy ·         signalizace přes receptory asociované s kinázami: aktivace Jak kináz ·         signalizace přes receptory s doménou smrti ·         NFĸB signalizace & Wnt signalizace   5.  Buněčný cyklus ·         fáze a funkční etapy buněčného cyklu ·         replikace DNA ·         mitóza ·         cytokinéze ·         zdvojení funkčních kapacit buňky ·         Go fáze   6.  Regulace buněčného cyklu ·         mechanismy regulace buněčného cyklu: aktivace & progrese ·         mechanismy aktivace: geny primární odpovědi & sekundární geny ·         funkce genů primární odpovědi ·         funkce Rb proteinu ·         mechanismy progrese: cykliny a CDK ·         komplexy cylin/CDK a jejich funkce ·         funkce APC ·         inhibitory CDK   7.  Buněčná diferenciace ·         proliferace časných embryonálních buněk ·         proces diferenciace a základní principy diferenciace ·         mechanismy regulace diferenciace během ontogeneze ·         mechanismy regulace diferenciace při zajišťování funkcí organismu ·         signální molekuly regulace diferenciace ·         dediferenciace   8.  Buněčné stárnutí ·         proces buněčného stárnutí ·         Hayflickův limit ·         příčiny buněčného stárnutí ·         akumulace mutací a poškození (včetně poškození mitochondriálního genomu): oxidativní poškození ·         úloha inzulinové signalizace ·         zkracování telomer: telomeráza   9.  Apoptóza ·         programovaná buněčná smrt ·         úloha apoptózy v regulaci počtu buněk ·         úloha apoptózy v ontogenezi ·         úloha apoptózy v imunitním systému ·         apoptóza a patologické stavy ·         kaspázy: iniciační kaspázy a exekuční kaspázy ·         substráty smrti   10.    Regulace apoptózy ·          mechanismy regulace apoptózy: endogenní a exogenní signály ·         úloha p53 ·         regulace glukokortikoidy  a cytokiny ·         regulace ligandy receptorů s doménou smrti ·         regulace granzymem B ·         úloha proteinů rodiny Bcl-2: antiapoptotické a proapoptotické proteiny rodiny Bcl-2 ·         mechanismy aktivace kaspáz: dráha receptorů s doménou smrti & mitochondriální dráha   11. Onkogeny a tumor supresorové geny ·         funkce onkogenů  ·         virové a buněčné onkogeny ·         genetické mechanismy aktivace onkogenů ·         funkční skupiny onkogenů ·         mechanismy působení onkogenů DNA virů ·         funkce tumor supresorových genů ·         Rh gen a p53 gen jako tumor supresorové geny   12.    Buněčná transformace ·         transformované buňky ·         mechanismy transformace ·         úloha genetických změn v buněčné transformaci ·         kancerogeny a jejich typy ·         mechanismy působení chemických kancerogenů ·         mechanismy působení UV záření a ionizujícího záření ·         mechanismy působení virů   13.    Metody studia buněčné proliferace a apoptózy ·         experimentální modely ·         analýza buněčného cyklu ·         detekce apoptózy ·         stanovení genové exprese ·         stanovení buněčné lokalizace ·         transfekce a transgeny ·         ostatní metody: buněčná hybridizace , termosenzitivní mutanty, mikromanipulace ·         látky ovlivňující proliferaci a apoptózu: mitogeny, cytostatika, induktory apoptózy

angličtina

Poslední úprava: RNDr. Nataša Šebková, Ph.D. (25.10.2019)

CELL PROLIFERATION AND APOPTOSIS

(lecture syllabus)

1. Cell proliferation and cell death

· Cell proliferation: cell cycle

Cell death: necrosis programmed cell death (apoptosis)

· Biological importance of cell proliferation

· Biological importance of apoptosis

· Basic mechanisms of regulation of proliferation and apoptosis

 

2. Extracellular signaling

· Cell-extracellular matrix interaction

· Cell-cell interaction: intercellular communication

· Gap junction & interaction of plasma membrane molecules

Extracellular signaling molecules

· Structure and function of extracellular signaling molecules

· Endocrine, paracrine, autocrine and synaptic signaling

· Hormones, cytokines s. L., Neurotransmitters, retinoids

· Cytokines s .: growth factors, lymphokines and monokines, interferons, others

 

3. Signal transmission to the cell

· Diffusion of gas molecules and hydrophobic molecules

· Membrane receptor interaction

· Structure and function of membrane receptors

Receptors associated with ion channels

G protein-coupled receptors

· Receptor kinases: receptor tyrosine kinases & receptor serine-threonine kinases

Kinase-associated receptors

· Death domain receptors

 

4. Intracellular signaling and signal realization

· NO signaling & signaling of hydrophobic molecules

· Signaling via ligand-regulated ion channels

Signaling via receptors associated with G protein: activation of PLC, activation of adenylate cyclase, activation of cGMP phosphodiesterase

Ca2 + in intracellular signaling

Signaling via receptor tyrosine kinases: activation of Ras, activation of PI3 kinase

Signaling via receptor serine-threonine kinases

Signaling via receptors associated with kinases: activation of Jak kinases

· Signaling via receptors with death domain

· NFĸB signaling & Wnt signaling

 

5. Cell cycle

· Phases and functional phases of the cell cycle

· DNA replication

· Mitosis

· Cytokinesis

· Doubling of cell functional capacities

· Go phase

 

6. Cell cycle regulation

· Mechanisms of cell cycle regulation: activation & progression

· Mechanisms of activation: primary response genes & secondary genes

· Function of primary response genes

· Rb protein function

· Mechanisms of progression: cyclins and CDKs

· Cylindrical / CDK complexes and their functions

· APC function

CDK inhibitors

 

7. Cell differentiation

Proliferation of early embryonic cells

· Differentiation process and basic principles of differentiation

· Mechanisms of regulation of differentiation during ontogenesis

· Mechanisms of regulation of differentiation in providing of organism functions

· Signaling molecules to control differentiation

· Dedifferentiation

 

8. Cell aging

· The process of cell aging

· Hayflick limit

· Causes of cell aging

· Accumulation of mutations and damages (including mitochondrial genome damage): oxidative damage

· The role of insulin signaling

· Telomer shortening: telomerase

 

9. Apoptosis

· Programmed cell death

· The role of apoptosis in cell number regulation

· The role of apoptosis in ontogenesis

· The role of apoptosis in the immune system

· Apoptosis and pathological conditions

Caspases: initiation caspases and execution caspases

· Substrates of death

 

10. Regulation of apoptosis

· Mechanisms of apoptosis regulation: endogenous and exogenous signals

· The role of p53

· Regulation of glucocorticoids and cytokines

· Regulation of death domain receptor ligands

· Granzyme B regulation

· Role of Bcl-2 family proteins: Bcl-2 family antiapoptotic and proapoptotic proteins

· Caspase activation mechanisms: Death domain receptor & mitochondrial pathway

 

11. Oncogenes and tumor suppressor genes

· Oncogen function

· Viral and cellular oncogenes

· Genetic mechanisms of oncogen activation

· Functional groups of oncogenes

· Mechanisms of action of DNA viral oncogenes

· Function of tumor suppressor genes

· Rh gene and p53 gene as tumor suppressor genes

 

12. Cell transformation

· Transformed cells

· Mechanisms of transformation

· The role of genetic changes in cell transformation

· Carcinogens and their types

· Mechanisms of action of chemical carcinogens

· Mechanisms of UV and ionizing radiation exposure

· Mechanisms of action of viruses

 

13. Methods of cell proliferation and apoptosis

· Experimental models

· Cell cycle analysis

· Detection of apoptosis

· Determination of gene expression

· Determination of cell localization