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Molekulare Zellbiologie II.

MF (3 Kreditpunkte, Rigorosum, Dr. Gábor Bánhegyi; AOKOVM464_2N)
FFZ (3 Kreditpunkte, Rigorosum, Dr. Miklós Csala; FOKOOVM205_2N)

2019/2020, Herbstsemester

Studienbeauftragte: Dr. Rónai, Zsolt

Allgemeine

Das Fach Molekulare Zellbiologie II beschäftigt sich mit solchen molekularen Mechanismen, die die Funktion der Zellen beeinflussen, wie z.B. Signalübertragung, Zellzyklus, Apoptose oder Alterung. Organellen der eukaryontischen Zellen, ihre Struktur, Funktion, Kommunikati-on und die Methoden, damit diese Vorgänge untersucht werden können, werden bekannt ge-macht.

Es wird eine fakultative Demonstration an der Woche 8 (28.10–31.10) organisiert. Die De-monstration ist mündlich, Studenten ziehen eine Frage von dem Themenkatalog. Wir werden Ihnen mehrere Termine während der Woche im E-learning System anbieten. Dort können Sie einen Zeitpunkt abhängig von Ihren Freizeit im Studienplan wählen und anmelden. Die De-monstration ist fakultativ, Studenten, die nicht teilnehmen, können ebenso die Unterschrift am Ende des Semesters bekommen. Falls ein gutes Ergebnis (Note „gut (4)“ oder „sehr gut (5)“) in der Demonstration erreicht wird, bekommt man einen „Bonus“ in der Rigorosum. In diesem Fall müssen nur 3 Fragen beantwortet werden: keine Frage von dem Thema der Demonstrati-on (III. Signalübertragung und Zellzyklus) gezogen wird.

Vorlesungen

Zeitpunkt und Ort:
Montag 10:20-11:30 wöchentlich, im Hörsaal Szent-Györgyi im EOK Gebäude und
Donnerstag 8:00-9:10 wöchentlich, im Hörsaal Hevesy (und Hörsaal Beznák) im EOK Gebäude

WocheDatumVorlesungVortragender
1.09 SeptemberSiganlübertragung 1.Asbóth
12 SeptemberSiganlübertragung 2.Asbóth
2.16 SeptemberSiganlübertragung 3.Asbóth
19 SeptemberSiganlübertragung 4.Asbóth
3.23 SeptemberSignalübertragung 5.Asbóth
26 SeptemberWahrnehmung der intrazellulären Signale, Chronobiologie 1.Bőgel
4.30 SeptemberWahrnehmung der intrazellulären Signale, Chronobiologie 2.Bőgel
03 OktoberZellzyklus, Zellteilung, Proliferation 1.Barta
5.07 OktoberZellzyklus, Zellteilung, Proliferation 2.Barta
10 OktoberMechanismen des ZelltodesBarta
6.14 OktoberMedizinische Wichtigkeit der ApoptoseBarta
17 OktoberAlterungNagy
7.21 OktoberStruktur der Zellen der EukaryotenNagy
24 OktoberKompartimenteNagy
8.28 OktoberBiogenese der Organellen 1.Nagy
31 OktoberBiogenese der Organellen 2.Nagy
9.04 NovemberZytoskelett, Motorproteine 1.Pándics
07 NovemberZytoskelett, Motorproteine 2.Pándics
10.11 NovemberVesikulartransport, Exo- und Endozytose 1.Pándics
14 NovemberVesikulartransport, Exo- und Endozytose 2.Pándics
11.18 NovemberEntstehung des Proteoms der Kompartimente (Posttranslationaler Proteintransport) 1.Keszler
21 NovemberEntstehung des Proteoms der Kompartimente (Posttranslationaler Proteintransport) 2.Keszler
12.25 NovemberEntstehung des Metaboloms der Kompartimente, Organelle Stress 1.Keszler
28 NovemberEntstehung des Metaboloms der Kompartimente, Organelle Stress 2.Keszler
13.02 DezemberExtrazelluläres Matrix, Adhäsionsproteine 1.Bőgel
05 DezemberExtrazelluläres Matrix, Adhäsionsproteine 2.Bőgel
14.09 DezemberZellbiologische Methoden (Zellkultur, Fraktionierung, Mikroskopie in lebendigen Zellen usw.) 1.Szelényi
12 DezemberZellbiologische Methoden (Zellkultur, Fraktionierung, Mikroskopie in lebendigen Zellen usw.) 2.Szelényi

Themen der Demonstration

  1. Struktur und Funktion der Kernrezeptoren (Steroid, Thyroid, AH-Rezeptor)
  2. Einteilung der Membranrezeptoren nach ihren Mechanismus. Die heptahelicalen (7TM) Rezeptoren; ihre Struktur und die Rolle der wichtigsten Domänen in ihren Aktivierung
  3. Die G-Proteine: Typen, Struktur, Aktivierung, Funktion (Gs, Gi, Gq und Ras)
  4. Das cAMP-System: Funktion, Komponente, Transkriptionsregelung durch cAMP
  5. Das cGMP-System: Proteinkinase-G, NO-Synthasen
  6. Signalübertragung durch Inositollipide: Das Phospholipase-C-System: Hormone, Rezeptoren, G-Proteine. Die Rolle von IP3 und DAG. PLC: Aufbau und Isoenzyme
  7. Signalübertragung durch Inositollipide: Phospholipase D. PI-3 Kinasen und Phosphatasen. Die PH-Domäne
  8. Rezeptor Tyrosinkinasen. Der EGF-Rezeptor. Der MAP-Kinase-Weg
  9. Der Insulinrezeptor, Signalwege
  10. Die Rolle und die Funktion von mTOR
  11. Die Rolle der AMP-aktivierte Prtoteinkinase im Stoffwechsel und in der Autophagie
  12. Die zelluläre Antwort auf Sauerstoffmangel
  13. Chronobiochemie: Funktion der circadianen Uhr im physiologischen Zustand und in der Pathologie
  14. Circadiane Rhythmik: Signalwege und Synchronisation
  15. Regelung des Zellzyklus in Phasen in G1 und S Phasen
  16. Regelung des Zellzyklus in Phasen in G2 und M Phasen
  17. Erkennung der DNA-Schaden und Kontrolle der Fertigstellung der Replikation während dem Zellzyklus
  18. Struktur und Funktion von Apoptosom, DISC und PIDDosom
  19. Typen und Funktion von Bcl-2 Proteine
  20. Eigenschaften und Rolle der Caspasen in der Apoptose
  21. Regelung und Funktion von p53 Protein
  22. Molekulare Mechanismen in der Alterung

Themen

I. DNA und RNA

  1. Aufbau der Nukleotide. Primär- und Sekundärstruktur der Nukleinsäuren
  2. Kondensierung der DNA in Pro- und Eukaryonten. Die Chromatinstruktur, Rolle der Topoisomerasen
  3. Struktur der menschlichen Chromosomen, die Änderung der Chromatinstruktur während dem Zellzyklus.
  4. Aufbau des menschlichen Genoms. Codierende und regulatorische Sequenzen. Nicht-codierende Bereiche: Introns, Pseudogene, repetitive Sequenzen
  5. Rolle von genetischen Faktoren in der Pathogenese humaner Krankheiten. Nachweis der genetischen (Risiko)faktoren
  6. Semikonservative DNA-replikation. Replikationsgabel, Leit- und Folgestrang
  7. Der Replikationsvorgang in Pro- und Eukaryonten. Vergleich der beteiligten Proteine und Enzyme
  8. Telomer-Regionen: Replikation der Endteile der Chromosomen in Eukaryonten. Funktion und Bedeutung der Telomease
  9. Die wichtigsten DNA-Schäden. Folge und Reparatur der Desaminierung
  10. Entstehung und Reparatur der Thymindimere. Mismatchreparatur
  11. Genetische Mutationen und Polymorphismen: ihre Entstehung und Wirkung auf die entsprechenden RNAs und Proteine
  12. Struktur und Funktion der RNA‑Polymerase in E. coli. Initiation und Termination der Transkription in Prokaryonten
  13. Typen der RNA und ihre Funktion. Synthese der tRNA und rRNA
  14. Regelung der Transkription in Prokaryonten. Starker und schwacher Promotor. Operons, konstitutive und induzierbare Gene, positive und negative Regelung
  15. Struktur der Gene in Eukaryonten. Initiation und Termination der Transkription in Eukaryonten
  16. Regelung der Transkription in Eukaryonten. Spezifische Transkriptionsfaktoren, regulatorische Sequenzen, Coaktivatoren und Corepressoren
  17. Prozessierung der mRNA in Eukaryonten
  18. Die Polymerase-Kettenreaktion. Theorie und Anwendungsgebiete. Praktische Anwendung der in silico Verfahren (Sequenz-Datenbanken; Suche nach Genpolymorphismen und für Genotypisierung geeignete Restriktionsenzyme; Primer-design)
  19. Nachweis von Polymorphismen und Mutationen (RFLP, allelspezifische PCR, Bestimmung der DNA-Sequenz und Primerextension). SNP-Genotypisierung im TAS2R38 (bitteren Geschmack empfindlichen) Rezeptor mit Hilfe der PCR–RFLP Methode
  20. Restriktionsendonukleasen und ihre Anwendung. Verdauung vom pGL-3 Plasmid mit Restriktionsendonuklasen, Fragmentanalyse mit Hilfe der Gelelektrophorese
  21. Herstellung eines rekombinanten DNA-Molekül (Klonierung) und ihre Anwendungsgebiete

II. Proteine

  1. Posttranskriptionale Modifizierung der mRNA in Eukaryonten. Alternatives Spleißen, RNA-Editierung. Regelung der Stabilität der mRNA
  2. Synthese und Funktion von mikroRNA
  3. Rolle der DNA-Methylierung und Histonmodifikationen
  4. Der genetische Code. Struktur der tRNA, die Aminoacyl-tRNA-Synthetasen, Codon–Anticodon-Bindung
  5. Struktur der Ribosomen in Pro- und Eukaryonten. Ribosomzyklus. Anbindung der tRNA-Moleküle an die Ribosomen während der Translation
  6. Initiation, Elongation und Termination der Translation in Eukaryonten. Regelung, Rolle des Faktors eIF2
  7. Elongation und Termination der Translation in Pro- und Eukaryonten. Hemmstoffe. Grundprinzipe der in vitro Translation
  8. Posttranslationelle Modifizierung der Proteine
  9. Die Struktur und Synthese des Kollagens (spezielle Rolle von Glycin und Prolin, Prokollagen, Tropokollagen, Kollagenfasern, Hydroxylierung, Quervernetzung)
  10. Proteinfaltung und Qualitätskontrolle. Untersuchung der Proteine 1: Qualitativer und quantitativer Nachweis (Ausfällung der Proteine, Ellmann- und Biuret-Methode)
  11. Untersuchung der Proteine: Gelfiltration, SDS-Polyacrylamidgelelektrophorese, Western-blot
  12. Untersuchung der Genexpression („real-time“ PCR, DNA-chip, Reprotergene)
  13. Untersuchung der Genexpression in vivo: Induktion der β-Galaktosidase in E. coli
  14. Der Begriff und die Bedeutung der Proteostase. Intrazelluläre Abbauwege der Proteine
  15. Aufbau und Funktion des Proteasoms. Immunproteasom. Antigenpeptid-Transporter (TAP). Hemmung des Proteasoms
  16. Autophagozytose, Rolle der Lysosomen
  17. Replikation der Bakteriophagen: lytischer und lysogener Vermehrungszyklus
  18. Klassifizierung der tierischen Viren nach dem Mechanismus der Transkription. Struktur und Replikation der Retroviren
  19. Biomedizinische Anwendung gentechnischer Verfahren. Grundprinzipien der humanen Gentherapie

III. Signalübertragung und Zellzyklus

  1. Struktur und Funktion der Zellekompartimente, Analyse und Nachweis subzellulärer Fraktionen
  2. Struktur und Funktion der Kernrezeptoren (Steroid, Thyroid, AH-Rezeptor)
  3. Einteilung der Membranrezeptoren nach ihren Mechanismus. Die heptahelicalen (7TM) Rezeptoren; ihre Struktur und die Rolle der wichtigsten Domänen in ihren Aktivierung
  4. Die G-Proteine: Typen, Struktur, Aktivierung, Funktion (Gs, Gi, Gq und Ras)
  5. Das cAMP-System: Funktion, Komponente, Transkriptionsregelung durch cAMP
  6. Das cGMP-System: Proteinkinase-G, NO-Synthasen
  7. Signalübertragung durch Inositollipide: Das Phospholipase-C-System: Hormone, Rezeptoren, G-Proteine. Die Rolle von IP3 und DAG. PLC: Aufbau und Isoenzyme
  8. Signalübertragung durch Inositollipide: Phospholipase D. PI-3 Kinasen und Phosphatasen. Die PH-Domäne
  9. Rezeptor Tyrosinkinasen. Der EGF-Rezeptor. Der MAP-Kinase-Weg
  10. Der Insulinrezeptor, Signalwege
  11. Die Rolle und die Funktion von mTOR
  12. Die Rolle der AMP-aktivierte Prtoteinkinase im Stoffwechsel und in der Autophagie
  13. Die zelluläre Antwort auf Sauerstoffmangel
  14. Chronobiochemie: Funktion der circadianen Uhr im physiologischen Zustand und in der Pathologie, circadiane Rhythmik: Signalwege und Synchronisation
  15. Regelung des Zellzyklus in Phasen in G1 und S Phasen
  16. Regelung des Zellzyklus in Phasen in G2 und M Phasen
  17. Erklärung der Regelung des Zellzyklus mit Hilfe der Systembiologie
  18. Erkennung der DNA-Scahden und Kontrolle der Fertigstellung der Replikation während dem Zellzyklus
  19. Struktur und Funktion von Apoptosom, DISC und PIDDosom
  20. Typen und Funktion von Bcl-2 Proteine
  21. Eigenschaften und Rolle der Caspasen in der Apoptose
  22. Regelung und Funktion von p53 Protein
  23. Molekulare Mechanismen in der Alterung

IV. Zellbiologie

  1. Aufbau der eukaryontischen Zellen. Die Bedeutung der Kompartimentierung, die Rolle der wichtigsten Zellorganellen
  2. Biogenese der Organellen, Regelung
  3. Zytoskelett
  4. Struktur und Funktion der Motorproteine
  5. Rab-Proteine, vesikulärer Transport
  6. Endo- und Exozytose
  7. Synthese des Proteoms der Organellen. Grundlagen und Mechanismen von posttranslationalem Proteintransport
  8. Posttranslationaler Proteintransport in die Peroxisomen und in die Mitochondrien. Aufnahme von lysosomalen Substrate
  9. Transport von Makromolekülen in und aus dem Zellekern
  10. Mitochondrialer und peroxisomaler Stress
  11. ER-Stress, ungefaltete Proteinantwort (UPR), ER-induzierte Apopotose
  12. Qualitätskontrolle der Proteine in dem endoplasmatischen Retikulum, Endoplasmatisches Retikulum-assoziierte Degradation (ERAD)
  13. Eigenschaften des Metaboloms der Organellen
  14. Zusammensetzung der Organellen
  15. Rolle der extrazelullären Matrix in der Signalübertagung: Integrin Rezeptor
  16. Rolle der extrazelullären Matrix in der Metastase
  17. Systembiologie und biologische Netzwerke. Untersuchung und Bedeutung von Protein–Protein-Wechselwirkungen in verschiedenen Netzwerke (wie z.B. im Stoffwechsel, Genexpression oder Signaltransduktion)
  18. Zellbiologische Verfahren: Zelllinien, Zellfraktionierung
  19. Zellbiologische Verfahren: in vivo Mikroskopie, Durchflusszytometrie, FACS

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