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Molekulare Zellbiologie II.

MF (3 Kreditpunkte, Rigorosum, Dr. Gábor Bánhegyi; AOKOVM464_2N)

2018/2019, 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, Kommunika-tion und die Methoden, damit diese Vorgänge untersucht werden können, werden bekannt gemacht.

Während dem Semester bieten wir Ihnen zwei (fakultative) Konsultationen an. Während die-sen Konsultationen stehen die Dozenten Ihnen zur Verfügung, um Fragen im Zusammenhang mit dem Stoff zu besprechen.

1: 29. Oktober, 17:30–19:00 Uhr, Chemie Praktikumsräume, Asbóth, Bőgel, Barta, Nagy;
2: 10. Dezember, 17:30–19:00 Uhr, Chemie Praktikumsräume, Keszler, Pándics.

Es wird eine fakultative Demonstration an der Woche 9 (05.11–09.11) 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 die-sem Fall müssen nur 3 Fragen beantwortet werden: keine Frage von dem Thema der De-monstration (III. Signalübertragung und Zellzyklus) gezogen wird.

Vorlesungen


Zeitpunkt und Ort:
Montag 10:00-11:10 wöchentlich, im Hörsaal Szent-Györgyi im EOK Gebäude und
Donnerstag 9:50-11:00 wöchentlich, im Hörsaal Hevesy im EOK Gebäude

WocheDatumVorlesungVortragender
1.10-14 Sept.Siganlübertragung IAsbóth
Siganlübertragung IIAsbóth
2.17-21 Sept.Siganlübertragung IIIAsbóth
Siganlübertragung IVAsbóth
3.24-28 Sept.Siganlübertragung VAsbóth
Wahrnehmung der intrazellulären SignaleBőgel
4.1-5 Okt.ChronobiologieBőgel
Zellzyklus, Zellteilung, Proliferation IBarta
5.8-13 Okt.Zellzyklus, Zellteilung, Proliferation IIBarta
Zellzyklus, Zellteilung, Proliferation IIIBarta
Mechanismen des Zelltodes IBarta
6.15-19 Okt.Mechanismen des Zelltodes IIBarta
AlterungNagy
7.24-26 Okt.Struktur der Zellen der Eukaryoten, KompartimenteNagy
8.29-31 Okt.Biogenese der OrganellenNagy
9.5-9 Nov.Zytoskelett, Motorproteine IPándics
Zytoskelett, Motorproteine IIPándics
10.12-16 Nov.Vesikulartransport, Exo- und Endozytose IPándics
Vesikulartransport, Exo- und Endozytose IIPándics
11.19-23 Nov.Entstehung des Proteoms der Kompartimente (Posttranslationaler Proteintransport) IKeszler
Entstehung des Proteoms der Kompartimente (Posttranslationaler Proteintransport) IIKeszler
12.26-30 Nov.Entstehung des Metaboloms der KompartimenteKeszler
Organelle StressKeszler
13.3-7 Dez.Extrazelluläre MatrixMüllner
AdhäsionsproteineMüllner
14.10-14 Dez.Zellbiologische Methoden (Zellkultur, Fraktionierung, Mikroskopie in lebendigen Zellen usw.) ISzelényi
Zellbiologische Methoden (Zellkultur, Fraktionierung, Mikroskopie in lebendigen Zellen usw.) IISzelényi

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
  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
  8. Posttranslationelle Modifizierung der Proteine
  9. Die Struktur und Synthese des Kollagens (spezielle Rolle von Glycin und Prolin, Prokollagen, Tropokollagen, Kollagenfasern, Hydroxylierung, Quervernetzung)
  10. Untersuchung der Proteine 1: Qualitativer und quantitativer Nachweis (Ausfällung der Proteine, Ellmann- und Biuret-Methode)
  11. Untersuchung der Proteine 2: Chromatographie (Gelfiltration und Dünnschichtchromatographie)
  12. Untersuchung der Proteine 3: SDS-Polyacrylamidgelelektrophorese und Western-blot
  13. Untersuchung der Genexpression („real-time“ PCR, DNA-chip)
  14. Untersuchung der Genexpression in vivo: Induktion der β-Galaktosidase in E. coli
  15. Der Begriff und die Bedeutung der Proteostase. Intrazelluläre Abbauwege der Proteine
  16. Aufbau und Funktion des Proteasoms. Immunproteasom. Antigenpeptid-Transporter (TAP). Hemmung des Proteasoms
  17. Autophagozytose, Rolle der Lysosomen
  18. Replikation der Bakteriophagen: lytischer und lysogener Vermehrungszyklus
  19. Klassifizierung der tierischen Viren nach dem Mechanismus der Transkription. Struktur und Replikation der Retroviren

III. Signalübertragung und Zellzyklus

  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. Erklärung der Regelung des Zellzyklus mit Hilfe der Systembiologie
  18. Erkennun 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. Zusamennsetzung 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

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

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