Molekuláris sejtbiológia I

A félév anyaga a prokarióta és az eukarióta sejtek felépítése, a molekuláris biológia (a genetikai információ tárolása, örökítése és kifejeződése, a proteosztázis), az alapvető és az orvosláshoz kötődő molekuláris biológiai technikák, a rendszerbiológia és a bioinformatika. Az előadásokon és gyakorlatokon elhangzó tananyag megtanulását segítik az e-könyvként hozzáférhető Biokémia, Molekuláris és Sejtbiológia egyetemi jegyzet (szerk.: Bánhegyi Gábor és Sipeki Szabolcs, Semmelweis Kiadó) megfelelő fejezetei, valamint a gyakorlatok leírása (Orvosi Kémiai és Biokémiai Gyakorlatok, egyetemi jegyzet, szerk.: Keszler Gergely, Semmelweis Kiadó).

A félév során egy szóbeli és egy írásbeli beszámolón értékeljük a hallgatók felkészülését – mindkettőn 1-5 osztályzattal. A szóbeli demonstráción a hallgatók az előre megadott tételsor egy tételéből felelnek egy oktatónál, aki nem lehet a saját gyakorlatvezetőjük.

A félév a kredit megszerzéséhez szükséges szóbeli vizsgával (kollokvium) zárul. A vizsgára bocsátás (aláírás) feltétele, hogy a hallgató a szóbeli beszámolón legalább 2-es eredményt érjen el, és legalább 11 gyakorlatot teljesítsen. A félév végi kollokviumon nem kell a IV. sorozatból tételt húzniuk azoknak a hallgatóknak, akik a két félévközi beszámoló osztályzatával legalább 4,0 átlagot érnek el.

Helyszín és időpont:
hétfőn 11:50-12:45, EOK (Tűzoltó u. 37-47.) Szent-Györgyi és Hári termek
szerdán 12:30-13:30, EOK (Tűzoltó u. 37-47.) Szent-Györgyi és Hevesy termek
Időtartam: 55/60 perc

Oktatási hét	Dátum	Előadás címe	Előadó
1.	Febr. 4-8.	Eukarióta és prokarióta sejt, a genetikai információ	Keszler
		A molekuláris biológia alapfogalmai, nukleinsavak szerkezete és funkciói	Keszler
2.	Febr. 11-15.	A kromoszómák és a DNS szerveződése I	Keszler
		A kromoszómák és a DNS szerveződése II	Keszler
3.	Febr. 18-22.	A DNS replikációja, hibajavítása, rekombináció I	Rónai
		A DNS replikációja, hibajavítása, rekombináció II	Rónai
4.	Febr. 25. - Márc. 1.	Transzkripció I	Csala
		Transzkripció II	Csala
5.	Márc. 4-8.	Transzkripció III	Csala
		A génexpresszió szabályozása	Sipeki
6.	Márc. 11-14.	Magi receptorok, transzkripciós faktorok, DNS-kötő motívumok.	Sipeki
		A genetikai kód és a transzláció I	Mészáros T.
7.	Márc. 18-22.	A genetikai kód és a transzláció II	Mészáros T.
		Poszttranszlációs fehérjemódosítások, folding, minőség-ellenőrzés I	Mészáros T.
8.	Márc. 25-29.	Poszttranszlációs fehérjemódosítások, folding, minőségellenőrzés II	Mészáros T.
		Proteosztázis, az ubikvitin-proteaszóma rendszer	Bánhegyi
9.	Ápr. 1-5.	Az autofágia és válfajai	Bánhegyi
		Mobil genetikai elemek, vírusok I	Csala
10.	Ápr. 8-12.	Mobil genetikai elemek, vírusok II	Csala
		Molekuláris biológiai technikák I: PCR	Rónai
11.	Ápr. 23-26.	Molekuláris biológiai technikák II: Mutációk vizsgálata	Rónai
12.	Ápr. 29. - Máj. 3.	Molekuláris biológiai technikák III: Génexpresszió vizsgálata, klónozás	Rónai
13.	Máj. 6-10.	Gének és a genom evolúciója, epigenetika I	Nemoda
		Gének és a genom evolúciója, epigenetika II	Nemoda
14.	Máj. 13-17.	Molekuláris biológiai technikák V: Knock out technikák	Németh
		Molekuláris biológiai technikák VI: Génsebészet	Németh

Helyszín: EOK (Tűzoltó u. 37-47.) 1. emelet, D fésű

Hét	Dátum	Gyakorlat
1.	Febr. 4-8.	Fehérjék I
2.	Febr. 11-15.	Fehérjék II
3.	Febr. 18-22.	Oszlopkromatográfia
4.	Febr. 25. - Márc. 1.	SDS-PAGE
5.	Márc. 4-8.	Sejtfrakciók vizsgálata I
6.	Márc. 11-14.	Sejtfrakciók vizsgálata II
7.	Márc. 18-22.	β-galaktozidáz
8.	Márc. 25-29.	In vitro transzláció (FOK: Plazmidemésztés)
9.	Ápr. 1-5.	Demonstráció (szóbeli)
10.	Ápr. 8-12.	Plazmidemésztés (FOK: Bioinformatika)
11.	Ápr. 23-26.	Bioinformatika (FOK: PCR-RFLP I)
12.	Ápr. 29 - Máj. 3.	PCR-RFLP I (FOK: PCR-RFLP II)
13.	Máj. 6-10.	PCR-RFLP II (FOK: PCR-RFLP III)
14.	Máj. 13-17.	Zárthelyi dolgozat (írásbeli gyakorlati beszámoló)

Csoport	Gyakorlatvezető	Nap	Időpont	Labor
ÁOK A/1	Kállai	Csütörtök	08:00-11:00	1
ÁOK A/2	Müllner	Csütörtök	08:00-11:00	2
ÁOK A/3	Németh	Csütörtök	08:00-11:00	3
ÁOK B/1	Hrabák	Szerda	08:00-11:00	1
ÁOK B/2	Nagy	Szerda	08:00-11:00	2
ÁOK B/3	MinhTu	Szerda	08:00-11:00	3
ÁOK C/1	Kurucz	Szerda	08:00-11:00	4
ÁOK C/2	Sipeki	Csütörtök	13:00-16:00	1
ÁOK C/3	Kukor	Csütörtök	13:00-16:00	2
ÁOK D/1	Somogyi	Csütörtök	13:00-16:00	3
ÁOK D/2	Kovács-Nagy	Csütörtök	13:00-16:00	4
ÁOK D/3	Vántus	Csütörtök	13:00-16:00	5
ÁOK E/1	Gyöngyösi	Péntek	08:00-11:00	1
ÁOK E/2	Sarnyai	Péntek	11:15-14:15	1
ÁOK E/3	Molnár	Hétfő	13:00-16:00	5
ÁOK F/1	Lédeczi	Péntek	11:15-14:15	2
ÁOK F/2	Mészáros Gy.	Péntek	11:15-14:15	3
ÁOK F/3	Percze	Péntek	11:15-14:15	4
ÁOK G/1	Zámbó	Péntek	08:00-11:00	2
ÁOK G/2	Tolnai	Péntek	08:00-11:00	3
ÁOK G/3	MinhTu	Péntek	08:00-11:00	4
ÁOK H/1	Bánlaki	Kedd	08:00-11:00	1
ÁOK H/2	Szelényi	Kedd	08:00-11:00	2
ÁOK H/3	Vereczkei	Kedd	08:00-11:00	3
FOK/1	Gyöngyösi	Csütörtök	11:10-12:40	1
FOK/2	Kövecses	Csütörtök	11:10-12:40	2
FOK/3	Németh	Péntek	14:25-15:55	1
FOK/4	Stroe	Péntek	14:25-15:55	2
FOK/5	Kukor	Csütörtök	11:10-12:40	3
FOK/6	Márton/Holczer	Csütörtök	11:10-12:40	4

I. A genetikai információ tárolása és örökítése

1. A pro- és eukarióta sejtek összehasonlítása: a kompartimentáció jelentősége és a legfontosabb sejtorganellumok szerepe.
2. A nukleotidok felépítése. A nukleinsavak primer és szekunder szerkezete (DNS, különböző RNS-k).
3. A génállomány kondenzációja pro- és eukarióta sejtekben. A topoizomerázok és a kromatinfehérjék szerepe.
4. A humán kromoszómák szerkezete és sejtciklusfüggő változásai.
5. A humán genom felépítése; kódoló és génexpressziót szabályzó szekvenciák. A humán genom nem-kódoló szakaszai: intronok, pszeudogének, ismétlődő szekvenciák.
6. A szemikonzervatív DNS-replikáció elve. A replikációs villa, vezető és késlekedő szál.
7. A replikáció folyamata pro- és eukariótákban. Az ehhez szükséges enzimek, fehérjék összehasonlítása.
8. Telomer régió: az eukarióta kromoszómák végének replikációja, a telomeráz működése és jelentősége.
9. A legfontosabb DNS károsodások. A dezamináció javításának mechanizmusa.
10. A timin dimerek kialakulása és javítása. A mismatch repair.
11. A pontmutációk. A spontán pontmutációk kialakulása. A polimorfizmusok. A DNS-variációk lehetséges hatása a képződő RNS-re ill. fehérjére.
12. A genetikai variációk szerepe a betegségek kialakulásában, a genetikai faktorok meghatározásának jelentősége és lehetőségei.
13. A polimeráz láncreakció és a real-time PCR működésének lényege, alkalmazási területei.
14. Genetikai mutációk és polimorfizmusok vizsgálati módjai (RFLP, allél-specifikus PCR, DNS-szekvenálás és primerextenzió).

II. A genetikai információ kifejeződése

1. Az E. coli RNS‑polimeráz szerkezete és működése. A transzkripció iniciációja és terminációja prokarióta sejtekben, a prokarióta transzkripciós egység.
2. Az RNS típusai, a különböző RNS-ek funkciója. Az rRNS és a tRNS szintézise.
3. A transzkripció szabályozása prokariótákban. Erős és gyenge promóterek, konstitutív gének, operon fogalma, pozitív/negatív szabályozás.
4. Az eukarióta gének szerkezete, a transzkripció iniciációja és terminációja eukarióta sejtekben.
5. A transzkripció szabályozása eukariótákban. Specifikus transzkripciós faktorok, szabályozó szekvenciák, koaktivátorok, korepresszorok.
6. Az eukarióta mRNS érése.
7. Az eukarióta géneszpresszió transzkripciót követő lépéseinek szabályozása.
8. A mikroRNSek képződése és szabályozó mechanizmusaik eukarióta sejtekben.
9. DNS metiláció és hiszton módosítások jelentősége eukariótákban.
10. Az eukarióta mRNS poszttranszkripciós módosításai és stabilitásának szabályozása.
11. A DNS-kötő fehérjék és jellegzetes szerkezeti elemeik prokaroitákban (hélix-kanyar-hélix) és eukariotákban (hiszton-fold, héix-hurok-hélix, cink-ujj, leucin cipzár) példákkal.
12. Az eukarióta magi receptorok (szteroid, tiroid, Ah receptor) szerkezete és működése.
13. A génkifejeződés vizsgálata (real-time PCR, DNS-chip, riportergén).

III. A proteosztázis, a vírusok, rendszerbiológia

1. A genetikai kód. A tRNS szerepe, szerkezete, az aminoacil tRNS szintetázok, a kodon-antikodon kapcsolat.
2. A prokarióta és az eukarióta riboszómák szerkezete, a riboszóma ciklus, a tRNS kötődése a riboszómákhoz a transzláció során.
3. A transzláció iniciációs szakasza prokariótákban és eukariótákban. A transzláció szabályozása eukariótákban, az eIF2 faktor foszforilációjának szerepe.
4. A transzláció elongációs szakasza prokariótákban és eukariótákban, terminálás. A fehérjeszintézis gátlószerei.
5. A fehérjék poszt-transzlációs módosításai.
6. A proteosztázis fogalma. Intracelluláris fehérjelebontás módozatai.
7. Proteaszóma felépítése és működése. Immunoproteaszóma. TAP. ERAD. Proteaszóma gátlás.
8. Az autofágia fajtái, a lizoszóma szerepe.
9. A bakteriofágok replikációjának lítikus és lizogén útja (a fág-represszor).
10. Az állati vírusok csoportosítása replikációs mechanizmusuk szerint. A retrovírusok szerkezete és replikációja.
11. Rekombináns DNS készítése (klónozás) és fontosabb alkalmazási területei.
12. Biológiai hálózatok: a kisvilágság, a csomópontok, a hálózatos csoportok és a hálózatos hierarchia. E fogalmak jellemzése és jelentősége az egyedi fehérjékben, illetve a sejtet alkotó hálózatokban (példák).
13. Nódusok és hálózatos kapcsolatok jelentősége a fehérje-fehérje kölcsönhatási, a metabolikus, a jelátviteli és a génexpressziós, valamint a sejtszervecskék által alkotott hálózatokban.

IV. Gyakorlati kérdések

1. A fehérjék reverzibilis és irreverzibilis kicsapása, ennek elvi alapjai.
2. A fehérjék színreakciói a bennük található aminosavaknak köszönhetően (xantoprotein-, Millon-, Adamkiewicz-reakció).
3. A peptid-kötés kimutatása, a fehérjék mennyiségi meghatározása: a Biuret reakció. Az SH-csoportok mérése Ellmann szerint.
4. Fehérjék elválasztása kis molekulatömegű anyagoktól, molekula-szűrés elve.
5. A papír- és vékonyréteg-kromatográfia elve, aminosavak elválasztása.
6. A fehérjék SDS-poliakrilamid gél-elektroforézise, szérum fehérjék elválasztása, a Western blot módszer, a fehérjék specifikus kimutatása.
7. A β-galaktozidáz indukciója E. coliban.
8. Plazmidok emésztése restrikciós endonukleázokkal, a fragmentumok analízise gél-elektroforézissel.
9. Egy ízérző receptor genotipizálása PCR-RFLP módszerrel.
10. A szubcelluláris frakciók egyes marker enzimeinek detektálása.
11. Fehérjék egyedi előállítása in vitro transzlációval. CSAK ÁOK HALLGATÓKNAK!

Az első demonstráció 2017/18-as tételei

1. A pro- és eukarióta sejtek összehasonlítása: a kompartmentáció jelentősége és a legfontosabb sejtorganellumok szerepe.
2. A nukleotidok felépítése. A nukleinsavak primer és szekunder szerkezete (DNS, különböző RNS-ek).
3. A génállomány kondenzációja pro- és eukarióta sejtekben. A topoizomerázok és a kromatinfehérjék szerepe.
4. A humán kromoszómák szerkezete és sejtciklusfüggő változásai.
5. A humán genom felépítése; kódoló és génexpressziót szabályzó szekvenciák. A humán genom nem-kódoló szakaszai: intronok, pszeudogének, ismétlődő szekvenciák.
6. A szemikonzervatív DNS-replikáció elve. A replikációs villa, vezető és késlekedő szál.
7. A replikáció folyamata pro- és eukariótákban. Az ehhez szükséges enzimek és egyéb fehérjék összehasonlítása.
8. Telomer régió: az eukarióta kromoszómák végének replikációja, a telomeráz működése és jelentősége.
9. A legfontosabb DNS-károsodások. A dezamináció javításának mechanizmusa.
10. A timin dimerek kialakulása és javítása. A „mismatch repair”.
11. A pontmutációk. A spontán pontmutációk kialakulása. A polimorfizmusok. A DNS-variációk lehetséges hatása a képződő RNS-re, illetve fehérjére.
12. Az E. coli RNS‑polimeráz szerkezete és működése. A transzkripció iniciációja és terminációja prokarióta sejtekben, a prokarióta transzkripciós egység.
13. Az RNS típusai, a különböző RNS-ek funkciója. Az rRNS és a tRNS szintézise.
14. A transzkripció szabályozása prokariótákban. Erős és gyenge promóterek, konstitutív gének, operon fogalma, pozitív/negatív szabályozás.
15. Az eukarióta gének szerkezete, a transzkripció iniciációja és terminációja eukarióta sejtekben.
16. A transzkripció szabályozása eukariótákban. Specifikus transzkripciós faktorok, szabályozó szekvenciák, koaktivátorok, korepresszorok.
17. Az eukarióta mRNS érése.
18. Az eukarióta géneszpresszió transzkripciót követő lépéseinek szabályozása.
19. Az eukarióta mRNS poszttranszkripciós módosításai és stabilitásának szabályozása.
20. A DNS-kötő fehérjék és jellegzetes szerkezeti elemeik prokariótákban (hélix-kanyar-hélix) és eukariótákban (hiszton-fold, héix-hurok-hélix, cink-ujj, leucin cipzár) példákkal.
21. Az eukarióta magi receptorok (szteroid, tiroid, AH-receptor) szerkezete és működése.
22. A genetikai kód. A tRNS szerepe és szerkezete; az aminoacil-tRNS-szintetázok, a kodon-antikodon kapcsolat.
23. A prokarióta és az eukarióta riboszómák szerkezete, a riboszóma ciklus, a tRNS kötődése a riboszómákhoz a transzláció során.
24. A transzláció iniciációs szakasza prokariótákban és eukariótákban. A transzláció szabályozása eukariótákban, az eIF2 faktor foszforilációjának szerepe.
25. A transzláció elongációs szakasza prokariótákban és eukariótákban; a transzláció terminálása. A fehérjeszintézis gátlószerei.

 

Előadásábrák, konzultációs anyagok, gyakorlati jegyzetek és egyéb kiegészítések a tananyaghoz innen tölthetők le.
A letöltésekhez szükséges jelszót minden jogosult személyesen a gyakorlatvezetőjétől tudhatja meg.