ÁOK (6 kredit, kollokvium, Dr. Csala Miklós; AOKMBT795_1M)
FOK (4 kredit, kollokvium, Dr. Csala Miklós; FOKOOVM205_1M)
Őszi félévek
Tanulmányi felelős: Dr. Sipeki Szabolcs
Leírás
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.
Tételek - 2019/20-AS TANÉV
I. A genetikai információ tárolása és örökítése
- A pro- és eukarióta sejtek összehasonlítása: a kompartimentáció jelentősége és a legfontosabb sejtorganellumok szerepe.
- A nukleotidok felépítése. A nukleinsavak primer és szekunder szerkezete (DNS, különböző RNS-k).
- A génállomány kondenzációja pro- és eukarióta sejtekben. A topoizomerázok és a kromatinfehérjék szerepe.
- A humán kromoszómák szerkezete és sejtciklusfüggő változásai.
- A humán genom felépítése; kódoló és génexpressziót szabályzó szekvenciák. A humán genom nem-kódoló szakaszai: intronok, pszeudogének, ismétlődő szekvenciák.
- A szemikonzervatív DNS-replikáció elve. A replikációs villa, vezető és késlekedő szál.
- A replikáció folyamata pro- és eukariótákban. Az ehhez szükséges enzimek, fehérjék összehasonlítása.
- Telomer régió: az eukarióta kromoszómák végének replikációja, a telomeráz működése és jelentősége.
- A legfontosabb DNS károsodások. A dezamináció javításának mechanizmusa.
- A timin dimerek kialakulása és javítása. A mismatch repair.
- A pontmutációk. A spontán pontmutációk kialakulása. A polimorfizmusok. A DNS-variációk lehetséges hatása a képződő RNS-re ill. fehérjére.
- A genetikai variációk szerepe a betegségek kialakulásában, a genetikai faktorok meghatározásának jelentősége és lehetőségei.
- A polimeráz láncreakció és a real-time PCR működésének lényege, alkalmazási területei.
- Genetikai mutációk és polimorfizmusok vizsgálati módjai (RFLP, allél-specifikus PCR, DNS-szekvenálás és primerextenzió).
- Géntechnológiai eljárások és orvosbiológiai jelentőségük (transzgenikus állatok; knock-out, knock-in és knock-down technikák, klónozás).
II. A genetikai információ kifejeződése
- Az E. coli RNS‑polimeráz szerkezete és működése. A transzkripció iniciációja és terminációja prokarióta sejtekben, a prokarióta transzkripciós egység.
- Az RNS típusai, a különböző RNS-ek funkciója. Az rRNS és a tRNS szintézise.
- A transzkripció szabályozása prokariótákban. Erős és gyenge promóterek, konstitutív gének, operon fogalma, pozitív/negatív szabályozás.
- Az eukarióta gének szerkezete, a transzkripció iniciációja és terminációja eukarióta sejtekben.
- A transzkripció szabályozása eukariótákban. Specifikus transzkripciós faktorok, szabályozó szekvenciák, koaktivátorok, korepresszorok.
- Az eukarióta mRNS érése.
- Az eukarióta géneszpresszió transzkripciót követő lépéseinek szabályozása.
- A mikroRNSek képződése és szabályozó mechanizmusaik eukarióta sejtekben.
- DNS metiláció és hiszton módosítások jelentősége eukariótákban.
- Az eukarióta mRNS poszttranszkripciós módosításai és stabilitásának szabályozása.
- A DNS-kötő fehérjék és jellegzetes szerkezeti elemeik prokaroitákban (hélix-kanyar-hélix) és eukariotákban (hiszton-fold, héix-hurok-hélix, cink-ujj, leucin cipzár) példákkal.
- Az eukarióta magi receptorok (szteroid, tiroid, Ah receptor) szerkezete és működése.
- A génkifejeződés vizsgálata (real-time PCR, DNS-chip, riportergén).
III. A proteosztázis, a vírusok, rendszerbiológia
- A genetikai kód. A tRNS szerepe, szerkezete, az aminoacil tRNS szintetázok, a kodon-antikodon kapcsolat.
- A prokarióta és az eukarióta riboszómák szerkezete, a riboszóma ciklus, a tRNS kötődése a riboszómákhoz a transzláció során.
- A transzláció iniciációs szakasza prokariótákban és eukariótákban. A transzláció szabályozása eukariótákban, az eIF2 faktor foszforilációjának szerepe.
- A transzláció elongációs szakasza prokariótákban és eukariótákban, terminálás. A fehérjeszintézis gátlószerei.
- A fehérjék poszt-transzlációs módosításai.
- A proteosztázis fogalma. Intracelluláris fehérjelebontás módozatai.
- Proteaszóma felépítése és működése. Immunoproteaszóma. TAP. ERAD. Proteaszóma gátlás.
- Az autofágia fajtái, a lizoszóma szerepe.
- A bakteriofágok replikációjának lítikus és lizogén útja (a fág-represszor).
- Az állati vírusok csoportosítása replikációs mechanizmusuk szerint. A retrovírusok szerkezete és replikációja.
- Rekombináns DNS készítése (klónozás) és fontosabb alkalmazási területei.
- A humán génterápia eszköztára (in vivo és ex vivo technikák; génaugmentáció, virális és nem-virális vektorok; célzott genomszerkesztés a CRISPR/Cas9-rendszer segítségével).
IV. Gyakorlati kérdések
- A fehérjék reverzibilis és irreverzibilis kicsapása, ennek elvi alapjai.
- A fehérjék színreakciói a bennük található aminosavaknak köszönhetően (xantoprotein-, Millon-, Adamkiewicz-reakció).
- A peptid-kötés kimutatása, a fehérjék mennyiségi meghatározása: a Biuret reakció. Az SH-csoportok mérése Ellmann szerint.
- Fehérjék elválasztása kis molekulatömegű anyagoktól, molekula-szűrés elve.
- Bioinformatikai módszerek lehetséges alkalmazásai (szekvencia-adatbázisok, polimorfizmusok azonosítása, primertervezés, restrikciós enzimek keresése).
- A fehérjék SDS-poliakrilamid gél-elektroforézise, szérum fehérjék elválasztása, a Western blot módszer, a fehérjék specifikus kimutatása.
- A β-galaktozidáz indukciója E. coliban.
- Plazmidok emésztése restrikciós endonukleázokkal, a fragmentumok analízise gél-elektroforézissel.
- Egy ízérző receptor genotipizálása PCR-RFLP módszerrel.
- A szubcelluláris frakciók egyes marker enzimeinek detektálása.
- Fehérjék egyedi előállítása in vitro transzlációval. CSAK ÁOK HALLGATÓKNAK!