Document

II. SEMINARIA
1. Wprowadzenie i omówienie programu
2. Białka
1. Właściwości, podział i funkcje białek.
2. Aminokwasy – budowa, podział, właściwości.
3. Budowa białek (I, II, III, IV-rzędowa). Typy wiązań chemicznych
stabilizujących struktury przestrzenne białek (wiązania wodorowe,
disiarczkowe, jonowe, siły van der Waalsa, oddziaływania
hydrofobowe).
4. Hemoglobina – budowa hemoglobin prawidłowych i patologicznych.
5. Kolageny – budowa.
6. Insulina – forma biologicznie czynna, prekursory.
7. Metody izolowania białek z materiału biologicznego.
8. Denaturacja białek - czynniki denaturujące: fizyczne: temperatura,
ultradźwięki, promieniowanie X; chemiczne: rozpuszczalniki
organiczne i detergenty, stężone kwasy i zasady, mocznik, związki
niszczące wiązania disiarczkowe, związki kompleksujące metale
(EDTA, cytrynian, szczawian).
-1-
3. Enzymy
1. Budowa enzymu (apoenzym, koenzym, grupa prostetyczna, centrum
aktywne, miejsce allosteryczne, kofaktory).
2. Klasyfikacja enzymów (koenzymy współdziałające z poszczególnymi
klasami enzymów).
3. Mechanizm działania enzymu (obniżenie energii aktywacji, tworzenie
kompleksu [ES], odwracalność reakcji enzymatycznej).
4. Specyficzność działania enzymów.
5. Czynniki wpływające na szybkość reakcji enzymatycznej.
6. Kinetyka reakcji enzymatycznej (wpływ stężenia enzymu i substratu
na szybkość reakcji enzymatycznej, powinowactwo enzymu do
substratu - stała Michaelisa (Km).
7. Hamowanie reakcji enzymatycznej – typy hamowania.
8. Regulacja aktywności enzymatycznej (ograniczona
modyfikacja kowalencyjna, regulacja allosteryczna).
9. Regulacja szlaków metabolicznych.
10. Oznaczanie aktywności enzymatycznej – jednostki.
11. Enzymy diagnostyczne.
12. Izoenzymy i ich znaczenie diagnostyczne.
-2-
proteoliza,
4. Związki wysokoenergetyczne, łańcuch oddechowy,
cykl kwasów trikarboksylowych
1. Pojęcie wiązania bogatego w energię - swobodna energia hydrolizy
wiązania makroergicznego.
2. Związki wysokoenergetyczne i ich rola w metabolizmie komórki
(ATP, ADP, GTP, UTP, CTP, fosfoenolopirogronian, fosfokreatyna,
1,3-bisfosfoglicerynian).
3. Cykl kwasów trikarboksylowych (cykl Krebsa): reakcje, enzymy,
źródła acetylo-CoA i szczawiooctanu, wytwarzanie równoważników
redukcyjnych, znaczenie cyklu.
4. Oksydacyjna dekarboksylacja -ketokwasów (pirogronianu, αketoglutaranu).
5. Łańcuch oddechowy: lokalizacja w komórce, kompleksy
enzymatyczne, źródła równoważników redukcyjnych, miejsca
sprzęgania transportu elektronów z syntezą ATP.
6. Fosforylacja oksydacyjna: mechanizm reakcji, budowa syntazy
ATP (H+-ATP-azy), bilans energetyczny utleniania 1 mola NADH i
1 mola FADH2.
7. Inhibitory łańcucha oddechowego:
- inhibitory transportu elektronów
(barbiturany, rotenon, antymycyna, CN-, CO, H2S),
- inhibitory fosforylacji oksydacyjnej
(oligomycyna, atraktylozyd),
- związki rozprzęgające łańcuch oddechowy
(2,4-dinitrofenol, dikumarol, gramicydyna).
8. Fosforylacja substratowa.
-3-
5. Budowa genomu.
Procesy replikacji i transkrypcji.
1. Budowa genomu prokariontów i eukariontów. Struktura
chromatyny.
2. Budowa DNA.
3. Replikacja DNA u pro- i eukariontów: enzymy (polimerazy DNA,
prymaza, ligazy, endonukleazy, topoizomerazy, telomeraza),
inicjacja replikacji, wydłużanie łańcucha DNA (synteza nici
prowadzącej i nici opóźnionej), inhibitory replikacji i ich znaczenie.
4. Budowa, rodzaje RNA i ich funkcje.
5. Transkrypcja DNA u pro- i eukariontów: polimerazy RNA, inicjacja
transkrypcji (rola sekwencji regionu regulatorowego, rola
prokariotycznego czynnika σ i eukariotycznych czynników
transkrypcji), wydłużanie łańcucha RNA, terminacja transkrypcji,
modyfikacje potranskrypcyjne pierwotnego transkryptu (wycinanie
intronów, modyfikacja końców 3’ i 5’ mRNA), modyfikacje
potranskrypcyjne pre-tRNA (skrócenie łańcucha nukleotydowego,
przyłączenie sekwencji CCA do końca 3’, modyfikacja zasad).
-4-
6. Biosynteza białka.
Regulacja ekspresji genetycznej.
Wirusy.
1. Biosynteza białka (translacja): aktywacja aminokwasów i wiązanie
z tRNA, inicjacja, elongacja i terminacja translacji, budowa
rybosomów.
2. Biosynteza białek sekrecyjnych i błonowych.
3. Antybiotyki – inhibitory syntezy białka.
4. Modyfikacje potranslacyjne białek (np. insulina, enzymy trawienne,
glikozylacja).
5. Sortowanie białek w komórce.
6. Regulacja ekspresji genetycznej u pro- i eukariontów.
7. Wirusy RNA i DNA - replikacja.
8. Interferon - mechanizm działania i wykorzystanie w terapii
(działanie przeciwwirusowe, przeciwnowotworowe, stwardnienie
rozsiane).
-5-
7. Węglowodany - trawienie, przemiany
1. Trawienie węglowodanów w przewodzie pokarmowym
2. Wchłanianie monosacharydów: glukozy,
transport), fruktozy (ułatwiona dyfuzja).
galaktozy
(aktywny
3. Glikoliza:
- lokalizacja w komórce, przebieg w warunkach tlenowych i
beztlenowych,
- bilans energetyczny spalania glukozy
4. Przemiany pirogronianu - transaminacja do alaniny w mięśniach,
karboksylacja do szczawiooctanu lub jabłczanu, oksydacyjna
dekarboksylacja.
5. Powstawanie i wykorzystanie mleczanu.
6. Glukoneogeneza - lokalizacja, substraty, reakcje, enzymy.
7. Szlak pentozofosforanowy - lokalizacja, substraty, znaczenie.
8. Fermentacja alkoholowa.
-6-
8. Węglowodany - przemiany c.d.
1. Centralna rola glukozo-6-fosforanu w przemianach węglowodanów.
2. Biosynteza i rola "aktywnej glukozy"(UDPG).
3. Synteza i degradacja glikogenu - regulacja hormonalna w wątrobie i w
mięśniach, zaburzenia przemian.
4. Przemiany galaktozy i jej zaburzenia.
5. Przemiany fruktozy i jej zaburzenia.
6. Proteoglikany - budowa, znaczenie. Glikozaminoglikany (kwas
hialuronowy, siarczan chondroityny, siarczan keratanu I i II, heparyna
i siarczan heparanu, siarczan dermatanu).
7. Glikoproteiny - budowa, funkcje (kolageny, mucyny, transferyna,
ceruloplazmina, immunoglobuliny, TSH).
-7-
9. Lipidy - trawienie, przemiany
1. Trawienie lipidów w przewodzie pokarmowym (lipazy, rola żółci,
wchłanianie produktów trawienia, tworzenie chylomikronów).
2. Synteza nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych
(lipogeneza) – reakcje, enzymy (kompleks syntazy kwasów
tłuszczowych), regulacja aktywności karboksylazy acetylo-CoA.
3. Wydłużanie łańcucha kwasów tłuszczowych.
4. Transport kwasów tłuszczowych do mitochondriów.
5. Utlenianie nasyconych i nienasyconych kwasów tłuszczowych
(proces -oksydacji).
6. Biosynteza i rola prostaglandyn, prostacyklin, tromboksanów i
leukotrienów.
7. Przemiany triacylogliceroli w wątrobie i tkance tłuszczowej
(powstawanie glicerolo-3-fosforanu).
8. Regulacja hormonalna lipolizy w tkance tłuszczowej (wpływ
insuliny, glukagonu, adrenaliny).
9. Biosynteza i rozpad fosfolipidów glicerolowych i sfingolipidów.
-8-
10. Lipidy - przemiany c.d.
1. Centralna rola acetylo-CoA w metabolizmie.
2. Synteza ciał ketonowych (ketogeneza) w wątrobie i tkankach
pozawątrobowych: reakcje, znaczenie, wzrost syntezy w
warunkach patologicznych.
3. Współzależność przemian kwasów tłuszczowych i glukozy.
4. Biosynteza i katabolizm cholesterolu: reakcje, regulacja syntezy
(reduktaza HMG-CoA).
5. Kwasy żółciowe.
6. Hormony
steroidowe
pregnenolonu.
-
klasyfikacja,
budowa,
synteza
7. Wit. D3 - synteza aktywnej formy i jej działanie na gospodarkę
wapniowo-fosforanową.
8. Lipoproteiny osocza (chylomikrony, VLDL, LDL, HDL): enzymy
układu lipoproteinowego (lipaza lipoproteinowa, LCAT, ACAT).
9. Krążenie cholesterolu w organizmie (rola LDL i HDL).
10. Zaburzenia metabolizmu lipoprotein osocza i ich skutki
(miażdżyca).
-9-
SEMESTR LETNI
11. Białka - trawienie i wchłanianie. Ureogeneza
1. Aminokwasy egzo- i endogenne, białka pełno- i
niepełnowartościowe.
2. Bilans azotowy.
3. Trawienie i wchłanianie białek w przewodzie pokarmowym.
4. Degradacja białek w komórce. Rola ubikwityny.
5. Reakcje ogólne aminokwasów: mechanizm reakcji, enzymy,
koenzymy (oksydacyjna deaminacja - dehydrogenaza
glutaminianowa, oksydazy aminokwasowe, dehydratazy,
transaminacja, dekarboksylacja - aminy biogenne).
6. Usuwanie azotu z organizmu:
- ureogeneza (lokalizacja wewnątrzkomórkowa, reakcje, enzymy,
regulacja)
- synteza i rola glutaminy (mózg, wątroba, nerka).
- 10 -
12. Aminokwasy – przemiany
1. Katabolizm szkieletów węglowych aminokwasów: glicyna, alanina,
seryna, arginina, histydyna, fenyloalanina, tyrozyna, tryptofan,
metionina, cysteina, kwas glutaminowy, kwas asparaginowy.
2. Powstawanie i wykorzystanie fragmentów jednowęglowych (kwas
foliowy).
3. Wykorzystanie szkieletu węglowego aminokwasów (aminokwasy
gluko- i ketogenne).
4. Wrodzone wady metaboliczne w przemianach aminokwasów.
5. Biologicznie czynne pochodne aminokwasów: hormony tarczycy
(trijodotyronina,
tyroksyna),
aminy
katecholowe
(dopamina,
noradrenalina, adrenalina), aminy indolowe (serotonina, melatonina),
cholina i acetylocholina, poliaminy (spermina i spermidyna), kreatyna i
kreatynina.
6. Międzynarządowa wymiana aminokwasów.
- 11 -
13. Krew
1. Składniki i funkcje krwi.
2. Białka osocza – prawidłowe i stanów partologicznych.
3. Hemoglobina – rodzaje, budowa, udział w transporcie gazów.
4.Transport CO2 we krwi.
5. Bufory krwi.
6. Metabolizm erytrocytów. Glukoza jako substrat energetyczny.
Rola glutationu. Enzymopatie krwinkowe.
- 12 -
14. Wątroba
1. Przemiany metaboliczne w wątrobie.
2. Rola detoksykacyjna wątroby - detoksykacja związków egzo- i
endogennych (enzymy fazy I i II).
3. Kwasy żółciowe – powstawanie, krążenie, rola w trawieniu lipidów.
4. Synteza i katabolizm hemu, regulacja przemian układu porfirynowego
- zaburzenia syntezy hemu (porfirie).
5. Krążenie bilirubiny.
6. Żółtaczki
- rodzaje
- poziom urobilinogenu i bilirubiny w moczu.
- 13 -
15. Nerka
1. Powstawanie moczu.
2. Substancje progowe i bezprogowe, selektywna reabsorpcja
glukozy, aminokwasów (cykl γ-glutamylowy), jonów (HCO3- , Na+,
K+, HPO4-2).
3. Regulacji gospodarki wodnej i elektrolitowej (aldosteron,
wazopresyna).
4. Klirens nerkowy.
5. Udział nerek w utrzymaniu stałego pH krwi
(wodorowęglany, fosforany, amoniogeneza).
6. Zaburzenia równowagi kwasowo-zasadowej
zasadowice (oddechowe, metaboliczne).
7. Składniki fizjologiczne i patologiczne moczu.
- 14 -
-
kwasice
i
16. Nukleotydy purynowe i pirymidynowe
1. Nukleotydy purynowe i pirymidynowe – budowa i znaczenie w
metabolizmie.
2. Znaczenie 5-fosforybozylo-1-pirofosforanu (PRPP) w biosyntezie
nukleotydów purynowych i pirymidynowych.
3. Substraty do syntezy pierścienia purynowego.
4. Powstawanie AMP i GMP z IMP.
5. Regulacja biosyntezy nukleotydów purynowych.
6. Katabolizm nukleotydów purynowych – powstawanie kwasu
moczowego.
7. Biosynteza pierścienia pirymidynowego (kwas orotowy).
8. Powstawanie UMP, UTP, CMP, dTMP.
9. Regulacja biosyntezy nukleotydów pirymidynowych.
10. Katabolizm nukleotydów prymidynowych.
11. Rezerwowe („salvage”) reakcje biosyntezy nukleotydów
purynowych i pirymidynowych.
12. Zaburzenia przemian nukleotydów purynowych (dna moczanowa,
zespół Lesch-Nyhana).
13. 5-Fluorouracyl – znaczenie, mechanizm działania.
- 15 -
17.Witaminy. Współzależność szlaków metabolicznych.
Działanie hormonów
1. Witaminy grupy B (B1, B2, B3, B6, B12, kwas foliowy) - budowa,
udział w przemianach, objawy niedoboru.
2. Witamina C - budowa, udział w przemianach.
3. Związki witaminopodobne (wielonienasycone kwasy tłuszczowe wit. F, ubichinon, cholina, karnityna, kwas p-aminobenzoesowy,
bioflawonoidy).
4. Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach (A, D3, K, E) – budowa
chemiczna, funkcje.
5. Regulacja metabolizmu na poziomie enzymu - organizacja
enzymów w kompleksy enzymatyczne; aktywacja (ograniczona
proteoliza), hamowanie (jedna reakcje i kilka – hamowanie zwrotne
("feedback inhibition") - regulacja allosteryczna, fosforylacja/
defosforylacja; degradacja białek enzymatycznych.
6. Regulacja na poziomie komórki i organizmu - ukierunkowanie
szlaków metabolicznych w zależności od tkanki (np. glikoliza w
wątrobie i mięśniach), współzależność przemian, kompartmentacja
metaboliczna komórki.
7. Wpływ hormonów na metabolizm komórkowy:
- mechanizm działania hormonów steroidowych, receptory
hormonów steroidowych, hormony steroidowe jako regulatory
transkrypcji genów, efekty biologiczne działania hormonów
steroidowych.
- 16 -
- mechanizm działania hormonów białkowych, peptydowych i
pochodnych aminokwasów.
18. Seminarium podsumowujące
- 17 -