Prezentacja - Zakład Biologii Komórki

BIOLOGIA KOMÓRKI
http://www.uj.edu.pl/web/zbk/dydaktyka/kursy/wbt-165
Koordynator ćwiczeń:
dr hab. Jolanta Sroka
pokój C121 (2.0.26)
tel. 12 664 61 43
[email protected]
Asystenci grup:
dr hab. Jolanta Sroka
pokój C121 (2.0.26)
tel. 12 664 6143
[email protected]
dr Monika Rak
pokój C122 (2.0.27)
tel. 12 664 6183
[email protected]
Biologia komórki
Ocena końcowa z kursu będzie liczona jako:
20% oceny z ćwiczeń
80% oceny z egzaminu
Charakterystyka kursu:
• 30 godzin wykładów
• 60 godzin ćwiczeń
Prowadzący:
• wykłady:
prof. dr hab. Zbigniew Madeja
• ćwiczenia:
nauczyciele akademiccy ZBK
doktoranci ZBK
Ćwiczenia - zasady zaliczenia:
• uczestniczenie w zajęciach
(dopuszczana 1 nieobecność usprawiedliwiona)
• przygotowywanie się na ćwiczenia
(sprawdzanie wiadomości - oceny cząstkowe; ocen nie poprawia się)
• przygotowanie i wygłoszenie referatu (ocena z referatu to jedna z ocen cząstkowych)
• praktyczne zaliczenie ćwiczeń (musi być zaliczone na ocenę pozytywną)
Ocenę z ćwiczeń wystawiamy obliczając średnią arytmetyczną:
ocen otrzymanych przez studenta w trakcie całego semestru zajęć tj.
„ocen cząstkowych” z poszczególnych ćwiczeń, oceny za referat seminaryjny oraz oceny
z praktycznego zaliczenia ćwiczeń
Podstawowe zasady BHP:
- Zasady pracy w laboratorium o poziomie zagrożenia biologicznego BL- 1
- Zasady BHP w pracowni chemicznej
MIKROSKOPIA W ŚWIETLE PRZECHODZĄCYMBUDOWA I DZIAŁANIE MIKROSKOPU JASNEGO POLA,
KONTRASTOWO-FAZOWEGO I Z KONTRASTEM
NOMARSKIEGO
Temat referatu: Mikroskopia świetlna (w świetle przechodzącym)
– różnorodność technik, ich zalety i ograniczenia
Zakres materiału obowiązujący do ćwiczeń:
- podstawowe pojęcia optyki, charakterystyka fali świetlnej;
- budowa mikroskopu świetlnego jasnego pola
- powiększenie, zdolność rozdzielcza mikroskopu, apertura numeryczna,
- rodzaje mikroskopów świetlnych
- budowa i zasada działania mikroskopu kontrastowo-fazowego
Zalecana literatura:
· M. Pluta – Mikroskopia optyczna rozdz. 8. Mikroskopia fazowo-kontrastowa.
· L. Appel, R. Kowalczyk - Mikroskop. Budowa i użytkowanie.
· B. Alberts i in.: Podstawy biologii komórki, PWN 2005; część I, panel 1.1
· dostępny podręcznik fizyki doświadczalnej (dział – optyka- mikroskopy)
· instrukcje dołączone do ćwiczenia
PROPAGACJA LINII KOMÓRKOWYCH in vitro
Ćwiczenie ma na celu zapoznanie
się z podstawowymi procedurami
związanymi z hodowlami
prawidłowych i nowotworowych
komórek in vitro
Temat referatu: Metodyka hodowli zwierzęcych komórek
prawidłowych i nowotworowych
ZAKRES MATERIAŁU OBOWIĄZUJĄCY DO ĆWICZEŃ:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
„Hodowla komórek i tkanek in vitro”. CYTOFIZJOLOGIA pod redakcją K.Ostrowskiego i J.Kawiaka. 1990; rozdz II, str 49-63;
„Wzrost komórek”. CYTOFIZJOLOGIA pod redakcją K.Ostrowskiego i J.Kawiaka. 1990; rozdz X, str 345-65;
„Metody badań budowy i funkcji komórek”. SEMINARIA Z CYTOFIZJOLOGII pod redakcją J.Kawiaka i M.Zabla. 2002;
rozdz 14, str 364-9;
„Oddziaływanie komórek z podłożem i sąsiednimi komórkami”. PODSTAWY CYTOFIZJOLOGII
pod redakcja J Kawiaka i wsp.. 1998. str. 488-504
OBSŁUGA KOMORY BUERKERA
„Mammalian Cell Culture. Methods. Dieter F. Huelser.
Materiały zawarte w instrukcjach do ćwiczeń.
WYKORZYSTANIE HODOWLI KOMÓRKOWYCH W
TRANSPLANTOLOGII
Ćwiczenie seminaryjne mające na celu zapoznanie się
z zasadami funkcjonowania laboratorium dedykowanego
prowadzeniu hodowli komórek wykorzystywanych
klinicznie oraz z wynikami prac nad wykorzystaniem
komórek skóry ludzkiej w leczeniu ran.
Temat referatu: Choroby skóry związane z nieprawidłowością
organizacji cytoszkieletu komórkowego.
ZALECANA LITERATURA
Drukała J., Sporniak-Tutak K. (2002). Wykorzystanie
współczesnych osiągnięć inżynierii tkankowej w gojeniu ran
powłok. (Application of tissue engineering in wound healing)
Przegląd Lekarski,59: 862-866.
Drukała J., Majka M., Ratajczak M.Z. (2003) Postępy w
metodach izolacji i namnażania komórek macierzystych
naskórka. Postępy Biologii Komórki,30 (Supl.21):37-48.
MIKROSKOPIA FLUORESCENCYJNA – 1
Przyżyciowe barwienia organelli wewnątrzkomórkowych
DiOC6
Hoechst
Ćwiczenie ma na celu
zapoznanie się:
- z budową i działaniem
mikroskopu fluorescencyjnego
- wykorzystaniem barwników
fluorescencyjnych do
wizualizacji organelli w
żywych komórkach
mitochondria
ER
Temat referatu:
Mikroskopia fluorescencyjna w badaniach struktury i funkcji komórek
Zakres materiału, jaki należy przygotować do ćwiczeń:
- Budowa i zasada działania mikroskopu fluorescencyjnego
- Zastosowanie fluorescencji w biologii komórki i diagnostyce klinicznej
- Budowa i funkcje podstawowych organelli wewnątrzkomórkowych komórki ssaka
- Metody wizualizacji w komórce poszczególnych organelli
Zalecana literatura:
•B. Alberts i in.: Podstawy biologii komórki, PWN 2005, część druga, rozdział 15
•M. Pluta: Mikroskopia optyczna. Mikroskopia fluorescencyjna, rozdział 9 str. 473-517
•red. B Alberts et al. - Molecular biology of the cell, 2009 (V), rozdział 12.
•T. Pollard i W. Earnshaw – Cell biology, 2nd ed., 2008, rozdziały 19-22
endosomy
MIKROSKOPIA FLUORESCENCYJNA – 2
CYTOSZKIELET
Barwienie filamentów aktynowych
Ćwiczenie ma na celu
zapoznanie się z metodą
wizualizacji cytoszkieletu
aktynowego w komórkach
zwierzęcych
www.canisius.edu/biology/cell_imaging/gallery.asp
Temat referatu:
Organizacja cytoszkieletu aktynowego w komórkach niemięśniowych ( z uwzględnieniem
roli białek Rho w regulacji cytoszkieletu)
Zalecana literatura:
Zakres materiału, który należy przygotować do ćwiczeń:
- Aktyny i białka wiążące aktynę
- Organizacja i funkcje cytoszkieletu aktynowego w mięśniach
i komórkach niemięśniowych.
- Rola małych białek G w regulacji funkcji cytoszkieletu aktynowego
- Białka motoryczne związane z filamentami aktynowymi
- Funkcje cytoszkieletu aktynowego w komórkach niemięśniowych
- Mechanizm skurczu mięśni prążkowanych
 B. Alberts i in.: Podstawy biologii komórki, PWN 2005;
część II, rozdział 17
 red. R Makuch i M. Rędowicz: Cytoszkielet; Kosmos,
2001, t.50, nr 3, str. 283-295
 red. H. Strzelecka-Gołaszewska: Motory molekularne,
Kosmos, 2001, t.50, nr 4, str. 349-358; 375-390
red. B Alberts et al. - Molecular biology of the cell, 2009
(V), rozdział 16.
T. Pollard i W. Earnshaw – Cell biology, 2nd ed., 2008,
rozdziały 33 i 36
TESTY WITALNOŚCI KOMÓREK
Ćwiczenie ma na celu praktyczne zapoznanie się
z podstawowymi testami witalności wykorzystywanymi
na co dzień w pracy laboratoryjnej.
Temat referatu: Rodzaje śmierci komórek i metody ich detekcji.
ZAGADNIENIA DO PRZYGOTOWANIA
1. Transport przez błonę komórkową.
2. Testy witalności – rodzaje, zastosowanie, ograniczenia.
3. Barwniki stosowane do wizualizacji struktur w
komórkach żywych i utrwalonych.
ZALECANA LITERATURA:
1. Instrukcja do ćwiczeń.
2. Seminaria z cytofizjologii Pod redakcją Jerzego Kawiaka i Macieja Zabla (rozdz.4 i 6).
3. Podstawy cytofizjologii, Praca zbiorowa pod Redakcją J.Kawiaka,
J.Mireckiej, M.Olszewskiej, J.Warchoła (rozdz.2 str 58-90 i rozdz.4 358-376)
BANKOWANIE KOMÓREK
W OPARACH CIEKŁEGO AZOTU
Ćwiczenie ma na celu zapoznanie się z techniką
programowanego bankowania komórek w oparach ciekłego
azotu.
Ćwiczenie polega na przygotowaniu komórek do zamrożenia
i przeprowadzeniu mrożenia programowanego.
ZALECANA LITERATURA
•Methods in Molecular Biology, vol. 368: Cryopreservation and
Freeze-Drying Protocols, Second Edition. Edited by: J.G. Day and
G.N. Stacey © Humana Press Inc., Totowa, NJ – rozdziały 3, 16,19.
•Mazur P. Freezing of living cells: mechanisms and implications.
Am.J.Physiol. 247, 1984
•Lillford P.J., Holt C.B. In vitro uses of biological cryoprotectants.
Phil.Trans.R.Soc.Lond. B(2002) 357,945–951
MECHANIZMY RUCHÓW KOMÓRKOWYCH
– wpływ anestetyków na komórki.
Ćwiczenie ma na celu zapoznanie się z mechanizmami
ruchu komórek, obserwację wpływu etanolu i jonów
wapnia na ruchliwość ameb oraz poznanie metod
rejestracji ruchu ssaczych komórek tkankowych.
Temat referatu: Strategie ruchów komórek
w układach trójwymiarowych.
Amoeba proteus, by Wim van Egmond
Zakres materiału obowiązujący do ćwiczeń:
1. Aktywność ruchowa komórek niemięśniowych.
2. Cytoszkielet aktynowy i mikrotubularny- rola w migracji komórek;
rola małych białek G w regulacji cytoszkieletu i migracji.
3. Udział jonów wapnia w migracji komórek.
4. Mechanizm działania anestetyków.
lidokaina
Zalecana literatura:
Podstawy Biologii Komórki. Wprowadzenie do Biologii Molekularnej. Alberts i wsp.
Postępy Biochemii 2009 Tom 55 Numer 2:
a) "Sposoby migracji komórek nowotworowych" Popow-Woźniak A., NowakD., Malicka-Błaszkiewicz M.
b) "Regulacja migracji komórek przez jony wapnia" Pomorski P.
ANALIZA AKTYWNOŚCI ENDOCYTARNEJ KOMÓREK
Ćwiczenie ma na celu:
Obserwację (w mikroskopie kontrastowo-fazowym) zjawiska
pinocytozy zachodzącej w komórkach zwierzęcych
oraz sprawdzenie czy aktywność pinocytozy zależy od
czynników zewnętrznych i stanu metabolicznego komórki
(skład jonowy pożywki, pH, temperatura).
Temat referatu: Znaczenie endocytozy dla komórek i organizmów.
ZAGADNIENIA DO PRZYGOTOWANIA:
· Przebieg procesu endocytozy – drogi transportu pęcherzykowego w komórce
(szlaki endocytarne; przedziały endosomalne)
· Różne mechanizmy endocytozy (fagocytoza, makropinocytoza, endocytoza przez
pęcherzyki otoczone klatryną, endocytoza przez kaweole)
· Znaczenie procesu endocytozy dla komórki zwierzęcej i organizmu
ZALECANA LITERATURA:
· B. Alberts i inni.- „Podstawy Biologii Komórki”, red. H. Kmity i P. Wojtaszka, PWN 2005;
Rozdz.15.
· B. Alberts et al. – Molecular Biology of the cell. – 4th. Ed. Garland Science 2002, part IV/13.
· T. Pollard. - Cell Biology - Wydawca: W.B. Saunders Company, 2007; chapter: 22.
· Strukturalne podstawy biologii komórki „Transport pęcherzykowy” – W. Kilarski, Warszawa
2003; rozdział: 5.1.
· D. Cichoń, M. Michalik. Wnikanie wirusów do komórek na drodze endocytozy – mechanizmy
i wybrane aspekty kliniczne. Mikrobiologia Medycyna 4: 16-26, 2004.
NIEZALEŻNY OD KONTAKTU Z PODŁOŻEM WZROST
KOMÓREK NOWOTWOROWYCH
Większość komórek nowotworowych hodowanych in vitro,
w przeciwieństwie do komórek prawidłowych,
nie wykazuje zależności wzrostu od przyczepienia
do podłoża.
Celem ćwiczenia jest założenie półpłynnej hodowli
komórek szczurzego mięsaka XC, a następnie obserwacja
powstałych kolonii.
Temat referatu: Mechanizmy transformacji nowotworowej.
ZAGADNIENIA DO PRZYGOTOWANIA:
Molekularne podstawy transformacji nowotworowej i tworzenia przerzutów.
Hodowle komórek in vitro.
Oddziaływanie komórek z podłożem i sąsiednimi komórkami, wzrost komórek na podłożach stałych i półpłynnych.
ZALECANA LITERATURA:
B. Alberts. Podstawy biologii komórki. PWN 2005. rozdz. 21.
J. Kawiak i in. Podstawy cytofizjologii. PWN 1995, rozdz. 29.
B. Alberts. Molecular Biology of the cell. Garland Science 2002, rozdz. 23.
ZASTOSOWANIE WIROWANIA W GRADIENCIE
GĘSTOŚCI DO SEPARACJI KOMÓREK SSACZYCH
Ćwiczenie ma na celu:
-Przegląd obecnie panujących poglądów na temat
heterogenności komórek i wynikających z niej
potrzeb separacji wybranych populacji.
-Zapoznanie się z podstawowymi zastosowaniami
liczników cząstek (na przykładzie licznika
Coulter Z2) do określania liczebności oraz rozkładu
wielkości komórek w danej populacji.
- Zapoznanie się z podstawowymi technikami
separacji komórek zwierzęcych oraz próba
rozdzielenia komórek różniących się gęstością
wypornościową
Zakres materiału,
który należy przygotować do ćwiczeń:
1. Zasady separacji komórek
2. Podstawowe techniki separacji komórek
3. Sposoby weryfikacji czystości otrzymanych frakcji.
Temat referatu: Metody separacji komórek
Zalecana literatura:
1. P.C. Turner, A.G. Mc Leeman, A.D. Bates, M.R.H. White
Krótkie wykłady- Biologia Molekularna (Sekcja A2- izolacjia
organelli)
2. Alberts, Podstawy Biologii Komórki od str 17 (jedność i
różnorodność komórek)/ str 32-33 (panel)/ 160-161- (panelrozbicie komórek i frakcjonowanie)
TECHNIKI GENEROWANIA HETEROKARIONTÓW
Ćwiczenie ma na celu obserwację zjawiska fuzji,
przyczepionych do podłoża komórek szczurzego mięsaka
XC, wywołanej działaniem glikolu polietylenowego (PEG)
Temat referatu: Praktyczne zastosowania fuzji komórek.
Zakres materiału obowiązujący do ćwiczeń:
Budowa błony komórkowej.
Fuzja błon a fuzja komórek.
Zjawisko fuzji komórek w procesach fizjologicznych.
Metody fuzji komórek in vitro, warunki niezbędne do fuzji.
Teorie tłumaczące proces fuzji błon komórkowych, białka fuzyjne.
Praktyczne wykorzystanie zjawiska fuzji – komórki mieszańcowych w badaniach naukowych, zastosowanie
przeciwciał monoklonalnych.
Zalecana literatura:
B. Alberts i in.: Podstawy biologii komórki, PWN 2005; część II, rozdz. 11(str. 365-388), rozdz. 15 (str. 512-516).
J. Kawiak, M. Zabel: Seminaria z cytofizjologii, Wrocław 2002; rozdz. 6 (str. 127-141).
Praca zbiorowa po redakcją J. Kawiaka: „Podstawy cytofizjologii” Warszawa 1998; część II (str. 58-78).
Praca zbiorowa pod redakcją J. Kawiaka i K. Ostrowskiego: Cytofizjologia, 1990; rozdz.2 (str. 56-58), rozdz. 13 (str.
406-408).
WIZUALIZACJA MIĘDZYKOMÓRKOWEGO
TRANSFERU FLUOROCHROMÓW
Złącza szczelinowe zbudowane są z kompleksów białkowych
tworzących międzykomórkowe kanały, które łączą przedziały
cytoplazmatyczne sąsiednich komórek. Kanały złącz
zbudowane są z dwóch koneksonów, heksamerów białek
z rodziny koneksyn
Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z prosta techniką wizualizacji
komunikacji międzykomórkowej za pośrednictwem złącz szczelinowych.
Temat referatu: Funkcje złącz szczelinowych w organizmach wielokomórkowych.
Zakres materiału, który należy przygotować do ćwiczeń:
1. Zasada działania mikroskopu fluorescencyjnego.
2. Test żywotności komórek z wykorzystaniem dwuoctanu fluoresceiny.
Zalecana literatura:
1. Instrukcje do ćwiczeń
2. Alberts, Biologia komórki
ĆWICZENIA ZALICZENIOWE
SAMODZIELNE WYKONANIE DWÓCH Z PONIŻSZYCH ZADAŃ:
- Ustawienie oświetlenia Kohlera w mikroskopie
i przygotowanie mikroskopu jasnego pola do pracy
w trybie kontrastu faz;
- Przeprowadzenie testu witalności komórek;
- Oznaczenie gęstości komórek w zawiesinie;
- Wykonanie pasażu komórek.
Uwaga:
„Zakres materiału, który należy przygotować do ćwiczeń”
oraz
„Zalecana literatura”
mogą zostać uaktualnione przez asystenta prowadzącego dane ćwiczenie.
Informacje na ten temat zostaną zamieszczone na tablicy dla studentów (obok
wejścia do Sali ćwiczeń ZBK) oraz na stronie www kursu Biologia komórki,
najpóźniej tydzień przed planowanymi zajęciami.
Proszę sprawdzać komunikaty.