Bi8870 Mechanismy buněčné smrti, význam, metody

Přírodovědecká fakulta
jaro 2011 - akreditace
Rozsah
2/0. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučující
doc. RNDr. Alena Hyršlová Vaculová, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Alois Kozubík, CSc.
Ústav experimentální biologie – Biologická sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Alena Hyršlová Vaculová, Ph.D.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je určen pouze studentům mateřských oborů.
Mateřské obory/plány
předmět má 8 mateřských oborů, zobrazit
Cíle předmětu
Po absolvování předmětu budou mít studenti ucelený detailní přehled a významu a základních molekulárních mechanismech regulace buněčné smrti, především apoptózy, v mnohobuněčném organismu. Porozumí základním signálním drahám zodpovědným za průběh buněčné smrti/apoptózy a možnostem jejich regulace. Získají řadu informací o jednotlivých klíčových molekulách a jejich funkci v modulaci buněčné smrti. Budou obeznámeni s důležitostí apoptózy ve vývoji a léčbě onemocnění, zejména nádorových. Získají podrobný přehled o současně dostupných moderních metodách detekce buněčné smrti, možnostech a doporučeních pro jejich aplikaci.
Osnova
  • 1) Úvod do studia buněčné smrti, vymezení, definice, klasifikace jednotlivých forem buněčné smrti, hlavní biochemické a morfologické znaky, fyziologický význam buněčné smrti ve vývoji a udržení homeostázy mnohobuněčného organismu. Modelové organismy ve studiu apoptózy, přehled základních signálních drah apoptózy a hlavních induktorů apoptózy, historie výzkumu apoptózy a vývoj názorů, významné objevy a vědci ve výzkumu apoptózy.
  • 2) Proteázy v regulaci buněčné smrti (kaspázy, nekaspázové proteázy, metakaspázy). Kaspázy – definice, charakteristika, struktura, funkce, rozdělení, úloha jednotlivých kaspáz v regulaci apoptózy, důležité substráty kaspáz a jejich funkce, inhibitory kaspáz. Nekaspázové proteázy – katepsiny, kalpainy, granzymy – a jejich funkce. Metakaspázy, jejich struktura a funkce.
  • 3) Úloha mitochondrií a jádra v regulaci apoptózy. Mitochondrie: funkce mitochondrií v průběhu apoptózy, oxidativní metabolismus, reaktivní kyslíkové metabolity a apoptóza, permeabilizace mitochondriální membrány, změny mitochondriálného membránového potenciálu, pro- a antiapoptotické proteiny rodiny Bcl-2, jejich struktura a funkce, proapoptotické proteiny uvolňované z mitochondrií. Jádro: biochemické a strukturní změny v jádře, charakteristické pro průběh apoptózy. Komunikace mezi organelami v průběhu apoptózy.
  • 4) Vnitřní dráha indukce apoptózy. Indukce a regulace apoptózy po působení látek poškozujících DNA. Úloha specifických kináz v odpovědi buňky na poškození DNA. Úloha proteinu p53 v regulaci apoptózy. Apoptóza a změny buněčného cyklu.
  • 5) Vnější dráha indukce apoptózy. Základní popis a pochopení apoptotické signální dráhy zprostředkované přes povrchové receptory smrti. Charakteristika nejdůležitějších receptorů smrti a jejich ligandů (z rodiny TNF). Fyziologická úloha těchto ligandů a jejich význam v terapii onemocnění. Důležité molekuly zapojené v regulaci vnější apoptotické dráhy.
  • 6) TRAIL – modelový induktor vnější dráhy indukce apoptózy a slibná molekula v protinádorové terapii. Vysvětlení a popis signální dráhy TRAILu. Fyziologický význam TRAILu. Molekulární mechanismy zodpovědné za modulaci citlivosti/rezistence buněk k působení TRAILu. Využití TRAILu v protinádorové terapii – nové možnosti.
  • 7) Interakce vnější a vnitřní signální dráhy indukce apoptózy. Charakteristika jednotlivých úrovní interakce a jejich význam. Využití těchto interakcí v terapii nádorů. Význam, možnosti a principy kombinované terapie. Nové možnosti a současný výzkum v této oblasti.
  • 8) Význam apoptózy ve vývoji onemocnění. Příklady onemocnění spojených s deregulovanou apoptózou a důsledky této deregulace. Nové terapeutické možnosti regulace apoptózy. Apoptóza a nádorová onemocnění - nové poznatky v oblasti výzkumu apoptózy a nádorové terapie.
  • 9) Charakteristika a srovnání různých forem buněčné smrti, jejich definice, popis, regulace, význam. Nekróza, autofagie, anoikis, mitotická katastrofa atd.
  • 10) Metody detekce apoptózy – moderní metody buněčné a molekulární biologie a biochemie. Detekce apoptózy na úrovni buněčných populací, buňky, jednotlivých organel (mitochondrie, jádro atd.) a molekul (proteiny, DNA). Detekce in vitro a in vivo. Ucelený přehled současně používaných metod detekce apoptózy.
  • 11) Principy vybraných metod detekce apoptózy, jejich výhody, nevýhody, kritéria výběru jednotlivých metod a jejich aplikace. Interpretace získaných dat. Metody detekce jiných forem buněčné smrti, principy a konkrétní příklady. Diskuse.
  • 12) Budoucnost a nové trendy v oblasti výzkumu buněčné smrti/apoptózy. Aktuální témata z oblasti výzkumu apoptózy. Diskuse.
Metody hodnocení
Písemná zkouška.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2011, jaro 2012, jaro 2012 - akreditace, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2020, jaro 2021, jaro 2022, jaro 2023, jaro 2024, jaro 2025.