Учебно-методическое пособие к самостоятельной работе Специальнос

Министерство образования и науки Российской Федерации

Сибирский федеральный университет

Клеточная сигнализация

Учебно-методическое пособие к самостоятельной работе

Специальность 020208.65 — Биохимия

Красноярск

СФУ

2012

УДК 576.(07)

ББК 28.05.я73

Составитель: Н.М.Титова

Клеточная сигнализация: Учебно-методическое пособие к самостоятельной работе /[Текст] / сост. Н.М. Титова. – Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2012. – 22 с.

Учебно-методическое пособие по курсу «Клеточная сигнализация» составлено в соответствии с программой курса и является руководством для самостоятельной работы.

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов биологических и медико-биологических специальностей университетов.

УДК 576.(07)

ББК 28.05.я73

© Сибирский

федеральный

университет, 2012

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Курс «Клеточная сигнализация» (СД.Р.1) является важнейшей составной частью подготовки специалистов в области биохимии и молекулярной биологии, поскольку в нем рассматриваются молекулярные механизмы приема, переработки и передачи внешних сигналов к внутриклеточным органеллам, ведущие к запуску и регуляции различных клеточных процессов.

Самостоятельная работа студентов по курсу «Клеточная сигнализация» включает изучение теоретического материала, написание реферата, выполнение заданий, работу с научной, учебной, методической литературой. Самостоятельная работа способствует развитию у студента таких необходимых навыков, как выбор и решение поставленной задачи, сбор и аналитический анализ опубликованных данных, умение выделять главное и делать обоснованное заключение. Самостоятельная работа способствует развитию у студентов навыков самостоятельного исследования, научного и литературного саморедактирования.

В учебном пособии приведены темы для самостоятельной проработки теоретического материала. По каждому разделу даны задания. Приводится список литературы, необходимой для самостоятельной подготовки. Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Биохимия». Оно также может быть использовано студентами биологических и медико-биологических специальностей университетов.

Цель преподавания дисциплины – формирование у студентов представлений об основных системах сигнализации, управляющих метаболизмом клетки.

В задачи курса входит:

● ознакомление студентов с современными представлениями о системах передачи сигналов в клетке;

● формирование представлений о взаимном влияния рецепторов и различных сигнальных путей;

● ознакомление с основными сигнальными системами, регулирующими активность белков и экспрессию генов.

В результате освоения дисциплины обучающиеся должны

знать:

принципы структурной и функциональной организации основных сигнальных систем клетки;

отличия поверхностных и внутриклеточных рецепторов;

особенности передачи внешнего сигнала различными трансдуцирующими системами в клетку;

структуру первичных и вторичных мессенджеров;

пути передачи пролиферативных сигналов в клетку;

терминологию, используемую в клеточной сигнализации;

роль основных сигнальных систем в регуляции клеточных процессов;

уметь:

применять полученные знания для изучения систем передачи внешних сигналов в клетку;

составлять схемы передачи сигналов в клетку;

охарактеризовать основные механизмы прерывания внешних сигналов;

оценить возможности регуляции метаболических процессов и экспрессии определенных генов в живых организмах на основании характеристик систем сигнальной трансдукции;

использовать полученные знания в области исследования систем внутриклеточной и межклеточной коммуникации для решения профессиональных задач;

использовать полученные знания при изучении других биологических дисциплин; применять их в оценке нарушений метаболических процессов при патологических состояниях;

владеть навыками:

делового общения;

работы в команде;

работы с компьютером на уровне пользователя, использования информационных технологий для решения фундаментальных и прикладных задач в области профессиональной деятельности;

владеть методологическими основами современной науки.

Для успешного освоения дисциплины в полном объеме необходимо предварительное изучение курсов «Химия», «Биология», «Физика», «Биохимия», «Цитология», «Физиология с основами высшей нервной деятельности», «Энзимология». Курс «Клеточная сигнализация» необходим для освоения студентами таких дисциплин как «Молекулярные механизмы гормональной регуляции», «Молекулярная биология», «Медицинская биохимия», «Медицинской иммунологии»,

Знание основных клеточных сигнальных путей – необходимая база при подготовке дипломных работ, тематика которых связана с изучением метаболических процессов и их регуляции. Освоение разделов курса «Клеточная сигнализация» также будет способствовать формированию у студентов целостного естественнонаучного мировоззрения.

1. ТРУДОЕМКОСТЬ ДИСЦИПЛИНЫ

Общая трудоемкость дисциплины составляет 50 часов. Объем самостоятельной работы в общей трудоемкости дисциплины приведен в табл.1.

Таблица 1 – Виды учебной работы и трудоемкость дисциплины «Клеточная сигнализация»

Вид учебной работы

Всего

часов

Семестр

7

Общая трудоемкость дисциплины

50

50

Аудиторные занятия:

32

32

лекции

16

16

практические (семинарские) занятия

16

16

Самостоятельная работа:

18

18

изучение теоретического курса (ТО)

10

10

реферат

8

8

Вид итогового контроля (зачет, экзамен)

экзамен

экзамен

Организация самостоятельной работы производится в соответствии с графиком учебного процесса и самостоятельной работы. См. приложение .

2. СТРУКТУРА САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Самостоятельная работа студентов по курсу «Клеточная сигнализация» включает изучение теоретического материала, написание и защиту реферата, составление схем сигнальных путей, работу с учебной научной и справочной литературой.

Трудозатраты на самостоятельную работу по разделам курса «Клеточная сигнализация» приведены в табл. 2.

Таблица 2 – Объем самостоятельной работы в общей трудоемкости разделов дисциплины

п/п

Раздел дисциплины

Лекции

(часы)

Практические

занятия (часы)

Самостоятельная

работа (часы)

1

Раздел 1.

Общая структура сигнальныхсистем клетки

6

6

8

2

Раздел 2.

Сигнальные механизмы, регулирующие активность белков и экспрессию генов

10

10

10

3. МЕТОДИКА РЕАЛИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО КУРСА

Одной из форм реализации самостоятельной работы по изучению теоретического курса «Клеточная сигнализация» является анализ прослушанного лекционного материала, а также самостоятельная подготовка отдельных тем по разделу 1 и 2 (табл. 2). Для самостоятельной работы студенты используют электронные ресурсы читальных залов библиотеки СФУ. Итогом самостоятельного изучение теоретического материала являются конспект, таблицы, иллюстративный материал, схемы сигнальных путей.

Конспект – это краткое, либо подробное и последовательное изложение информации, полученной из различных источников (лекция, проработанная литература, просмотренные презентации, видеодокументы и т. д.).

Таблица – это перечень сведений, цифровых данных, расположенных по графам в определенном порядке. Таблицы используются, когда необходимо показать информацию, логически упорядоченную в столбцы и ряды.

Схема сигнального пути – чертеж, отображающий основные этапы трансдукции внешнего сигнала в клетку – от взаимодействия лиганда с рецептором до клеточного ответа. Прочитать схему — это значит почерпнуть из нее сведения, необходимые для понимания регуляции клеточного метаболизма гормонами, ростовыми факторами, нейромедиаторами, одорантами и другими сигнальными молекулами.

Темы для самостоятельного теоретического изучения курса «Клеточная сигнализация» сгруппированы по разделам дисциплины (табл. 3) вместе с перечнем примерных вопросов для самоконтроля и рекомендованными источниками информации. Самостоятельное изучение теоретического курса проводится параллельно с курсом лекций. В соответствии с планом каждой лекции, студент обязан во время самостоятельной работы повторить основные системы клеточной трансдукции, выучить необходимые структурные формулы, освоить принципы составления схем сигнальных каскадов.

Таблица 3 – Темы для самостоятельной работы

п/п

Разделы

дисциплины

Темы для самостоятельной работы, трудоемкость (часы)

1

Раздел 1.

Общая структура сигнальных систем клетки

1.1. Рецепторные тирозинкиназы и гуанилатциклазы (2 ч.).

1.2. Фосфатидилинозитол-3-киназа – роль в норме и при патологии (2 ч.).

1.3. Реферат (4 ч.)

2

Раздел 2.

Сигнальные механизмы, регулирующие активность белков и экспрессию генов

2.1. Са2+ сигнализация (2ч.).

2.2. Каскад арахидоновой кислоты(2 ч.).

2.3. JAK/STAT сигнальные пути (2 ч.).

2.4. Реферат (4 ч.)

РАЗДЕЛ 1. ОБЩАЯ СТРУКТУРА СИГНАЛЬНЫХ СИСТЕМ КЛЕТКИ

Тема 1.1. Рецепторные тирозинкиназы и гуанилатциклазы (2 ч.).

Вопросы для самоконтроля

1. Структура рецепторов с тирозинкиназной активностью (рецепторных тирозинкиназ).

2. В чем заключается отличие передачи внеклеточного сигнала рецепторными тирозинкиназами от механизма передачи сигнала рецепторами, сопряженными с G-белками?

3. Каким образом осуществляется димеризация и аутофосфорилирование рецептора с тирозинкиназной активностью?

4. Белки-мишени рецепторных тирозинкиназ.

5. Мембраносвязанная гуанилатциклаза.

6. Химизм реакции, катализируемой гуанилатциклазой.

7. Каким образом происходит превращение cGMP в GMP?

8. Протеинкиназа G. Строение, функции.

9. Различия механизмов активации ПКG и ПКА.

10. Белки-мишени протеинкиназы G.

Тема 1.2. Фосфатидилинозитол-3-киназа – роль в норме и при патологии (2 ч.).

Вопросы для самоконтроля

1. Характеристика фосфатидилинозитол-3-киназы (РI3K).

2. Какую реакцию катализирует фосфатидилинозитол-3-киназа?

3. Пути активации р110/р85 фосфатидилинозитол-3-киназой.

4. Протеинкиназа В/Akt.

5. Какую функцию у человека выполняет фосфатаза, обозначаемая как РТЕN?

6. Каким образом осуществляется прекращение передачи сигнала через каскад PI3K-PKB?

7. В какое состояние (активное или неактивное) переходит киназа-3- гликогенсинтазы под действием протеинкиназы В?

8. Какие клеточные процессы регулируются фосфатидилинозитол-3-киназой?

РАЗДЕЛ 2. СИГНАЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ, РЕГУЛИРУЮЩИЕ АКТИВНОСТЬ БЕЛКОВ И ЭКСПРЕССИЮ ГЕНОВ

Тема 2.1. Са2+ сигнализация (2 ч.).

Вопросы для самоконтроля

1. Какова физиологическая концентрация цитозольного кальция?

2. Локализация Са2+-насосов в клетке.

3. Строение Са2+-связывающих белков. Какие характерные структурные особенности присущи Са2+-связывающим белкам?

4. Кальмодулин. Число центров для связывания катионов кальция.

5. Кальмодулин-зависимая протеинкиназа.

6. Какие существуют внутриклеточные депо кальция?

7. Кальций и протеинкиназа С.

8. В чем заключается взаимосвязь между сигнальными системами с участием Са2+ и сАМР?

Тема 2.2. Каскад арахидоновой кислоты ( (2 ч.).

Вопросы для самоконтроля

1. Арахидоновая кислота – структурный компонент глицерофосфолипидов плазматической мембраны.

2. Циклооксигеназный путь метаболизма арахидоновой кислоты.

3. Липоксигеназный путь метаболизма арахидоновой кислоты.

4. Белки-транспортеры, участвующие в переносе арахидоновой кислоты (внеклеточные, мембранные, цитозольные).

5. Белки-мишени, активность которых модулируется арахидоновой кислотой и/или ее метаболитами (G-белок связывающие рецепторы, ядерные рецепторы, ПК С, NF-κВ, мембранные белки).

6. Фосфолипаза А2, структура, изоформы.

7. Факторы, влияющие на активность ФЛА2.

8. Плазматические рецепторы простаноидов.

9. Ядерные рецепторы простаноидов.

10.Каскад арахидоновой кислоты и развитие опухолевых заболеваний.

Тема 2.3. JAK/STAT сигнальные пути (2 ч.).

Вопросы для самоконтроля

1. В чем отличие JAK/STAT сигнального пути от Ras-МАРК cигнального каскада.



Страницы: Первая | 1 | 2 | 3 | Вперед → | Последняя | Весь текст