Учебно-методическое пособие к самостоятельной работе Специальность 020208. 65 Биохимия icon

Учебно-методическое пособие к самостоятельной работе Специальность 020208. 65 Биохимия



Смотрите также:
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.

2. Характеристика STAT белков.

3. Янус – киназы – ферменты, фосфорилирующие рецепторы и STAT белки.

4. Образование димеров STAT белков.

5. Первичные мессенджеры для JAK/STAT сигнального пути.

6. Механизм передачи сигнала через мембранные рецепторы, ассоциированные с Янус-киназами.

7. Ингибиторы цитокиновой сигнализации – белки, называемые супрессорами (suppressor of cytokine signaling – SOCS).


^ 4. МЕТОДИКА РЕАЛИЗАЦИИ ДРУГИХ ВИДОВ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ


Реализация других видов самостоятельной работы по курсу «Клеточная сигнализация» включает написание и защиту рефератов, составление схем сигнальных путей, участвующих в регуляции метаболизма и физиологических функций.


^ Написание и защита реферата.

При изучении курса «Клеточная сигнализация» студент должен подготовить реферат по одной из предложенных преподавателем тем или предложить свою тему.

Темы рефератов и задания по их написанию выдаются лектором на первой лекции вместе со списком учебной литературы.

^ Структура реферата:

Реферат включает следующие структурные элементы:

  1. Титульный лист. С него начинается нумерация страниц, но номер не ставится. Номера страниц начинают печатать с первой страницы раздела «Введение». Титульный лист оформляется аналогично титульному листу курсовой работы: указывают наименование высшего учебного заведения; факультет, кафедру, где выполнялась работа; название работы; фамилию и инициалы студента; ученую степень и ученое звание, фамилию и инициалы преподавателя; город и год выполнения работы.

  2. Содержание. В содержании представлены названия всех разделов и подразделов работы, каждое из которых печатается с новой строки. В конце строки ставится номер страницы, на которой напечатана данная рубрика в тексте. Номера страниц печатаются вблизи правого поля, все на одинаковом расстоянии от края страницы. Следует обратить внимание, что названия разделов и подразделов в оглавлении должно точно соответствовать заголовкам текста.

  3. Введение. Во введении обосновывается актуальность рассматриваемой темы, пути развития на современном этапе, имеющиеся проблемы и способы их разрешения. Объём данного раздела не должен превышать одной страницы.

  4. ^ Обзор литературы. В данном разделе излагаются теоретические основы по выбранной тематике. Изложение должно вестись в форме теоретического анализа проработанных источников применительно к выполняемой теме, логично, последовательно и грамотно. При необходимости данный раздел может состоять из отдельных подразделов. Из содержания теоретического обзора должно быть видно состояние изученности темы в целом и отдельных ее вопросов.

  5. Заключение. Представляет собой краткое обобщение (2-3 абзаца) приведенных данных.

  6. Библиографический список. Оформляется в соответствии с существующими требованиями.

  7. Приложения.


Оформление реферата должно соответствовать межгосударственному стандарту ГОСТ 7.32-2001, устанавливающему общие требования к структуре и правилам оформления научных и технических отчетов.

Реферат должен сопровождаться библиографическим списком, который составляют в соответствии с ГОСТ 7.12003 «Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления». Объем реферата должен составлять 20 страниц.

Реферат сдается на проверку преподавателю согласно графику самостоятельной работы студентов по дисциплине «Интеграция клеточного обмена» (табл. 2).

С целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся, а также развития коммуникативных компетенций защита реферата проводится в виде презентации, подготовленной в Power Point, на практических занятиях в интерактивной форме, т.е. с участием в обсуждении темы реферата других обучающихся. Презентационные материалы оформляются в виде последовательности слайдов, демонстрируемых на экранах для аудитории слушателей.

При подготовке рефератов и презентаций рекомендуется использовать лицензионное программное обеспечение ФГАОУ ВПО СФУ. Во время защиты рефератов, используется современное интерактивное оборудование, в частности, интерактивная доска SMART Board 3000i использует все возможности персонального компьютера в режиме реального времени, позволяет работать с текстами и графическими объектами, аудио- и видеоматериалами, Интернет-ресурсами, базами данных и т. д.


Примерные темы рефератов:

  1. Протеинкиназы. Строение, классификация, механизм действия.

  2. Фосфопротеинфосфатазы. Строение, классификация, механизм действия.

  3. Сигнальные пути, регулируемые инсулином.

  4. Цитотоксическое действие оксида азота.

  5. Метаболизм арахидоновой кислоты: липоксигеназный путь.

  6. Метаболизм арахидоновой кислоты: циклооксигеназный путь.

  7. Суперсемейство фосфолипаз А. Характеристика фосфолипазы А2.

  8. Фосфолипаза D. Строение, механизм действия, регуляция активности, биохимические функции.

  9. 2′,5′-олигоаденилат – синтез и деградация. Механизм антивирусного действия интерферона.

  10. Орфановые рецепторы. Структура, функции.

  11. Монооксид углерода как вторичный мессенджер.

  12. Кальций-связывающие белки.

  13. Сигнальные пути, опосредованные интерферонами.

  14. Передача пролиферативного сигнала эпидермальным фактором роста.

  15. АМР-зависимые протеинкиназы и клеточная сигнализация.

  16. Рецепторы стероидных гормонов.

  17. Клеточная коммуникация: характеристика типов химических сигналов.

  18. Сигнальная трансдукция, опосредованная рецепторами, связанными с G-белками.

  19. Механизм действия фактора некроза опухолей.

  20. Рецепторы, связанные с Gi-белками.

  21. Оксид азота как нейромедиатор.

  22. Фосфодиэстеразный каскад.

  23. Монооксигеназный путь метаболизма арахидоновой кислоты.

  24. Оксид азота – модулятор апоптоза.


Для акцентирования внимания студентов к темам, рассмотренным в лекциях, приводится перечень примерных контрольных вопросов, разработанный для каждой лекции двух разделов курса «Клеточная сигнализация» (табл. 5).

Таблица 5 – Содержание тем лекционного курса




п/п

Разделы

дисциплины

Лекционные занятия


Аудитор-ные занятия

(часы)

Тема

1

Раздел 1. Общая структура сигнальных систем клетки

1.1. Предмет, методы и задачи курса «Клеточная сигнализация».

1.2. Основные компоненты сигнальных путей: поверхностные и внутриклеточные рецепторы.

1.3. Основные компоненты сигнальных путей: эффекторные молекулы, протеинкиназы, протеинфосфатазы, фосфодиэстеразы.

2


2


2

2

Раздел 2. Сигнальные механизмы, регулирующие активность белков и экспрессию генов

2.1. Система первичных и вторичных мессенджеров.

2.2. Аденилатциклазный мессенджерный каскад.

2.3. Полифосфоинозитидная мессенджерная система

2.4. RAS-MAPK-сигнальный путь

2.5. Сигнальные пути, опосредованные вторичными месенджерами, образованными из сфингомиелинов

2


2


2


2

2


Раздел 1. Общая структура сигнальных систем клетки.


Тема 1.1. Предмет, методы и задачи курса «Клеточная сигнализация».

Контрольные вопросы:

1. Проведение внеклеточного сигнала в клетку, этапы.

2. Основные элементы трансдуцирующих систем.

3. Что такое ковалентная модификация белков?

4. Какие ферменты обеспечивают обратимость процесса ковалентной модификации?

5. Типы ковалентной модификации.

6. Основные трансдуцирующие системы клетки.

7. Роль работ Сазерленда в развитии клеточной сигнализации.

8. Роль липидных рафтов и кавеол в клеточной сигнализации.

9. В чем заключается роль холестерина в рафтах?

10. Какие соединения могут выступать в качестве сигнальных молекул?

11. Основные вехи в развитии клеточной сигнализации.

12. Доменная структура организации сигнальных белков.


Тема 1.2. Основные компоненты сигнальных путей: поверхностные и внутриклеточные рецепторы.

Контрольные вопросы:

1. Какими свойствами должен обладать рецептор?

2. Структура и классификация мембранных рецепторов.

3. Структура и классификация внутриклеточных рецепторов.

4. Что такое константа диссоциации комплекса рецептор-лиганд?

5. Чем определяется количество рецепторов в клетке?

6. Как осуществляется активация поверхностных и внутриклеточных рецепторов?

7. Что такое ДНК-респонсивный элемент в цитозольных и ядерных рецепторах?

8. Политопные и монотопные рецепторы.

9. Ионотропные и метаботропные рецепторы.

10. Что такое десенситизация рецептора? Секвестрация рецептора?

11. В чем заключается механизм действия белка β-аррестина на β-адренергический рецептор?


Тема 1.3 Основные компоненты сигнальных путей: эффекторные молекулы, протеинкиназы, протеинфосфатазы, фосфодиэстеразы.

Контрольные вопросы:

1. Какие ферменты относят к эффекторным?

2. Протеинкиназы, классификация. Понятие «кином».

3. В чем заключается смысл белок-белковых взаимодействий в протеинкиназе А?

4. Что является связующим звеном между рецептором и эффекторным ферментом?

5. G-белки, структура, свойства, биологическая роль.

6. Как осуществляется самоинактивация G-белков?

7. Сколько в геноме человека закодировано G-белков?

8. Какое соединение участвует в переходе протеинкиназы А из неактивной в активную форму?

9. Характеристика протеинфосфатаз, принцип классификации этих ферментов

10. Как регулируется активность протеинфосфатаз?

11. Характеристика фосфодиэстераз, химизм катализируемой ими реакции.


Раздел 2. Сигнальные механизмы, регулирующие активность белков и экспрессию генов.


Тема 2.1 Система первичных и вторичных мессенджеров.

Контрольные вопросы:

1. Характеристика основных гормонпродуцирующих систем.

2. Гормоны, структура, классификация.

3. Биосинтез, секреция и транспорт гормонов.

4. Какие соединения относят к гистогормонам?

5. Цитокины.

6. Факторы роста.

7. В чем отличие нейромодуляторов от нейротрансмиттеров?

8. Три формы сигнализации с помощью секретирующих молекул.

9. Вторичные мессенджеры – циклические нуклеотиды. Свойства этих соединений.

10. Вторичные мессенджеры, образующиеся из фосфатидилинозитол-4,5-бисфосфата. Свойства этих соединений.

11. Вторичные мессенджеры, производные сфингомиелинов. Свойства этих соединений.

12. Оксид азота – вторичный мессенджер.


Тема 2.2. Аденилатциклазный мессенджерный каскад.

Контрольные вопросы:

1. 7ТМ рецепторы – рецепторы, сопряженные с G-белками (GPCR).

2. Гетеротримерные G-белки. Типы Gα-субъединиц.

3. Какова функция βγ-димера G-белка?

4. Каким образом G-белки закрепляются в плазматической мембране?

5. Какова функция GAP и GEP белков в функциональном цикле G-белка?

6. Аденилатциклаза. Строение, изоформы.

7. Химизм реакции, катализируемой аденилатцтклазой. Активаторы и ингибиторы фермента.

8. Амплификация сигнала в аденилатциклазной мессенджерной системе.

9. В чем заключается процесс АDP-рибозилирования белков?

9. В чем заключается механизм действия холерного и коклюшного токсинов на аденилатциклазный мессенджерный каскад?

10. Как реализуются механизмы прерывания сигнала в аденилатциклазной мессенджерной системе?

11 Метаболические пути, регулируемые аденилатциклазной мессенджерной системой.


Тема 2.3. Полифосфоинозитидная мессенджерная система.

Контрольные вопросы:

1. Назовите основные элементы полифосфоинозитидной (ПФИ) мессенджерной системы.

2. В чем сходство и отличие ПФИ и аденилатциклазной мессенджерной систем?

3. В чем заключается отличие фосфолипазы Сβ и фосфолипазы Сγ?

4. Инозитольный цикл, характеристика этапов и ферментов.

5. Протеинкиназа С. Строение, типы. Субстраты фосфорилирования.

6. Как осуществляется транслокация протеинкиназы С из цитозоля к плазматической мембране клетки?

7. Как осуществляется прерывание сигнала в ПФИ мессенджерной системе?

8. Метаболические пути, регулируемые ПФИ мессенджерной системой.


Тема 2.4. RAS-MAPK-сигнальный путь.

Контрольные вопросы:

1. Ras-белки – строение, посттрансляционная модификация, типы.

2. В чем сходство и отличие Ras – и G-белков?

3. Каким образом осуществляется активация Ras-белка?

4. Роль GAP и GEF белков в регуляции активности Ras-белка.

5. Что такое SH2 и SH3 домены в адаптерных белках?

6. Какие адаптерные белки функционируют в RAS-MAPK-сигнальном пути?

7. Расшифруйте аббревиатуру киназ: МАРК, МАРКК, МАРККК.

8. Характеристика митогенактивируемых протеинкиназ.

9. Мишени Ras-белка. Роль различных Ras-зависимых путей в контроле пролиферации и апоптоза.


Тема 2.5. Сигнальные пути, опосредованные вторичными месенджерами, образованными из сфингомиелинов.

Контрольные вопросы:

1. Сфинголипиды плазмалеммы – строение, свойства, функции.

2. Как осуществляется образование вторичных мессенджеров: церамида, сфингозина, сфингозин-1-фосфата?

3. Какие ферменты участвуют в образовании липидных мессенджеров?

4. Каковы основные эффекты церамида и сфингозина?

5. Каковы клеточные эффекты сфингозин-1-фосфата?

6. Фактор некроза опухолей и его рецептор.

7. Адаптерные белки - TRAPP, FADD, RIP/

8. Сфингозин и модуляция активности протеинкиназ.

9. Участие сфингозина в индукции апоптоза.


Таблица 5 – Содержание тем практических занятий




п/п

Разделы

дисциплины

Темы практических занятий, трудоемкость (часы)

1

Раздел 1. Общая структура сигнальных систем клетки

1.1. Характеристика общих свойств систем передачи сигналов в клетку (2 ч.).

1.2. Сигнализация с участием поверхностных рецепторов (2 ч.).

1.3. Сигнализация с участием внутриклеточных рецепторов (1ч.). Контрольная работа (1 ч.).

2

Раздел 2. Сигнальные механизмы, регулирующие активность белков и экспрессию генов

2.1. Сигнальные пути, опосредованные оксидом азота (2 ч.).

2.2. Фоторецепторная сигнальная система (2 ч.).

2.3. Передача пролиферативного сигнала в клетку ( 2 ч.).

2.4. Активные формы кислорода как вторичные мессенджеры (1 ч.). Контрольная работа (1 ч.).

2.5. Миниконференция по молекулярным механизмам клеточной сигнализации (2 ч.).



^ 5. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ


Для контроля самостоятельной работы студентов по дисциплине используются тесты, обсуждение проработанного теоретического материала на практических занятиях, составления схем систем сигнальной трансдукции.

Для промежуточного контроля проводятся две письменные контрольные работы. Контрольно-измерительные материалы предлагаются в нескольких вариантах и состоят из заданий и тестовых вопросов. После проведения промежуточного контроля на ближайшем практическом занятии подробно разбираются задания и вопросы, вызвавшие наибольшие затруднения. Промежуточный контроль проводится согласно графику, приведенному в Приложении А. Кроме того, в течение семестра студент готовит доклад и презентационный материал по теме выбранного реферата. Итоговая аттестация – экзамен.


Примерные вопросы к экзамену

  1. Первичные мессенджеры. Классификация, физико-химические свойства.

  2. Иерархия основных эндокринных систем и их тканей-мишеней.

  3. Основные варианты действия гормонов.

  4. Биосинтез, секреция и транспорт гормонов.

  5. Структурная организация 7ТМ рецепторов.

  6. Структурная организация 1ТМ рецепторов.

  7. Рецепторы – ионные каналы.

  8. Рецепторы гормонов липофильной природы. Регуляция активности.

  9. Сигнальные молекулы (сАМР, сGMP, ИФ3, ДАГ, сфинголипиды, арахидоновая кислота, Са2+, NO, СО, АТР).

  10. Аденилатциклазная мессенджерная система. Трансдукция сигнала.

  11. Строение и механизм действия GTP-связывающих белков. Типы G-белков.

  12. Характеристика аденилатциклазы. Изоформы аденилатциклазы.

  13. cAMP – вторичный мессенджер. Образование и деградация.

  14. Строение и механизм действия серин/треониновой протеинкиназы А.

  15. Классификация и характеристика фосфодиэстераз.

  16. Протеинфосфатазы – строение, свойства, функции.

  17. Механизмы, прерывающие передачу внешнего сигнала в аденилатциклазной мессенджерной системе.

  18. Механизм действия холерного и коклюшного токсинов.

  19. Са2+-полифосфоинозитидная мессенджерная система. Трансдукция сигнала.

  20. Фосфолипаза С. Строение и механизм действия. Изоформы.

  21. Инозитольный цикл в ПФИ мессенджерной системе. Мобилизация кальция из внутриклеточных депо.

  22. Кальмодулин. Строение, роль в функционировании Са-КМ-зависимых протеинкиназ.

  23. Протеинкиназа С. Строение и механизм действия. Изоформы.

  24. Диацилглицерол. Строение, образование, механизм действия.

  25. Механизмы, прерывающие передачу внешнего сигнала в Са2+-полифосфоинозитидной мессенждерной системе.

  26. Сходство и отличия cAMP-зависимой и Са2+-полифосфоинозитидной мессенджерной систем.

  27. Характеристика мембраносвязанной и растворимой гуанилатциклазы.

  28. NO – вторичный мессенджер. Образование и устранение.

  29. Структура и характеристика изоформ NO-cинтазы.

  30. Цитотоксическое действие оксида азота.

  31. Сосудорасширяющее действие оксида азота.

  32. Характеристика компонентов cGMP-опосредованного сигнального пути в фоторецепторных клетках (родопсин, трансдуцин, фосфодиэстераза).

  33. Трансдукция светового сигнала в фоторецепторной клетке.

  34. Механизмы, прерывающие передачу сигнала в фосфодиэстеразном каскаде.

  35. Ras белок. Структура, ассоциация с мембраной. Механизм активации.

  36. Ras-МАР-киназный сигнальный путь.

  37. Строение эпидермального фактора роста (ЭФР). Процессы, регулируемые ЭФР.

  38. Сфинголипид-опосредованные сигнальные пути.

  39. Сфингомиелиновый цикл.

  40. Апоптоз – функциональная роль и механизмы.

  41. Семейство каспаз, характеристика, механизм действия.

  42. Сигнальные пути, опосредованные стероидными гормонами.

  43. Сигнальные пути, опосредованные тиреоидными гормонами.

  44. 2',5'-олигоаденилат – вторичный мессенджер - синтез и деградация.

  45. Классификация интерферонов. Структура интерфероновых рецепторов.

  46. Сигнальные пути, опосредованные интерферонами.

  47. JAK/STAT- сигнальные пути.

  48. Строение и формы STAT-белков.

  49. Характеристика и свойства фосфолипаз А2.

  50. Стрроение инсулинового рецептора.

  51. Синтез и секреция инсулина.

  52. Сигнальные пути, регулируемые инсулином.

  53. Метаболизм арахидоновой кислоты – циклооксигеназный путь.

  54. Метаболизм арахидоновой кислоты – липоксигеназный путь.

  55. Са-каналы и кальциевая сигнализация.

  56. Регуляция клеточного цикла.

  57. Кавеолы и липидные рафты – роль в клеточной сигнализации.

  58. АМР-зависимые протеинкиназы в клеточной сигнализации.

  59. Са-связывающие белки.

  60. Монооксид углерода – образование, мессенджерные функции.



^ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК


Основная литература

1. Биохимия: Учебник /Под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2011. – 784 с.: ил. ‒ (Серия «XXI век»).(9 экз.).

2. Зинченко, В.П., Долгачева Л.П. Внутриклеточная сигнализация. – Пущино: электронное изд-во «Аналитическая микроскопия»,2003. – http://cam.psn.ru.

3. Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная биология. – М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2005. – (5 экз)

4. Фаллер Д.М., Шилдс Д. Молекулярная биология клетки. – М.: Изд-во БИНОМ, 2006. – 256 С. (4 экз).

5. Элиот В., Элиот Д. Биохимия и молекулярная биология. – М.: МАИК «Наука/Интерпериодика», 2002. – 446 с. (2 экз.)


Дополнительная литература:


6. Артюхов В.Г., Наквасина М.А. Структурно-функциональное состояние биомембран и межклеточные взаимодействия: учебное пособие. – Воронеж: Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета, 2008. – 156 с.

7. Биохимические основы патологических процессов: Учеб. пособие /Под ред. Е.С. Северина. – М.: Медицина, 2000. – 304 с.

8. Бондарева Л.А., Немова Н.Н., Кяйвяряйнен Е.И. Внутриклеточная Са2+-зависимая протеолитическая система животных. – М.: Наука, 2006. – 294 с.

9. Крутецкая З.И., Лебедев О.Е., Курилова Л.С. Механизмы внутриклеточной сигнализации. – СПб.: Изд-во С.Петербург. ун-та, 2003. – 208 с.

10. Меньщикова Е.Б., Ланкин В.З., Зенков Н.К., Бондаврь И.А., Круговых Н.Ф., Труфакин В.А. Окислительный стресс: Прооксиданты и антиоксиданты. – М.: Фирма «Слово», 2006. – 556 с.

11. Нельсон Д., Кокс М. Основы биохимии Ленинджера: в 3 т. Т.1. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. – С..

12. Попов Б.В. Введение в клеточную биологию стволовых клеток: учебно-методическое пособие. – СПб: СпецЛит, 2010. – 319 с.

13. Сергеев П.В., Шимановский Н.Л., Петров В.И. Рецепторы физиологически активных веществ: Монография. – Волгоград: Издательство «Семь ветров», 2000. – 640 с.

14. Физиология эндокринной системы / под ред Дж.Гриффина, С. Охеды. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. – 496 с.

15. Halliwell B., Gutteridge J.M.C. Free radicals in biology and medicine. – Oxford University Press, 2003. – 936 p.

16. Hancock J.N. Cell Signalling. –Second Ed. – Oxford.: University Press, 2005. – 296 p.

17. Helmreich E.J.M. The Biochemistry of Cell Signalling. – Oxford.: University Press, 2002. – 328 p.


Информационные ресурсы

1. Nelson D.L., Cox M.M. Leninger Principles of Biochemistry (Fourth Edition). Электронный ресурс (www.Molbiol.ru).

2. www.virginia.edu.

3. www.ncbi.nlm.nih.gav.

4. www.molbiol.ru.

5. www. high.stanford.edu.

6. www.wikipedia.org.

7. www. ximuk.ru/encyklopedia


Приложение 1

ГРАФИК


учебного процесса и самостоятельной работы студентов по дисциплине Клеточная сигнализация, специальность 020208.65 - Биохимия, института ИФБиБТ, 4 курса на 7 семестр


п/п

Наименование

дисциплины

Семестр

Число аудиторных занятий

Форма

контроля

Часов на самостоятельную работу

^ Недели учебного процесса семестра

Всего

По видам

Всего

По видам

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

1

Клеточная сигнализация

7

32

Лекции – 16

Практические занятия – 16

экзамен

18

ТО - 10

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

ТО

РФ - 8




ВРФ

























СРФ

СРФ

СРФ

СРФ

СРФ




ПК













ПК



















ПК















^ Условные обозначения: ТО – изучение теоретического курса; РФ – реферат; ВРФ – выдача темы реферата; СРФ – сдача реферата; ПК – промежуточный контроль (тестирование).


Заведующий кафедрой: Е.И. Шишацкая


Директор института: В.А. Сапожников

«_______» _______________________ 2012 г


ОГЛАВЛЕНИЕ






Общие сведения

3

1.

Трудоемкость дисциплины

4

2.

Структура самостоятельной работы

5

3.

Методика реализации самостоятельной работы

по изучению теоретического цикла

6

4.

Методика реализации других видов самостоятельной работы

8

5.

Методика проведения промежуточной аттестации по самостоятельной работе

15




Библиографический список

17




Приложение

20



Учебное издание


Титова Н.М.


^ Клеточная сигнализация: Учебно-методическое пособие к самостоятельной работе


Редактор И.О. Фамилия

Корректор И.О.Фамилия

Компьютерная верстка: И.О.Фамилия


Подписано в печать (дата) 2011 г. Формат 60х84/16. (А5)

Бумага офсетная. Печать плоская.

Усл. печ. л. ?? (количество страниц/16). Уч.-изд. л. ? ?.

Тираж 100 экз. Заказ ????. (Дает РИО)


Редакционно-издательский отдел

Библиотечно-издательского комплекса

Сибирского федерального университета

660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79

Тел/факс (391) 244-82-31. E-mail rio@sfu-kras.ru

http://rio.sfu-kras.ru


Отпечатано Полиграфическим центром

Библиотечно-издательского комплекса

Сибирского федерального университета

660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 82а





Скачать 377,89 Kb.
Дата конвертации24.10.2013
Размер377,89 Kb.
ТипУчебно-методическое пособие
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rud.exdat.com


База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2012
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Документы