Είσοδος

Αρχές Κυτταρικής Βιολογίας και Βιοχημείας

Γενικά στοιχεία

 

 
Περιγραφή

Περιγραφή/Περιεχόμενο Μαθήματος:

Το περιεχόμενο του μαθήματος χωρίζεται σε τρεις κύριες θεματικές ενότητες. Στην πρώτη παρουσιάζονται (Κεφάλαια 1-4):

-Τα ευκαρυωτικά κύτταρα και τα οργανίδια τους, οι ομοιότητες και ποικιλότητες των ευκαρυωτικών και βακτηριακών κυττάρων, καθώς και οι πρότυποι οργανισμοί που χρησιμοποιούνται για την έρευνα βιολογικών προβλημάτων και εφαρμογών.

- Τα μόρια των κυττάρων, αμινοξέα, νουκλεϊνικά οξέα, λιπίδια κτλ καθώς και οι τύποι των δεσμών με τους οποίους αλληλοσυνδέονται τα μακρομόρια.

- Πως τα κύτταρα χρησιμοποιούν ενέργεια, η οξέιδωση και η αναγωγή των μορίων, οι βασικές έννοιες της ενζυμικής κατάλυσης, η απελευθέρωση ελεύθερης ενέργειας και ο καθορισμός της κατεύθυνσης των χημικών αντιδράσεων καθώς και τα ενεργοποιημένα μόρια φορείς που συμμετέχουν σε βιοσυνθέσεις.

- Πως τα κύτταρα αποκτούν ενέργεια από την αποδόμηση σακχάρων και λιπιδίων, πως ρυθμίζεται και ο οργανώνεται ο μεταβολισμός και υπό ποια μορφή αποθηκεύονται οι τροφές.

Η δεύτερη  ενότητα περιλαμβάνει τα Κεφάλαια 6-8 και 10 που πραγματεύονται:

- Τη δομή και ιδιότητες του DNA, τον μηχανισμό της αντιγραφής του DNA, τις αλλαγές που υφίσταται το DNA από μεταλλάξεις και άλλες αιτίες, καθώς και τους μηχανισμούς της επιδιόρθωσής τους.

- Την μεταγραφή του DNA σε RNA, τη συρραφή του RNA σε mRNA, το μηχανισμό σύνθεσης των πρωτεϊνών, καθώς και τον ρόλο του RNA στην προέλευση της ζωής ως μόριο πληροφορίας και ένζυμο.

-Τεχνολογία του DNA: Περιγράφονται περιληπτικά οι μέθοδοι ανάλυσης της αλληλουχίας του DNA, ο υβριδισμός των νουκλεϊνικών οξέων, μέθοδοι κλωνοποίησης του DNA, η δημιουργία βιβλιοθηκών DNA, η αλυσιδωτή αντίδραση της πολυμεράσης, μέθοδοι γενετικής μηχανικής, μεταλλαγμένοι οργανισμοί, διαγονιδιακά ζώα με ανασυνδυασμένα γονίδια καθώς και η δυνατότητα παραγωγής σπάνιων πρωτεϊνών.

Η τρίτη ενότητα περιλαμβάνει τα Κεφάλαια 11 έως 14 όπου περιγράφεται η δομή και λειτουργία των υπόλοιπων κυτταρικών στοιχείων:

-Η δομή της λιπιδικής διπλοστοιβάδας των κυτταρικών μεμβρανών και οι μεμβρανικές πρωτεΐνες που ενσωματώνονται ή διαπερνούν τη μεμβράνη.

- Η λειτουργία των μεμβρανών και η διαπερατότητά τους σε ιόντα και άλλα μόρια με ενεργό και παθητική μεταφορά, οι διάφοροι τύποι ιοντικών διαύλων και ο τρόπος που ελέγχονται, η δημιουργία του δυναμικού της μεμβράνης, καθώς επίσης και η λειτουργία των ιοντικών διαύλων των νευρικών κυττάρων και ο ρόλος τους στη σηματοδότηση.

-Περιγράφεται λεπτομερώς η δομή και η λειτουργία των μιτοχονδρίων και η παραγωγή ενέργειας κατά την οξειδωτική φωσφορυλίωση, η δομή των χλωροπλαστών και η παραγωγή ενέργειας κατά τη φωτοσύνθεση, καθώς και η προέλευση των μιτοχονδρίων και χλωροπλαστών.

Μαθησιακοί Στόχοι:

 

Ο σκοπός του βιβλίου είναι να δώσει στους φοιτητές της Σχολής Χημικών Μηχανικών μια περιληπτική, σύντομη αλλά ακριβή και εις βάθος παρουσίαση των βασικών εννοιών της βιολογίας του κυττάρου, που περιλαμβάνει όμως και μια γεύση των πιο πρόσφατων σχετικών επιστημονικών ευρημάτων ώστε να κεντρίζεται η περιέργεια και το ενδιαφέρον των φοιτητών. Το βιβλίο παρέχει τις βάσεις για την κατανόηση στο μοριακό επίπεδο, πως λειτουργεί το κύτταρο, πως χρησιμοποιεί και παράγει ενέργεια, πως διατηρεί τη δομή του, πως αναγνωρίζει και επεξεργάζεται μηνύματα, πως αναπτύσσεται και μεγαλώνει. Οι βασικές αυτές γνώσεις αποτελούν θεμέλιο για την ανάπτυξη και κατανόηση της σύγχρονης Βιοτεχνολογίας.

ΚΕΦΑΛΑΙΑ (Alberts et al.):

 

1. Εισαγωγή στα Κύτταρα:

Ομοιότητα και ποικιλότητα των κυττάρων. Τα κύτταρα κάτω από το μικροσκόπιο. Το προκαρυωτικό κυτταρο. Το ευκαρυωτικό κύτταρο. Πρότυποι οργανισμοί.

2. Χημική Σύσταση των Κυττάρων:

Χημικοί δεσμοί. Τα μόρια των κυττάρων. Τα μακρομόρια στα κύτταρα.

3. Ενέργεια, Κατάλυση και Βιοσύνθεση:

Κατάλυση και η χρησιμοποίηση ενέργειας από τα κύτταρα. Ενεργοποιημένα μόρια-φορείς και βιοσύνθεση.

4. Δομή και Λειτουργία των Πρωτεϊνών:

Το σχήμα και η δομή των πρωτεϊνών. Ο τρόπος λειτουργίας των πρωτεϊνών. Πως ελέγχονται οι πρωτεΐνες.

5. DNA και Χρωμοσώματα:

Η δομή και η λειτουργία και η λειτουργία του DNA. Η δομή των ευκαρυωτικών χρωμοσωμάτων.

6. Αντιγραφή, Επιδιόρθωση και Ανασυνδυασμός του DNA:

Αντιγραφή του DNA. Επιδιόρθωση του DNA. Ανασυνδυασμός του DNA.

7. Από το DNA στις Πρωτεΐνες: Πως διαβάζουν τα Κύτταρα το Γονιδίωμα:

Από το DNA στο RNA. Από το RNA στις πρωτεΐνες. Το RNA και η προέλευση της ζωής.

8. Τα Χρωμοσώματα και η Ρύθμιση των Γονιδίων:

Μια σύνοψη της έκφρασης των γονιδίων. Πως λειτουργούν οι μοριακοί διακόπτες. Οι μοριακοί μηχανισμοί που δημιουργούν εξειδικευμένους τύπους κυττάρων.

10. Η τεχνολογία του DNA:

Απομόνωση και καλλιέργεια κυττάρων. Τεχνικές ανάλυσης του DNA. Υβριδισμός νουκλεϊνικών οξέων. Κλωνοποίηση του DNA. Γενετική Μηχανική.

11. Δομή των Μεμβρανών:

Η λιπιδική διπλοστοιβάδα. Μεμβρανικές πρωτεΐνες.

12. Μεμβρανική Μεταφορά:

Αρχές της μεμβρανικής μεταφοράς. Οι πρωτεΐνες-φορείς και οι λειτουργίες τους. Ιοντικοί δίαυλοι και το δυναμικό της μεμβράνης. Ιοντικοί δίαυλοι και σηματοδότηση σε νευρικά κύτταρα.

13. Τα Κύτταρα Αποκτούν Ενέργεια από τις Τροφές:

Η αποδόμηση των σακχάρων και των λιπιδίων. Αποθήκευση και χρησιμοποίηση των τροφών.

14. Παραγωγή Ενέργειας στα Μιτοχόνδρια και στους Χλωροπλάστες:

Τα μιτοχόνδρια και η οξειδωτική φωσφορυλίωση. Αλυσίδες μεταφοράς ηλεκτρονίων και άντληση πρωτονίων. Χλωροπλάστες και φωτοσύνθεση. Η προέλευση των χλωροπλαστών και των μιτοχονδρίων.

 

Διδάσκοντες

Δ. Κέκος, Ε. Τόπακας, Α. Δέτση

 



Συγχρηματοδότηση
από την Ε.Ε.