Uniwersytet Warszawski - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Regulacja ekspresji genów

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 1400-215REG Kod Erasmus / ISCED: 13.104 / (0511) Biologia
Nazwa przedmiotu: Regulacja ekspresji genów
Jednostka: Wydział Biologii
Grupy: Przedmioty DOWOLNEGO WYBORU
Przedmioty KIERUNKOWE, BIOLOGIA, I stopień
Przedmioty specjalizacyjne, BIOTECHNOLOGIA, BIOTECHNOLOGIA MOLEKULARNA, II stopień
Punkty ECTS i inne: 2.00
Język prowadzenia: polski
Rodzaj przedmiotu:

obowiązkowe

Założenia (opisowo):

Znajomość podstawowych zagadnień związanych z poziomami regulacji działania genów u Eukariota i Prokariota.

Tryb prowadzenia:

w sali

Skrócony opis:

Omawiane będą wszystkie poziomy regulacji działania genów u Eukariota i Prokariota: struktura chromatyny, piętno genomowe, transkrypcja, składanie, modyfikacja, transport RNA i stabilność RNA oraz translacja, modyfikacja, zwijanie i degradacja białek

Pełny opis:

1. Etapy regulacji ekspresji genów u Prokariota, wstępne porównanie z analogicznymi procesami u Eukariota. Wzajemne zależności różnych poziomów ekspresji genów.

2. Transkrypcja. Znaczenie struktury chromatyny w regulacji ekspresji genów. Struktury subjądrowe, budowa nukleosomu, histony i ich modyfikacje (czynniki remodelujące chromatynę). Rola stanów chromatyny, euchromatyny i heterochromatyny, w transkrypcji. Maszynerie transkrypcyjne polimeraz I, II i III, czynniki transkrypcyjne, mechanizmy regulacji transkrypcji. Transkrypcyjne wyciszanie ekspresji genów.

3. Dojrzewanie RNA, porównanie u Prokariota i u Eukariota. Terminacja transkrypcji polimeraz RNA. Splicing pre-mRNA: mechanizm katalityczny (porównanie z samowycinającymi się intronami), przebieg procesu, budowa splajsosomu, splajsosom główny i poboczny. Aspekt współtranskrypcyjnej asocjacji kompleksów splicingowych i powiązania splicingu z transkrypcją i formacją końca 3’. Znaczenie alternatywnego splicingu w procesach rozwojowych i odpowiedzi na czynniki środowiskowe. Kompleksy białkowe, enzymy i czynniki zaangażowane w dojrzewanie RNA.

4. Pozostałe procesy dojrzewania: modyfikacje RNA, redagowanie RNA, trans-splicing.

5. Lokalizacja białek i RNA w komórce. Eksport RNA. Budowa i skład porów jądrowych (NP). Ścieżki eksportu różnych klas RNA. Przygotowanie cząsteczek RNA do eksportu: dojrzewanie końca 3’, tworzenie kompleksów rybonukleinoproteinowych (RNP) kompetentnych do eksportu. Przebieg eksportu, remodelowanie cząstek RNP, pierwsza runda translacji. Skutki upośledzenia eksportu.

6. Rozkład RNA, część I. Podstawowe ścieżki i mechanizmy. Enzymy, czynniki i kompleksy białkowe zaangażowane w degradację RNA. Rodzaje i regulacja procesów rozkładu różnych klas cząsteczek.

7. Rozkład RNA, część II. Specyficzne procesy rozkładu RNA na konkretnych przykładach. Cytoplazmatyczna i jądrowa kontrola 1. Etapy regulacji ekspresji genów u Prokariota, wstępne porównanie z analogicznymi procesami u Eukariota. Wzajemne zależności różnych poziomów ekspresji genów.

2. Transkrypcja. Znaczenie struktury chromatyny w regulacji ekspresji genów. Struktury subjądrowe, budowa nukleosomu, histony i ich modyfikacje (czynniki remodelujące chromatynę). Rola stanów chromatyny, euchromatyny i heterochromatyny, w transkrypcji. Maszynerie transkrypcyjne polimeraz I, II i III, czynniki transkrypcyjne, mechanizmy regulacji transkrypcji. Transkrypcyjne wyciszanie ekspresji genów.

3. Dojrzewanie RNA, porównanie u Prokariota i u Eukariota. Terminacja transkrypcji polimeraz RNA. Splicing pre-mRNA: mechanizm katalityczny (porównanie z samowycinającymi się intronami), przebieg procesu, budowa splajsosomu, splajsosom główny i poboczny. Aspekt współtranskrypcyjnej asocjacji kompleksów splicingowych i powiązania splicingu z transkrypcją i formacją końca 3’. Znaczenie alternatywnego splicingu w procesach rozwojowych i odpowiedzi na czynniki środowiskowe. Kompleksy białkowe, enzymy i czynniki zaangażowane w dojrzewanie RNA.

4. Pozostałe procesy dojrzewania: modyfikacje RNA, redagowanie RNA, trans-splicing.

5. Lokalizacja białek i RNA w komórce. Eksport RNA. Budowa i skład porów jądrowych (NP). Ścieżki eksportu różnych klas RNA. Przygotowanie cząsteczek RNA do eksportu: dojrzewanie końca 3’, tworzenie kompleksów rybonukleinoproteinowych (RNP) kompetentnych do eksportu. Przebieg eksportu, remodelowanie cząstek RNP, pierwsza runda translacji. Skutki upośledzenia eksportu.

6. Rozkład RNA, część I. Podstawowe ścieżki i mechanizmy. Enzymy, czynniki i kompleksy białkowe zaangażowane w degradację RNA. Rodzaje i regulacja procesów rozkładu różnych klas cząsteczek.

7. Rozkład RNA, część II. Specyficzne procesy rozkładu RNA na konkretnych przykładach. Cytoplazmatyczna i jądrowa kontrola jakości syntezy RNA. Interferencja RNA.

8. Translacja i jej regulacja, porównanie u Prokariota i u Eukariota. Zwijanie białek, białka szoku cieplnego, chaperony. Odpowiedź na nieprawidłowo zwinięte białka (Unfolded Protein Response) i stress reticulum endoplazmatycznego (ER stress). Nietypowe aminokwasy i ich włączanie do peptydów. Rekodowanie białek. Rozpoznawanie aminokwasu i RNA przez syntetazy aminoacylo-tRNA.

9. Świat niekodujących RNA. RNA jako wszechstronna cząsteczka: rybozymy, rybosom, splajsosom i wirusowy RNA jako pozostałość “świata RNA”. Struktura, synteza i funkcje ncRNA w regulacji ekspresji genów. ncRNA w medycynie- choroby skorelowane z defektami w syntezie i działaniu ncRNA. Nagrody Nobla a RNA.

10. Degradacja białek. Ubikwitynacja białek, struktura i działanie proteasomu, inhibitory proteasomu.

11. Od genu do produktu- efekty mutacji synonimicznych: rzadkie kodony, różnorodność sekwencji nukleotydowych a fenotyp.

12. Proces ekspresji genów w mitochondriach. Budowa mitochondrium, mitochondrialne DNA i RNA. Funkcje mitochondrium- łańcuch oddechowy, apoptoza. Transport do mitochondriów. Replikacja, transkrypcja, obróbka mtRNA, translacja w mitochondriach.

Literatura:

L. A. Allison "Podstawy biologii molekularnej".

Wskazane doświadczalne i przeglądowe publikacje naukowe.

Efekty uczenia się:

Po opanowaniu materiału objętego wykłademi student:

WIEDZA:

1. Ma szeroką wiedzę w zakresie biologii molekularnej ze szczególnym uwzględnieniem procesów związanych z ekspresją genów i metabolizmu RNA

2. Wykazuje znajomość aktualnego stanu wiedzy w głównych działach biologii molekularnej oraz rozumie złożoność procesów dotyczących działania mechanizmów regulacji ekspresji genów u Eukariota i Prokariota.

3. Wykazuje znajomość różnorodnych nowoczesnych technik i narzędzi badawczych biologii molekularnej, genetyki i biochemii.

4. Rozumie znaczenie doświadczalnych badań podstawowych z dziedziny biologii molekularnej dla rozwoju nauk stosowanych i medycznych.

5. Wykazuje ostrożność i krytycyzm podczas zdobywania i interpretowania

wiedzy z zakresu biologii molekularnej i jej zastosowania praktycznego

UMIEJĘTNOŚCI:

1. Uczy się samodzielnie w sposób ukierunkowany

2. Wykazuje umiejętność korzystania ze źródeł elektronicznych i literatury naukowej w języku polskim i angielskim poświęconej zaawansowanym aspektom biologii molekularnej

3. Wykazuje umiejętność krytycznej oceny i analizy opublikowanych danych naukowych

KOMPETENCJE SPOŁECZNE:

1. Rozumie potrzebę przekazywania informacji o nowych osiągnięciach biologii molekularnej

2. Wykazuje ostrożność i krytycyzm podczas zdobywania i interpretowania wiedzy z zakresu biologii molekularnej i jej zastosowania praktycznego

Metody i kryteria oceniania:

Egzamin pisemny z zakresu podanego na wykładzie (zalicza 51%)

Praktyki zawodowe:

nie

Zajęcia w cyklu "Semestr letni 2019/20" (w trakcie)

Okres: 2020-02-17 - 2020-08-02
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Wykład, 30 godzin więcej informacji
Koordynatorzy: Joanna Kufel
Prowadzący grup: Joanna Kufel
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Przedmiot - Egzamin
Wykład - Egzamin
Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Uniwersytet Warszawski.