Федеральное Государственное АВТОНОМНОЕ образовательное учреждение высшего образования
Российский университет дружбы народов
(РУДН)
учебно-методический комплекс
КЛЕТОЧНАЯ БИОЛОГИЯ
НАПРАВЛЕНИЕ 06.06.01 «Биологические науки»
ПРОФИЛЬ 03.02.09
Авторы-составители: Еремина И.З., Саврова О.Б.
Москва 2015
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ДРУЖБЫ НАРОДОВ
(РУДН)
МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТИТУТ
Кафедра гистологии, цитологии и эмбриологии
ПРОГРАММА
Наименование дисциплины: «КЛЕТОЧНАЯ БИОЛОГИЯ»
Рекомендуется для направления подготовки
06.06.01 «Биологические науки»
профиль 03.02.09 «клеточная биология, цитология, гистология»
Квалификация выпускника: «Исследователь. Преподаватель-исследователь»
1. Цели и задачи дисциплины:
Целями курса являются подготовка высококвалифицированных научных и научно-педагогических кадров высшей квалификации для науки и образования, формирование и развитие их компетенций в области цитологии и общей гистологии в соответствии с профессиональным стандартом; способных самостоятельно ставить и решать актуальные научные задачи, воспринимать научные достижения специалистов в области цитологии и гистологии, передавать свои знания научной общественности.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
третья ступень высшего образования, относится к блоку математических и естественнонаучных дисциплин.
Для изучения дисциплины студент должен владеть знаниями по биологии, анатомии, генетике, а также другим естественнонаучным дисциплинам в объеме образовательной программы предыдущих ступеней высшего образования; уметь пользоваться учебной, научной литературой и источниками информации в сети Интернет.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
Универсальные компетенции.
Выпускник должен обладать:
способностью к критическому анализу и оценке современных научных достижений, генерированию новых идей при решении исследовательских и практических задач, в том числе в междисциплинарных областях (УК-1);
готовностью участвовать в работе российских и международных исследовательских коллективов по решению научных и научно-образовательных задач (УК-2);
готовностью использовать современные методы и технологии научной коммуникации на родном и иностранном (требуемом для проведения научного исследования) языке (УК-3).
Общепрофессиональные компетенции.
У обучающегося должны быть сформированы следующие общепрофессиональные компетенции:
владение методологией теоретических и экспериментальных исследований в области цитологии, гистологии, клеточной биологии (ОПК-1.1);
владение культурой научного исследования в области клеточной биологии, цитологии и гистологии (ОПК-1.2);
способность планировать, осуществлять и оценивать учебно-воспитательный процесс в образовательных организациях высшего образования (ОПК-1.3);
владение современными исследовательскими методиками по профилю подготовки (клеточная биология, цитология, гистология) (ОПК-2.1);
владение современными методами статистической и компьютерной обработки данных, применяемыми в соответствующей области по профилю подготовки (клеточная биология, цитология, гистология) (ОПК-2.2);
способность к подготовке аналитических обзоров, описанию и систематизированному изложению результатов собственного исследования с представлением данных в текстовой, табличной и графической формах по соответствующему профилю (клеточная биология, цитология, гистология) (ОПК-2.3);
способность к самостоятельной подготовке научных публикаций по соответствующему профилю (клеточная биология, цитология, гистология) на уровне, необходимом для их опубликования в изданиях, включённых в российские и (или) международные цитатно-аналитические базы (ОПК-2.4).
В результате изучения дисциплины обучающийся должен:
Знать:
- физико-химическую сущность процессов происходящих в живом организме на молекулярном, клеточном, тканевом и органном уровнях;
- основные закономерности развития и жизнедеятельности организма на основе структурной организации клеток, тканей и органов;
- гистофункциональные особенности тканевых элементов; методы их исследования;
- строение, топографию и развитие клеток, тканей, органов и систем организма во взаимодействии с их функцией в норме и патологии;
- молекулярные, иммунологические и физиологические аспекты изучения клеток, многоклеточных и одноклеточных организмов в норме и патологии:
- функциональные системы организма человека, их регуляция и саморегуляция при взаимодействии с внешней и внутренней средой в норме и патологии;
- структуру и функции иммунной системы человека, ее возрастные особенности, клеточно-молекулярные механизмы развития и функционирования иммунной системы, основные этапы, типы, генетический контроль иммунного ответа, методы иммунодиагностики.
Уметь:
- пользоваться учебной, научной, научно-популярной литературой, сетью интернет для профессиональной деятельности;
- работать с гистологической и микроскопической техникой;
- пользоваться физическим, химическим и биологическим оборудованием;
- давать гистофизиологическую оценку состояния различных клеточных, тканевых и органных структур;
- уметь анализировать взаимоотношения клеток и тканей организма;
- объяснить характер отклонений в ходе развития, которые могут привести к формированию аномалий и пороков;
- самостоятельно формулировать задачи, при необходимости достижения поставленных целей;
- интерпретировать результаты наиболее распространенных методов функциональной диагностики, применяемых для выявления патологии тканей и органов.
Владеть:
- медико-анатомическим понятийным аппаратом;
- навыками микроскопирования и анализа гистологических препаратов и электронных микрофотографий;
- навыком сопоставления морфологических и клинических проявлений отклонений строения клеток, тканей и органов;
-самостоятельно формулировать задачи, при необходимости достижения поставленных целей;
- навыками решения ситуационных задач по цитологии и гистологии;
- навыками получения гистологического материала;
- методами цитологической диагностики, морфометрии, методами статистической обработки данных;
- навыками изложения результатов собственного исследования с представлением данных в текстовой, табличной и графической формах.
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц.
№
|
Вид учебной работы
|
Всего часов
|
Семестры
|
1
|
2
|
1.
|
Аудиторные занятия (всего)
|
80
|
40
|
40
|
|
В том числе:
|
|
|
|
1.1.
|
Лекции
|
40
|
20
|
20
|
1.2.
|
Семинары
|
40
|
20
|
20
|
2.
|
Самостоятельная работа студентов (ак.часов)
|
64
|
32
|
32
|
|
В том числе:
|
|
|
|
2.1.
|
Курсовой проект (работа)
|
|
|
|
2.2.
|
Расчетно-графические работы
|
|
|
|
2.3.
|
Реферат
|
32
|
16
|
16
|
2.4.
|
Подготовка и прохождение промежуточной аттестации
|
32
|
16
|
16
|
3.
|
Общая трудоемкость (ак. часов)
|
144
|
72
|
72
|
|
Общая трудоемкость (зачетных единиц)
|
4
|
2
|
2
|
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
5.1.1. Основные методы исследования структуры и функций компонентов клетки. Световая микроскопия. Светлопольная микроскопия. Фазово-контрастная микроскопия. Флуоресцентная микроскопия. Микроскопическая техника и гистохимия. Гистохимические методы исследования. Видеомикроскопия. Цифровая запись изображения. Сканирующая микроскопия и конфокальная микроскопия. Электронная микроскопия. Электронномикроскопическая радиоавтография. Электронномикроскопическая иммуноцитохимия. Метод замораживания, скалывания и травления. Культура клеток и тканей. Методы прижизненного флуоресцентного окрашивания клеток и клеточных органелл.
5.1.2. Фенотипы клеток млекопитающих. Организация клеток в ткани. Различные фенотипы четырех основных тканей. Регуляция экспресии генов.
5.1.3. Молекулярное строение и функциональные компоненты клеточных мембран. Значение мембран в функционировании клеток. Различия между мембранами. Строение и сборка мембран. Типы и функции мембранных липидов. Функциональные свойства липидов. Белково-липидная мозаика. Мембранные белки: физические и химические свойства. Интегральные белки. Периферические белки. Цитоскелет мембраны. Поверхности мембран полярных клеток. Специализация мембран. Поверхностные рецепторы клеточных мембран. Механизмы трансмембранной передачи сигнала.
5.1.4. Структура и функции внутриклеточных органелл.
Клеточное ядро. Структура и ультраструктура клеточного ядра. Форма и количество ядер. Ядерный матрикс. Ядерная оболочка: строение и состав: внешняя и внутренняя ядерная мембрана, перинуклеарное пространство, ламина, комплексы ядерных пор. Функции ядерной оболочки и поведение в клеточном цикле. Хроматин. Гетеро и эухроматин, их функциональное значение и структуризация. Синтез ДНК хроматина. Белки хроматина: гистоны и негистоновые. Уровень компактизации ДНК. Локализация хромосом в интерфазном ядре. Тельца Барра. Ядрышко: строение, функция. Ядрышковый организатор. Синтез и созревание рибосомных РНК. Цикл превращения ядрышка в жизненном цикле клетки. Ядерный локализационный сигнал. Митохондрии. Общая структура и функции. Форма митохондрий и расположение в клетке. Митохондриальная ДНК. Митохондриальные мембраны и их свойства. Митохондриальный матрикс. Механизмы транспорта митохондриальных белков. Митохондриальные шапероны. Митохондрии и клеточная энергетика. Окисление и образование ацетил-СоА. Транспорт электронов и роль протонного насоса. Синтез АТР и дыхательная цепь. Пероксисомы. Структура и функция, ферментный состав. Биогенез пероксисом. Импорт белков в пероксисомы. Корреляция с клиникой. Основные пероксисомные болезни. Эндоплазматический ретикулум. Строение и основные функции (биосинтез белков, липидов, гликозилирование белков, депонирование ионов кальция). Разнообразие строения и функции в разных типах клеток. Гладкая и шероховатая эндоплазматическая сеть. Биосинтез мембранных липидов, механизмы сортировки, транспорта. Комплекс Гольджи. Строение и основные функции. Полярность комплекса Гольджи. Биохимические процессы в комплексе Гольджи. Процессы гликозилированифя в комплексе Гольджи. Лизосомы. Структура и функции. Классификация (первичные и вторичные, телолизосомы, аутолизосомы). Лизосомная ме мбрана и пути переноса веществ в лизосому. Болезни накопления.
5.1.5. Органеллы и везикулярный транспорт. Секреторные механизмы. Молекулярные механизмы формирования и движения пузырьков. Эндоцитоз. Пиноцитоз. Рецепторно-опосредованный эндоцитоз. Нарушения рецепторно-опосредованного эндоцитоза и взаимосвязь с клиникой.Фагоцитоз. Механизмы захвата частиц фагоцитами. Образование фаголизосом. Трасцитоз. Экзоцитоз. Коститутивные и регулируемые органеллы. Нейротрансмиттеры и синаптические пузырьки. Направление веществ к различным участкам плазматической мембраны. Адресные маркеры.
5.1.6. Клеточный цикл и деление клетки. Основные законы клеточного цикла. Фазы нормального клеточного цикла. Продолжительность клеточного цикла. Регуляция клеточного цикла в тканях. Факторы роста. Часть клеточного цикла, не связанная с делением. Плоидность клеток. Клеточный цикл и дифференцировка клеток. Основные механизмы деления клеток. Митоз. Фазы митоза. Механизмы движения хромосом в митозе. Преобразование компонентов клетки на различных этапах митоза. Роль микротрубочек в митотическом делении клеток. Центриоли. Кинетохор. Цитокенез. Патология митоза.
5.1.6. Цитоскелет. Компоненты цитоскелета: микротрубочки, актиновые филаменты (микрофиламенты), промежуточные филаменты. Микротрубочки и центросома. Сборка микротрубочек in vitro . Белки, ассоциированные с микротрубочками. Молекулярные двигатели: движение по микротрубочкам. Реснички, жгутики и центриоли. Дениин.Дисфункция ресничек у человека. Актиновые микрофиламенты: свойства, расположение в клетке. Актин-связующие белки. Функция актиновых филаментов. Связь с клиникой. Актиновый цитоскелет и рак. Миозины. Мышечная функция немышечных клеток. Микроворсинки.Мышечное сокращение. Промежуточные филаменты. Структура промежуточных филаментов. Белки промежуточных филаментов. Взаимодействие различных цитоскелетных структур.
5.1.7. Клеточные контакты. Межклеточная адгезия и внеклеточный матрикс. Межклеточные соединения и передача информации. Клеточные контакты и адгезия. Виды контактов: плотные контакты, прикрепительные контакты, межклеточные адгезионные контакты. Клеточно-матриксные взаимодействия. Десмосомные взаимодействия, связь с клиникой. Полудесмосомы. Интегрины. Щелевые контакты. Внеклеточный матрикс. Фиброблатс и секритируемые ими вещества. Баазальная мембрана. Роль внеклеточного матрикса в процессепередачи сигнала и дифференцировке клеток. Коллаген. Фибронектин. Ламинин. Энтактин. Молекулы клеточной адгезии. Клеточная адгезия и передача сигнала.
5.1.8. Молекулярные механизмы передачи сигнала: основные пути межклеточной сигнализации. Фосфорилирование и клеточная сигнализация. Способы доставки сигнальных молекул к клеткам: паракринный механизм, аутокринный механизм, юкстакринный механизм. Сигнализация с участием клеточных рецепторов. Сигнальные механизмы, несвязанные с поверхностными рецепторами. Стероидная сигнальная система, связь с клиникой. Сигнализация с участием поверхностных рецепторов клетки. Внутриклеточные кальциевые каналы. Молекулярные механизмы передачи сигнала в сенсорных клетках. Фермент-связующие и фермент-содержащие рецепторы.
5.1.9. Програмированная клеточная гибель. Апоптоз. Клеточное проявление апоптоза. Изменение мембран апоптических клеток. Механизмы передачи сигнала при апоптозе. Програмированная клеточная гибель в эмбриогенезе. Апоптоз при дифференцировке клеток. Роль апоптоза в патогенезе и лечении заболевний. Апоптоз и канцерогенез. Патология клеточного деления, как индкутор апоптоза. Некроз. Старение клетки.
5.2 Разделы дисциплины и виды занятий
№ п/п
|
Наименование раздела
|
Лекции
|
Практические занятия и лабораторные работы
|
СРС
|
Всего
|
ПЗ/С
|
ЛР
|
Из них в ИФ
|
|
|
1.
|
Основные методы исследования структуры и функций компонентов клетки.
|
6
|
-
|
6
|
0.3
|
8
|
20
|
2.
|
Фенотипы клеток. Молекулярное строение и функциональные компоненты клеточных мембран.
|
4
|
|
6
|
0.3
|
8
|
18
|
3.
|
Структура и функции внутриклеточных органелл
|
10
|
|
10
|
2.2
|
16
|
36
|
4.
|
Органеллы и везикулярный траспорт
|
3
|
-
|
4
|
0.5
|
7
|
14
|
5.
|
Клеточный цикл и деление клетки
|
3
|
-
|
2
|
0,2
|
5
|
10
|
6.
|
Цитоскелет
|
4
|
-
|
4
|
0,5
|
6
|
14
|
7.
|
Клеточные контакты. Межклеточная адгезия и внеклеточный матрикс
|
4
|
-
|
2
|
0,4
|
6
|
12
|
8.
|
Молекулярные механизмы передачи сигнала
|
3
|
-
|
3
|
1,3
|
4
|
10
|
9.
|
Програмированная клеточная гибель. Некроз.
|
3
|
-
|
3
|
0,3
|
4
|
10
|
|
ИТОГО:
|
40
|
-
|
40
|
6
|
64
|
144
|
|
