ПРОГРАММА КУРСА «ЦИТОЛОГИЯ» ДЛЯ СТУДЕНТОВ 1 КУРСА (ОТДЕЛЕНИЕ ЭКОЛОГИЯ) БИОЛОГИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА:

преподаватель - старший преподаватель Курынина А.В.

Занятие №1.

 

Лекционная часть:

Основные положения клеточной теории. Гомологичность и разнообразие клеток организма. Многообразие клеток организма. Понятие тотипотентности клеток. Методы изучения в клеточной биологии и гистологии: методы световой и электронной микроскопии, современные методы клеточной биологии и гистологии (флуоресцентная, конфокальная, иммуногистохимия, проточная цитометрия, криомикроскопия). Уровни организации в клетке. Прокариоты и эукариоты. Сравнение разных типов клеток (растительная, животная, бактериальная). Структурные и функциональные компонеты клетки.

 

Практическая часть:

1. ЭМ/фото Микрококки-диплококки (негативный контраст)

2. ЭМ/фото Холерный вибрион (метод напыления)

3. ЭМ/фото Corynebacterium

4. ЭМ/фото Halobacterium

5. ЭМ/фото Cromatium

6. ЭМ/фото Rhоdopseudomonas

7. ЭМ/фото Saccharomycetes

8. СМ/пр-т Клетки эпителия кишечника

9. СМ/пр-т Мотонейроны спинного мозга

10. СМ/пр-т Поперечно-полосатая мышечная ткань

 

Занятие №2.

 

Лекционная часть:

Клеточное ядро. Клеточный цикл, интерфаза, митоз. Строение и химия клеточного ядра (морфология, структурные компоненты). Функции клеточного ядра. Методы визуализации клеточных ядер. Строение хроматина. Компактизация хроматина. Гистоны и негистоновые белки. Общая морфология митотических хромосом. Хромосомный цикл. Плоидность (полиплоидия, политения). Кариотип. Методы дифференциального окрашивания хромосом. Ядерно-белковый матрикс. Белки ламины. Пространственное расположение хромосом в интерфазном ядре.

 

Практическая часть:

1. ЭМ/фото Ядро из эмбриональной клетки.

2. ЭМ/фото Ядро полихроматофильного эритробласта

3. СМ/фото Политенная хромосома ядер Бальбиани

4. ЭМ/фото Ядро опухолевой клетки

5. ЭМ/фото Плазмоцит

6. ФЛ/фото Флуоресцентная окраска DAPI на ДНК

7. СМ/пр-т Клетки культур СПЭВ

 

Занятие №3.

 

Лекционная часть: продолжение лекционной части №2.

 

Практическая часть:

Строение хроматина и хромосом

1. ЭМ/фото Выделенная хромосома (целиком, на подложке), высшие уровни укладки

2. ЭМ/фото Хромонема in situ в анафазной хромосоме (срез)

3. СМ/пр-т Кариотип. Метод раскапывания. Рутинная окраска хромосом.

4. СМ/фото Кариотип человека. Дифференциальное окрашивание.

5. СМ/фото С-окрашивание, Q-окрашивание  дифференциальное окрашивание.

6. ЭМ/фото ДНК в составе выделенных хромосом по Лэмли

7. ЭМ/фото Нуклеосомы – напыление металлом или негативный контакт

8. ЭМ/фото Элементарная 30 нм фибрилла хроматина

 

Занятие №4.

 

Лекционная часть:

Ядрышко. Строение рибосом. Молекулярная характеристика рибосом. Понятие ядрышкового организатора. Строение и функционирование генов рРНК. Процессинг. Понятие транскрипционной единицы и спейсера. Опыт Миллера. Амплификация ядрышек. Методы изучения ядрышка. Ультраструктурное строение ядрышка: ФЦ, ПФК, ГК. Основные функции ядрышка. Неканонические функции ядрышка. Морфофункциональная классификация ядрышек: принципы. Белки ядрышка. Ядрышко во время митоза. Периферический хромосомный материал. Ядерная оболочка. Структура и функции ядерной оболочки. Ядерный поровый комплекс. Структурная организация. Модели строения. Нуклеопорины. Транспорт через ядерную пору: импорт и экспорт. Динамика ядерной оболочки в митозе.

 

Практическая часть:

1. ЭМ/фото Ультраструктура ядрышка

2. ФЛ/фото Локализация ядрышковых белков (В-23, фибрилларин)

3. СМ/фото Амплификация ядрышек в созревающих ооцитах трески

4. ЭМ/фото Рибосомальные гены в диссоциированных ядрышках ооцита

5. ЭМ/фото Ядерная пора – поперечный и тангенциальный срез.

6. ЭМ/фото Ядерная пора. Метод замораживания-скалывания.

7. ЭМ/фото Субъединицы рибосомы (метод напыления)

8. ЭМ/фото Периферический хромосомный материал (ПХМ)

 

Занятие №5.

 

Лекционная часть:

Плазматическая мембрана. Молекулярная организация клеточных мембран: двойной слой липидов, мембранные белки. Свойства клеточных мембран. Латеральная подвижность липидов и белков мембран; холестерин. Лектины. Ассиметричность клеточных мембран. Плазматическая мембрана. Проницаемость ПМ. Транспортная роль ПМ. Везикулярный перенос: эндоцитоз. Неспецифический и специфический эндоцитоз. Клатрин, его роль. Трансмембранный перенос. Активный и пассивный транспорт. Простая и облегченная диффузия. Пермеазы, белки-переносчики, ионные каналы, ионные насосы. Гомеостаз клетки. Рецепторная роль ПМ. Межклеточное узнавание. Адгезия. САМ-белки: виды и характеристика. Межклеточные контакты. Плотное, сцепляющее и коммуникационные соединения: строение, роль, типы клеток, в которых встречаются данный вид контакта. Белки контактов и внеклеточного матрикса.

 

Практическая часть:

1. СМ/фото Щеточная каемка в кишечном эпителии аскариды

2. СМ/фото Клеточные мостики в коже носа быка (пальца человека)

3. ЭМ/фото Клеточные контакты в кишечном эпителии

4. ЭМ/фото Плотный контакт (срез, метод замораживания-скалывания)

5. ЭМ/фото Десмосома

6. ЭМ/фото Щелевой контакт (срез замораживания-скалывания)

7. Схема межклеточных контактов

 

Занятие №6.

 

Лекционная часть:

Вакуолярная система. Строение грЭПР. Типы грЭПР: понятие эргастоплазмы. Синтез растворимых белков. Понятие SRP и SS. Котрансляционный транспорт. Синтез мембранных (нерастворимых) белков. Синтез клеточных мембран. Синтез и сборка липидов мембран. Транспорт между ЭПР и АГ, АГ и ПМ. СОР II. Теория везикулярного транспорта. SNAPE-гипотеза. Модель цистернального созревания. Строение гЭПР. Функции гЭПР. Синтез стероидов. Синтез гликогена. Система цитохрома р450. Саркоплазматический ретикулум. Строение АГ. Понятие «диктиосома». Цистерны, трубочки и везикулы. Цис-, промежуточный и транс-участки АГ. Происхождение АГ. Секреторная функция АГ. Зимогеновые гранулы. Модификация белков в АГ. Сортировка белков в АГ: три потока транспорта. Взаимодействие аппарата Гольджи с ЭПР и ПМ. Теория мембранного потока. Теории организации транспорта между ЭПР, АГ и ПМ. Лизосомы. Общая характеристика. Типы лизосом. Первичная лизосома. Образование вторичной лизосомы. Слияние лизосом друг с другом. Роль лизосом в изменении клеточных продуктов (тироглобулин). Телолизосомы. Аутолизосомы. Лизосомные патологии. Болезни накопления. Пероксисомы.  Строение и функции. Ферменты пероксисом.

 

Практическая часть:

1. СМ/фото Поджелудочная железа

2. СМ/пр-т Ацинарные клетки поджелудочной железы

3. ЭМ/фото Гранулярный ЭПР в клетках печени

4. ЭМ/фото Переход гранулярного ЭПР в гладкий ЭПР

5. ЭМ/фото Гликоген в клетках печени

6. ЭМ/фото Липидные включения в гладком ЭПР

7. СМ/пр-т Аппарат Гольджи в клетках спинального ганглия

8. ЭМ/фото Аппарат Гольджи в печени крысы

9. ЭМ/фото Тиамин пирофосфатазная реакция в Аппарате Гольджи

10. ЭМ/фото Лизосомы (первичные и вторичные)

 

Занятие №7.

 

Лекционная часть:

Митохондрии. Размер, форма и локализация МХ. Ультраструктура МХ, Типы крист. Матрикс МХ. Функции МХ. Синтез АТФ. Гликолиз. Цикл Кребса. Перенос электронов и окислительное фосфорилирование. Хемиосмотическое сопряжение. Увеличение числа МХ. Авторепродукция МХ. Строение ДНК МХ. Геном МХ: отличия. Белки, которые кодирует ДНК МХ. Транспорт белка из цитоплазмы в МХ. Хондриом. Митохондриальный ретикулум. Теория «электрического кабеля». Опыты с лазером. Межмитохондриальные контакты. Хондриом кардиомиоцитов. Пластиды. Строение и функции хлоропласта. Фотосинтез. Происхождение пластид. Функциональные перестройки пластид. Пропластида. Лейкопласты, амилопласты, хромопласты.

 

Практическая часть:

1. ЭМ/фото Продольный срез митохондрии

2. ЭМ/фото Грибовидные тельца

3. ЭМ/фото Митохондрии в гепатоцитах

4. ЭМ/фото Митохондрии в кардиомиоцитах

5. ЭМ/фото Жировые включения в гепатоцитах

6. СМ/пр-т Сукцинатдегидрогеназа в митохондриях

7. ЭМ/фото Митохондрии в поперечно полосатой мышце

8. ЭМ/фото Хлоропласт

9. ЭМ/фото Граны. АТФ-синтетаза

 

Занятие №8.

 

Лекционная часть:

Цитоскелет. Промежуточные филаменты. Типы. Функции ПФ. Формирование ПФ. Образование цитоплазматической сети. Связь ПФ с клеточным циклом. Кератиновые болезни. Микрофиламенты. Актин. Актин-связывающие белки. Миозин. Строение, роль. Процесс распластывания. Образование ламеллоподии. Роль цитоскелета в этих процессах.  Актомиозиновые комплексы немышечных клеток. Мышечные клетки. Строение мышечного волокна. Модель скользящих нитей.  Микротрубочки. Общая характеристика. Белки, ассоциированные с микротрубочками. Процесс формирования микротрубочек. «+» и «-»-концы. Антимитотические агенты: нокодазол, колхицин, кольцемид, таксол. Динеины и кинезины. Строение, принцип работы,  роль во внутриклеточном движении.Центросома и центриоли. Строение и функции. Материнская и дочерняя центриоли. ЦНМТ. Центриолярный и центросомный циклы. Редупликация центриолей: стадии, понятие процентриоли. Кинетоцилии и первичные реснички. Строение кинетоцилий. Кинетодесма. Движение ресничек и жгутиков. Механизмы. Рост и образование ресничек. Понятие дейтеросомы. Строение жгутиков бактерий. Аппараты клеточной подвижности: образование ламеллоподий, движение ресничек, движение бактерий.

 

Практическая часть:

1. ЭМ/фото Элементы цитоскелета в клетки (актиновые, промежуточные, микротрубочки)

2. ФЛ/фото Актиновые микрофиламенты (актин/миозин)

3. ФЛ/фото Актиновые микрофиламенты (актин/винкулин)

4. ФЛ/фото Промежуточные филаменты

5. ЭМ/фото Саркомер в поперечно-полосатой мышце

6. ФЛ/фото Микротрубочки (α-тубулин и актин)

7. ФЛ/фото Микротрубочки (α-,γ-тубулин)

8. ЭМ/фото Структура центриоли (материнская/дочерняя центриоли)

9. ЭМ/фото Строение реснички (поперечный/продольный срез + схема)

10. ЭМ/фото Дупликация центриоли.

 

Занятие №9.

 

Лекционная часть:

Клеточное деление. Митоз. Виды митоза. Ортомитоз. Плевромитоз. Веретено деления. Виды микротрубочек веретена деления.  Типы веретена деления. Образование веретена деления. Центромера и кинетохор. Строение кинетохора. CENP-белки, их функции. Роль центромеры и кинетохора в клетке. Динамика митоза. Механизм движения хромосом. Митоз растительной клетки. Цитотомия. Понятие фрагмопласта. Самоорганизация системы микротрубочек. Деление бактериальной клетки. Мейоз. Фазы мейоза. Роль мейоза. I мейотическое деление. II мейотическое деление.

 

Практическая часть:

1. СМ/пр-т Митозы в клетках культуры СПЭВ

2. ФЛ/фото Стадии митоза в клетках культуры легких аксолотля (профаза, прометафаза, метафаза, анафаза, телофаза, цитокинез)

3. ЭМ/фото Анафаза: полюс деления, веретено, хромосомы (срез!)

4. ЭМ/фото Строение кинетохора

5. СМ/фото Стадии мейоза (лептотена, зиготена, пахитена, диплотена, диакинез)

6. ЭМ/фото Строение синаптонемального комплекса (схема)

 

Занятие №10.

 

Лекционная часть:

Клеточный цикл. Клеточный цикл. Понятие G1-, G2-, S-, М- и G0-периодов. Основные процессы. Понятие пролиферативного пула. Методы изучения клеточного цикла. Метод меченых митозов. Пролиферативный покой. Регуляция клеточного цикла у млекопитающих. Факторы роста. Типы и функции. Циклины и Cdk-киназы. MPF. Передача сигнала в клетку. Пути передачи. Передача сигнала в ядро. МАР-киназы. Гены пролиферативного ответа. Онкогены и протоонкогены. Клеточная гибель. Виды клеточной гибели. Некроз. Морфогенез. Причины возникновения. Морфологические признаки. Апоптоз. Морфология. Регуляция апоптоза. Пути реализации. Регуляторы апоптоза. Аутофагия.

 

Практическая часть:

1. ЭМ/фото Некроз

2. ЭМ/фото Апоптоз в культуре (опухолевые клетки миеломы)

3. СМ/пр-т Апоптоз  в культуре СПЭВ

4. ЭМ/фото Тепловой шок, индукция апоптотической гибели

5. ЭМ/фото Фрагментация ядерной оболочки

6. ЭМ/фото Фагоцитоз апоптотических телец

 

Занятие №11.

 

Коллоквиум.