SOLUBIOLOGIAN LUENTORUNKO (syksy 2013) Seppo Saarela ;

Transkriptio

1 SOLUBIOLOGIAN LUENTORUNKO (syksy 2013) Seppo Saarela ; 1 Solubiologisten kysymysten tekeminen uteliaisuus 2 Solubiologian historia 3 Solubiologiset tutkimusmenetelmät How cells are studied Solubiologiaa Internet-verkossa: Tietoa kannattaa etsiä myös hakuroboteilla: Scirus ( Google Tieteelliset lehdet: Cell, Nature, Science Oppikirja: Molecular Biology of the Cell (5. painos) 2008 Alberts Johnson, Lewia, Raff, Roberts, Walter. Garland Science. 3.1 Mikroskoskoopit, Visualizing Cells, Chapter 9 ( ), Suurennus- ja erotuskyky Valomikroskooppi Valomikroskooppi Fluoresenssimikroskooppi Pimeäkenttämikroskooppi Faasikontrastimikroskooppi Interferenssimikroskooppi Elektronimikroskooppi (EM) Läpivalaisu- eli transmissioelektronimikroskooppi Pyyhkäisyelektronimikroskooppi Analyyttinen elektronimikroskooppi 3.2 Mikroskooppisten preparaattien valmistaminen Valomikroskopia Paraffiinileiketekniikka Sivelypreparaatti Squash-tekniikka EM-preparaatit Värjäysmenetelmät Perusvärjäys EM-värjäys Entsyymihistokemia Immunohistokemia Autoradiografia 3.3 Soluviljely, ( ) 3.4 Solujen, soluorganellien ja makromolekyylien jaottelu ( ) Homogenointi Jaottelusentrifugaatio Tiheyssentrifugaatio Hybridisolujen tuotto 3.5 Makromolekyylien analysointi ( ) Röntgendiffraktio Elektroforeesi Elektroforeesi Sekvensointi ja yhdistelmä-dna-tekniikka Proteiinien rakenteen ja toiminnan analysoiminen Geenisiru Sekvensointilaitteet (454 flexim, GS Junior) 1

2 4 Solun kemia, Cell Chemistry and Biosynthesis, Chapter 2, Chapter Vesi 4.2 Epäorgaaniset ionit 4.3 Orgaaniset yhdisteet 4.4 Makromolekyylit Proteiinit Hiilihydraatit (sokerit) Nukleiinihapot Katalyysi ja miten solut käyttävät energiaa 5 Solukalvo, Membrane Structure, Chapter Kemiallinen koostumus ja hienorakenne (Lipid bilayer) 5.2 Aineiden kulkeutuminen solukalvon läpi Chapter 11 ( ) Aineiden kuljetuksen periaate Kantajaproteiinit Ionipumput Kalvoon sitoutuneet entsyymit (ATP-synteesiin liittyvät entsyymit) Ionikanavat ja kalvon sähköiset potentiaalit Hermosolun toiminta ja synapsit Transmitterin välittämän ionikanavan toiminta 5.3 Solukalvon erilaistumat, solujen kiinnittyminen toisiinsa, Chapter 19 ( ) Mikrovillukset Stereociliat Tiivis liitos (zonula occludens) Desmosomi (macula adherens) Vyöliitos (zonula adherens) Puolidesmosomi ja tyvilevy Aukkoliittymät (nexus) Synapsi 6 Solunsisäiset rakenteet, kalvostot ja proteiinien lajittelu, Chpater 12 ( ) 6.1 Molekyylien kuljetus tuman ja soluliman välillä 6.2 Proteiinien kuljetus mitokondrioihin ATP-hydrolyysi HSP Sytosoli ja inkluusiot 6.4 Endoplasmakalvosto (ER)) Sileä endoplasmakalvosto (ser) Karkea endoplasmakalvosto (rer) 6.5 Golgin laite Kupera, muodostuva eli cis-sivu Kovera, kypsyvä eli trans-sivu 6.6 Lysosomit Lysosomien löytyminen Lysosomien entsyymit Autofagia Heterofagia 6.7 Peroksisomit 6.8 Glyoksisomit LUENNOIDAAN TARKEMMIN KASVITIETEEN OSUUDESSA 6.9 Intrasellulaaristen rakkuloiden kuljetus ja kalvojen liike, Chapter 13 ( ) Endosytoosi Pinosytoosi Fagosytoosi Klatriini Eksosytoosi 2

3 7 Ribosomit ja valkuaisainesynteesi, Chapter 6 ( ) 7.1 Mikrosomit ja ribosomien löytyminen 7.2 Rakenne 7.3 Proteiinisynteesin periaate 7.4 Polyribosomit eli polysomit 7.5 Translaatio ja proteiinien jatkokäsittely 8 Mitokondriot, Chapter 14 ( , ) 8.1 Historia 8.2 Mitokondrioiden muoto ja koko 8.3 Mitokondrioiden sijainti 8.4 Mitokondrioiden määrä soluissa 8.5 Mitokondrioiden esiintyminen ja rakenne Ulkokalvo, sisäkalvo Matrix, intermembraanitila Kristat Mitokondrioiden muodonmuutokset 8.6 Rakenteelliset erot 8.7 Mitokondrioiden synty ja geneettinen järjestelmä 8.8 Entsyymijakauma mitokondriossa 8.9 Mitokondrioiden alkuperä Endosymbioottinen teoria Purppurabakteeriteoria 8.10 Energia-aineenvaihdunta Sitruunahappokierto Oksidatiivinen fosforylaatio Ruskea rasvakudos Hengitysketju ja entsyymikompleksit Kemiosmoottinen teoria ja protonigradientti 9 Solun tukiranka, Chapter 16 ( ) 9.1 Mikrofilamentit Esiintyminen Aktiini Aktiinia sitovat proteiinit 9.2 Mikrotubulukset Esiintyminen Mikrotubulusten organisaatiokeskukset Tubuliini Dyneiini ja kinesiini 9.3 Välikokoiset filamentit Esiintyminen Kreatiini, desmiini Tonofilamentit 9.4 Sentrioli Värekarvat (cilia) ja ripset (flagella) Tyvikappale Aksoneema 9.5 Solutukirangan yleisrakenne ja muodostuminen 10 Tuma, Capter 4 ( ) KÄSITELLÄÄN TARKEMMIN GENETIIKAN OSUUDESSA 3

4 10.1 Tumakotelo ja tumahuokoset 10.2 Tumajyvänen ja ribosomaalisen RNA:n synteesi 10.3 Kromatiini ja kromosomit Mitoosi ja meioosi 11 Erilaistuneita soluja, Chapter Lihassolu Poikkijuovainen lihassolu - Solutyypit - Rakenne - Supistumismekanismi Sileä lihassolu - Rakenne - Supistumismekanismi Sydänlihas Sähköinen dipoliteoria lihassupistuksessa (ei löydy oppikirjoista, ks. luennot) 11.2 Hermosolu Ominaisuudet Rakenne Neuronien väliset yhteydet Hermosolutyypit Hermosoluverkko Gliasolut Lepopotentiaali Ekstrasellulaarinen mittaus Aktiopotentiaali 12 Ionikanavat, Chapter 11 ( ) 12.1 Diffuusio 12.2 Aktiiviset kuljetusmekanismit Kantajaproteiinit Ionipumput 12.3 Depolarisaatio ja ionikanavat 12.4 Patch clamp tekniikka 12.5 Miten hermosolut kommunikoivat? Impulssin eteneminen myeliinitupellisessa hermosolussa Sähköinen synapsi Kemiallinen synapsi - Neurotransmitterit - Ekskitatoriset ja inhibitoriset transmitterit (GABA) - Muisti - Proteiinien osuus neurotransmittereiden vapautumisessa 12.6 Psykoaktiiviset kemikaalit ja ionikanavat 13 Solujen viestintä: hormonit ja reseptorit, Chapter 15 ( ) 13.1 Luokittelu - Endokriininen - Eksokriininen - Parakriininen - Neuraalinen 4

5 13.2 Reseptorit Reseptorityypit Sitoutuminen 13.3 Toisiolähetti camp 13.4 G-proteiinin osuus signaalin välittymisessä Ras-cascadi Informaation välittyminen päivän pituudesta, solun vuorokausirytmit 13.5 Muita kuin respetorivälitteisiä signaaleja Typpioksidi - Viagra Vapaat radikaalit 14 Differentiated Cells and the Maintenance of Tissues - Kantasolut eri kudoksissa - Solujen erilaistuminen: sidekudos, rasvakudos, luukudos - Hemopoiesis (EPO) - Apoptosis (ohjelmoitu solukuolema), Chapter 18 ( ) 15 Syöpä, Chapter 20 ( ) 5