SOLUBIOLOGIAN LUENTORUNKO (syksy 2013) Seppo Saarela seppo.saarela@oulu.fi ; http://cc.oulu.fi/~ssaarela/sb.htm 1 Solubiologisten kysymysten tekeminen uteliaisuus 2 Solubiologian historia 3 Solubiologiset tutkimusmenetelmät How cells are studied Solubiologiaa Internet-verkossa: http://www.teleport.com/~amobb/biology/cellbio.html Tietoa kannattaa etsiä myös hakuroboteilla: Scirus (http://www.scirus.com/srsapp/), 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 (579-615), 3.1.1 Suurennus- ja erotuskyky 3.1.2 Valomikroskooppi Valomikroskooppi Fluoresenssimikroskooppi Pimeäkenttämikroskooppi Faasikontrastimikroskooppi Interferenssimikroskooppi 3.1.3 Elektronimikroskooppi (EM) Läpivalaisu- eli transmissioelektronimikroskooppi Pyyhkäisyelektronimikroskooppi Analyyttinen elektronimikroskooppi 3.2 Mikroskooppisten preparaattien valmistaminen 3.2.1 Valomikroskopia Paraffiinileiketekniikka Sivelypreparaatti Squash-tekniikka 3.2.2 EM-preparaatit 3.2.3 Värjäysmenetelmät Perusvärjäys EM-värjäys Entsyymihistokemia Immunohistokemia Autoradiografia 3.3 Soluviljely, (501-510) 3.4 Solujen, soluorganellien ja makromolekyylien jaottelu (510-516) 3.4.1 Homogenointi 3.4.2 Jaottelusentrifugaatio 3.4.3 Tiheyssentrifugaatio 3.4.4. Hybridisolujen tuotto 3.5 Makromolekyylien analysointi (517-578) 3.5.1 Röntgendiffraktio 3.5.2 Elektroforeesi 3.5.3 Elektroforeesi 3.5.4 Sekvensointi ja yhdistelmä-dna-tekniikka 3.5.5. Proteiinien rakenteen ja toiminnan analysoiminen 3.5.6. Geenisiru 3.5.7. Sekvensointilaitteet (454 flexim, GS Junior) 1
4 Solun kemia, Cell Chemistry and Biosynthesis, Chapter 2, Chapter 3 4.1 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 10 5.1 Kemiallinen koostumus ja hienorakenne (Lipid bilayer) 5.2 Aineiden kulkeutuminen solukalvon läpi Chapter 11 (651-667) 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 (1131-1195) 5.3.1 Mikrovillukset 5.3.2 Stereociliat 5.3.3 Tiivis liitos (zonula occludens) 5.3.4 Desmosomi (macula adherens) 5.3.5 Vyöliitos (zonula adherens) 5.3.6 Puolidesmosomi ja tyvilevy 5.3.7 Aukkoliittymät (nexus) 5.3.8 Synapsi 6 Solunsisäiset rakenteet, kalvostot ja proteiinien lajittelu, Chpater 12 (695-748) 6.1 Molekyylien kuljetus tuman ja soluliman välillä 6.2 Proteiinien kuljetus mitokondrioihin ATP-hydrolyysi HSP-70 6.3 Sytosoli ja inkluusiot 6.4 Endoplasmakalvosto (ER)) 6.4.1 Sileä endoplasmakalvosto (ser) 6.4.2 Karkea endoplasmakalvosto (rer) 6.5 Golgin laite 6.5.1 Kupera, muodostuva eli cis-sivu 6.5.2 Kovera, kypsyvä eli trans-sivu 6.6 Lysosomit 6.6.1 Lysosomien löytyminen 6.6.2 Lysosomien entsyymit 6.6.3 Autofagia 6.6.4 Heterofagia 6.7 Peroksisomit 6.8 Glyoksisomit LUENNOIDAAN TARKEMMIN KASVITIETEEN OSUUDESSA 6.9 Intrasellulaaristen rakkuloiden kuljetus ja kalvojen liike, Chapter 13 (749-812) Endosytoosi Pinosytoosi Fagosytoosi Klatriini Eksosytoosi 2
7 Ribosomit ja valkuaisainesynteesi, Chapter 6 (329-410) 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 (813-840, 855-878) 8.1 Historia 8.2 Mitokondrioiden muoto ja koko 8.3 Mitokondrioiden sijainti 8.4 Mitokondrioiden määrä soluissa 8.5 Mitokondrioiden esiintyminen ja rakenne 8.5.1 Ulkokalvo, sisäkalvo 8.5.2 Matrix, intermembraanitila 8.5.3 Kristat 8.5.4 Mitokondrioiden muodonmuutokset 8.6 Rakenteelliset erot 8.7 Mitokondrioiden synty ja geneettinen järjestelmä 8.8 Entsyymijakauma mitokondriossa 8.9 Mitokondrioiden alkuperä 8.9.1 Endosymbioottinen teoria 8.9.2 Purppurabakteeriteoria 8.10 Energia-aineenvaihdunta 8.10.1 Sitruunahappokierto 8.10.2 Oksidatiivinen fosforylaatio 8.10.3 Ruskea rasvakudos 8.10.4 Hengitysketju ja entsyymikompleksit 8.10.5 Kemiosmoottinen teoria ja protonigradientti 9 Solun tukiranka, Chapter 16 (965-1052) 9.1 Mikrofilamentit 9.1.1 Esiintyminen 9.1.2 Aktiini 9.1.3 Aktiinia sitovat proteiinit 9.2 Mikrotubulukset 9.2.1 Esiintyminen 9.2.2 Mikrotubulusten organisaatiokeskukset 9.2.3 Tubuliini 9.2.4 Dyneiini ja kinesiini 9.3 Välikokoiset filamentit 9.3.1 Esiintyminen 9.3.2 Kreatiini, desmiini 9.3.3 Tonofilamentit 9.4 Sentrioli 9.4.1 Värekarvat (cilia) ja ripset (flagella) 9.4.2 Tyvikappale 9.4.3 Aksoneema 9.5 Solutukirangan yleisrakenne ja muodostuminen 10 Tuma, Capter 4 (195-245) KÄSITELLÄÄN TARKEMMIN GENETIIKAN OSUUDESSA 3
10.1 Tumakotelo ja tumahuokoset 10.2 Tumajyvänen ja ribosomaalisen RNA:n synteesi 10.3 Kromatiini ja kromosomit 10.3.1 Mitoosi ja meioosi 11 Erilaistuneita soluja, Chapter 23 11.1 Lihassolu 11.1.1 Poikkijuovainen lihassolu - Solutyypit - Rakenne - Supistumismekanismi 11.1.2 Sileä lihassolu - Rakenne - Supistumismekanismi 11.1.3 Sydänlihas 11.1.4. Sähköinen dipoliteoria lihassupistuksessa (ei löydy oppikirjoista, ks. luennot) 11.2 Hermosolu 11.2.1 Ominaisuudet 11.2.2 Rakenne 11.2.3 Neuronien väliset yhteydet 11.2.4 Hermosolutyypit 11.2.5 Hermosoluverkko 11.2.6 Gliasolut 11.2.7 Lepopotentiaali 11.2.8 Ekstrasellulaarinen mittaus 11.2.9 Aktiopotentiaali 12 Ionikanavat, Chapter 11 (667-694) 12.1 Diffuusio 12.2 Aktiiviset kuljetusmekanismit 12.2.1 Kantajaproteiinit 12.2.2 Ionipumput 12.3 Depolarisaatio ja ionikanavat 12.4 Patch clamp tekniikka 12.5 Miten hermosolut kommunikoivat? 12.5.1 Impulssin eteneminen myeliinitupellisessa hermosolussa 12.5.2 Sähköinen synapsi 12.5.3 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 (879-954) 13.1 Luokittelu - Endokriininen - Eksokriininen - Parakriininen - Neuraalinen 4
13.2 Reseptorit 13.2.1 Reseptorityypit 13.2.2 Sitoutuminen 13.3 Toisiolähetti camp 13.4 G-proteiinin osuus signaalin välittymisessä 13.4.1 Ras-cascadi 13.4.2 Informaation välittyminen päivän pituudesta, solun vuorokausirytmit 13.5 Muita kuin respetorivälitteisiä signaaleja 13.5.1 Typpioksidi - Viagra 13.5.2 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 (1115-1129) 15 Syöpä, Chapter 20 (1205-1230) 5