BIOLOGIA KOMÓRKI http://biotka.mol.uj.edu.pl/zbk Koordynator ćwiczeń: dr Marta Michalik pokój C118 (2.0.23) tel. 12 664 6144 marta.michalik@uj.edu.pl Asystenci grup: dr hab. Jolanta Sroka pokój C121 (2.0.26) tel. 12 664 6143 jolanta.sroka@uj.edu.pl mgr Monika Rak pokój C122 (2.0.27) tel. 12 664 6183 monika.rak@uj.edu.pl

Ocena końcowa z kursu będzie liczona jako: BIOLOGIA KOMÓRKI http://biotka.mol.uj.edu.pl/zbk Charakterystyka kursu: 30 godzin wykładów 60 godzin ćwiczeń Ocena końcowa z kursu będzie liczona jako: 20% oceny z ćwiczeń 80% oceny z egzaminu Prowadzący: wykłady: prof. dr hab. Zbigniew Madeja dr Marta Michalik ćwiczenia: nauczyciele akademiccy ZBK doktoranci ZBK Ćwiczenia - zasady zaliczenia: uczestniczenie w zajęciach (dopuszczana 1 nieobecność usprawiedliwiona) przygotowywanie się na ćwiczenia (sprawdzanie wiadomości - oceny cząstkowe) kolokwium zaliczeniowe (test) Ocenę z ćwiczeń wystawiamy na podstawie: średniej ocen cząstkowych otrzymanych przez studenta w trakcie ćwiczeń (50%) oceny z kolokwium zaliczeniowego (50%) Podstawowe zasady BHP: - Zasady pracy w laboratorium o poziomie zagrożenia biologicznego BL- 1 - Zasady BHP w pracowni chemicznej

PODSTAWY MIKROSKOPII ŚWIETLNEJ Budowa i działanie mikroskopu jasnego pola i kontrastowo-fazowego Ćwiczenie ma na celu zapoznanie się z budową, zasadą działania i prawidłowym przygotowaniem mikroskopu świetlnego do pracy w trybie jasnego pola i kontrastu-fazowego Zakres materiału obowiązujący do ćwiczeń: - podstawowe pojęcia optyki, charakterystyka fali świetlnej; - budowa mikroskopu świetlnego jasnego pola - powiększenie, zdolność rozdzielcza mikroskopu, apertura numeryczna, - rodzaje mikroskopów świetlnych - budowa i zasada działania mikroskopu kontrastowo-fazowego Zalecana literatura: · M. Pluta – Mikroskopia optyczna rozdz. 8. Mikroskopia fazowo-kontrastowa. · L. Appel, R. Kowalczyk - Mikroskop. Budowa i użytkowanie. · B. Alberts i in.: Podstawy biologii komórki, PWN 2005; część I, panel 1.1 · dostępny podręcznik fizyki doświadczalnej (dział – optyka- mikroskopy) · instrukcje dołączone do ćwiczenia

KOMÓRKI EUKARIOTYCZNE W MIKROSKOPIE JASNEGO POLA I KONTRASTOWO-FAZOWYM; Barwienie cytochemiczne komórek Ćwiczenie ma na celu zapoznanie się: - z zastosowaniem mikroskopu świetlnego z optyką do jasnego-pola oraz do kontrastu- fazowego - z metodami utrwalania i barwienia komórek zwierzęcych Zakres materiału, jaki należy przygotować do ćwiczeń: Zastosowania mikroskopu świetlnego jasnego pola oraz kontrastowo-fazowego w badaniach biologii komórki Możliwości wizualizacji struktury wewnątrzkomórkowej komórek eukariotycznych w mikroskopie jasnego-pola i kontrastowo-fazowym - Utrwalanie i barwienie komórek zwierzęcych: różne metody, ich zalety i ograniczenia - Określanie rzeczywistych wymiarów obiektów biologicznych Zalecana literatura: B. Alberts i in.: Podstawy biologii komórki, PWN 2005, część pierwsza, panel 1-1 M. Pluta: Mikroskopia optyczna. Mikroskopia fazowo-kontrastowa. E. Kurczyńska i D. Borowska-Wykręt: Mikroskopia świetlna w badaniach komórki roślinnej; rozdziały 2 i 3.

PODSTAWY MIKROSKOPII FLUORESCENCYJNEJ – 1 Barwienia przyżyciowe organelli wewnątrzkomórkowych Ćwiczenie ma na celu zapoznanie się: - z budową i działaniem mikroskopu fluorescencyjnego - wykorzystaniem barwników fluorescencyjnych do wizualizacji organelli w żywych komórkach DiOC6 Hoechst Zakres materiału, jaki należy przygotować do ćwiczeń: - Budowa i zasada działania mikroskopu fluorescencyjnego - Zastosowanie fluorescencji w biologii komórki i diagnostyce klinicznej - Budowa i funkcje podstawowych organelli wewnątrzkomórkowych komórki ssaka - Metody wizualizacji w komórce poszczególnych organelli Zalecana literatura: B. Alberts i in.: Podstawy biologii komórki, PWN 2005, część druga, rozdziały 14 i 15 M. Pluta: Mikroskopia optyczna. Mikroskopia fluorescencyjna, rozdział 9 str. 473-517 E. Kurczyńska i D. Borowska-Wykręt: Mikroskopia świetlna w badaniach komórki roślinnej, rozdział 4 W. Kilarski: Strukturalne podstawy biologii komórki; rozdział 1 i 4 mitochondria endosomy

PODSTAWY MIKROSKOPII FLUORESCENCYJNEJ – 2 Budowa i funkcje cytoszkieletu –barwienie F-aktyny Jak wykorzystać niebezpieczną truciznę do celów naukowych? …czyli wizualizacja cytoszkieletu aktynowego w komórkach prawidłowych (mysie fibroblasty linii 3T3) z hodowli in vitro za pomocą znakowanej fluorescencyjnie falloidyny oit.cm-uj.krakow.pl pl.wikipedia.org Muchomor sromotnikowy (m. zielonawy , Amanita phalloides) ! ZAGADNIENIA DO PRZYGOTOWANIA 1) Organizacja cytoszkieletu aktynowego w mięśniach i komórkach niemięśniowych 2) Funkcje cytoszkieletu aktynowego w komórkach niemięśniowych 3) Białka motoryczne związane z filamentami aktynowymi 4) Rola małych białek G w regulacji cytoszkieletu aktynowego ZALECANA LITERATURA B. Alberts i in.: Podstawy biologii komórki, PWN 2005; część II, rozdział 17 red. J. Kawiak, M. Zabel: Seminaria z cytofizjologii, Wrocław 2002; rozdział 7 red. R Makuch i M. Rędowicz: Cytoszkielet; Kosmos, 2001, t.50, nr 3, str. 283-295 red. H. Strzelecka-Gołaszewska: Motory molekularne, Kosmos, 2001, t.50, nr 4, str. 349-358; 375-390 falloidyna + fluorochrom - TRITC (izotiocyjanian rodaminy)

HODOWLE KOMÓREK in vitro Ćwiczenie ma na celu zapoznanie się z podstawowymi procedurami związanymi z hodowlami prawidłowych i nowotworowych komórek in vitro ZAKRES MATERIAŁU OBOWIĄZUJĄCY DO ĆWICZEŃ:   1.      „Hodowla komórek i tkanek in vitro”. CYTOFIZJOLOGIA pod redakcją K.Ostrowskiego i J.Kawiaka. 1990; rozdz II, str 49-63; 2.     „Wzrost komórek”. CYTOFIZJOLOGIA pod redakcją K.Ostrowskiego i J.Kawiaka. 1990; rozdz X, str 345-65; 3.    „Metody badań budowy i funkcji komórek”. SEMINARIA Z CYTOFIZJOLOGII pod redakcją J.Kawiaka i M.Zabla. 2002; rozdz 14, str 364-9; 4.      „Oddziaływanie komórek z podłożem i sąsiednimi komórkami”. PODSTAWY CYTOFIZJOLOGII pod redakcja J Kawiaka i wsp.. 1998. str. 488-504 5.      OBSŁUGA KOMORY BUERKERA 6.      „Mammalian Cell Culture. Methods. Dieter F. Huelser. 7. Materiały zawarte w instrukcjach do ćwiczeń.

BANKOWANIE KOMÓREK Cel ćwiczenia: zapoznanie z podstawowymi technikami bankowania komórek daigger.com 1 2 „General guide…” John A. Ryan -80°C Wykonanie bankowania (1), rozbankowania komórek (2), weryfikacja prawidłowości przeprowadzenia procedur (test witalności komórek). www.alcor.org info.wiadomosci.gazeta.pl ZAGADNIENIA DO PRZYGOTOWANIA Hodowla tkanek, jej rozwój i znaczenie dla rozwoju nauki. In vitro versus in vivo, zalety, ograniczenia, klasyfikacja hodowli tkanek. Środowisko hodowlane. Linie komórkowe. Bankowanie komórek. ZALECANA LITERATURA „Molecular biology of the cell” Fifth edition , Alberts, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter, Garland Science Taylor & Francis Group, Part III Chapter 8 Manipulating proteins, DNA, and RNA - Isolating cells and growing them in culture str. 501-510 „Hodowla komórek i tkanek” pod redakcją Stanisławy Stokłosowej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2006 - rozdz. 1 str. 2-6, rozdz. 5 str. 45-50, rozdz. 6 str. 51-60, rozdz. 11 str. 140-152 doz.pl vitalmedica.pl www.dziennikpolski24.pl

TESTY WITALNOŚCI KOMÓREK Ćwiczenie ma na celu praktyczne zapoznanie się z podstawowymi testami witalności wykorzystywanymi na co dzień w pracy laboratoryjnej ZAGADNIENIA DO PRZYGOTOWANIA 1. Transport przez błonę komórkową 2. Testy witalności – rodzaje, zastosowanie, ograniczenia 3. Barwniki stosowane do wizualizacji struktur w komórkach żywych i utrwalonych ZALECANA LITERATURA: 1. Instrukcja do ćwiczeń 2. Seminaria z cytofizjologii Pod redakcją Jerzego Kawiaka i Macieja Zabla (rozdz.4 i 6). 3. Podstawy cytofizjologii, Praca zbiorowa pod Redakcją J.Kawiaka, J.Mireckiej, M.Olszewskiej, J.Warchoła (rozdz.2 str 58-90 i rozdz.4 358-376)

WZROST KLONALNY KOMÓREK ZWIERZĘCYCH Większość komórek nowotworowych hodowanych in vitro, w przeciwieństwie do komórek prawidłowych, nie wykazuje zależności wzrostu od przyczepienia do podłoża. Celem ćwiczenia jest założenie półpłynnej hodowli komórek szczurzego mięsaka XC, a następnie obserwacja powstałych kolonii. ZAGADNIENIA DO PRZYGOTOWANIA: Molekularne podstawy transformacji nowotworowej i tworzenia przerzutów. Hodowle komórek in vitro. Oddziaływanie komórek z podłożem i sąsiednimi komórkami, wzrost komórek na podłożach stałych i półpłynnych.   ZALECANA LITERATURA: B. Alberts. Podstawy biologii komórki. PWN 2005. rozdz. 21. J. Kawiak i in. Podstawy cytofizjologii. PWN 1995, rozdz. 29. B. Alberts. Molecular Biology of the cell. Garland Science 2002, rozdz. 23.

PINOCYTOZA Ćwiczenie ma na celu obserwację (w mikroskopie kontrastowo-fazowym) zjawiska pinocytozy indukowanej zachodzącej w komórkach pierwotniaków (Amoeba proteus) oraz sprawdzenie czy aktywność pinocytozy zależy od czynników zewnętrznych (skład jonowy pożywki, pH). ZAGADNIENIA DO PRZYGOTOWANIA: ·1. Przebieg procesu endocytozy – drogi transportu pęcherzykowego w komórce (szlaki endocytarne; przedziały endosomalne) ·2. Różne mechanizmy endocytozy (fagocytoza, makropinocytoza, endocytoza przez pęcherzyki otoczone klatryną, endocytoza przez kaweole) ·3. Znaczenie procesu endocytozy dla komórki zwierzęcej i organizmu   ZALECANA LITERATURA: · B. Alberts i inni.- „Podstawy Biologii Komórki”, red. H. Kmity i P. Wojtaszka, PWN 2005; Rozdz.15. · B. Alberts et al. – Molecular Biology of the cell. – 4th. Ed. Garland Science 2002, part IV/13. · Strukturalne podstawy biologii komórki „Transport pęcherzykowy” – W. Kilarski, Warszawa 2003; rozdział: 5.1.

WPŁYW ANESTETYKÓW NA RUCHLIWOŚĆ KOMÓREK ZWIERZĘCYCH Ćwiczenie ma na celu zapoznanie się z mechanizmami ruchu komórek zwierzęcych oraz obserwację wpływu etanolu i jonów wapnia na ruchliwość ameb. Zakres materiału, który należy przygotować do ćwiczeń: 1. Mechanizm działania anestetyków. 2. Aktywność ruchowa komórek niemięśniowych. 3. Cytoszkielet aktynowy i mikrotubularny - rola w migracji komórek; rola małych białek G w regulacji cytoszkieletu i migracji. 4. Rola jonów wapnia w migracji komórek. Amoeba proteus, by Wim van Egmond lidokaina Zalecana literatura: Podstawy Biologii Komórki. Wprowadzenie do Biologii Molekularnej. Alberts i wsp.

FUZJA KOMÓREK …to proces łączenia się dwóch lub więcej komórek w jedną strukturę, podczas którego dochodzi do zlewania się błon, w wyniku czego powstają struktury o nowych cechach i funkcjach. Ćwiczenie ma na celu obserwację zjawiska fuzji, przyczepionych do podłoża komórek szczurzego mięsaka XC, wywołanej działaniem glikolu polietylenowego (PEG) o masie cząsteczkowej 6000. Zakres materiału obowiązujący do ćwiczeń: Budowa błony komórkowej. Fuzja błon a fuzja komórek. Zjawisko fuzji komórek w procesach fizjologicznych. Metody fuzji komórek in vitro, warunki niezbędne do fuzji. Teorie tłumaczące proces fuzji błon komórkowych, białka fuzyjne. Praktyczne wykorzystanie zjawiska fuzji – komórki mieszańcowych w badaniach naukowych, zastosowanie przeciwciał monoklonalnych.   Zalecana literatura: B. Alberts i in.: Podstawy biologii komórki, PWN 2005; część II, rozdz. 11(str. 365-388), rozdz. 15 (str. 512-516). J. Kawiak, M. Zabel: Seminaria z cytofizjologii, Wrocław 2002; rozdz. 6 (str. 127-141). Praca zbiorowa po redakcją J. Kawiaka: „Podstawy cytofizjologii” Warszawa 1998; część II (str. 58-78). Praca zbiorowa pod redakcją J. Kawiaka i K. Ostrowskiego: Cytofizjologia, 1990; rozdz.2 (str. 56-58), rozdz. 13 (str. 406-408).

KOMUNIKACJA MIĘDZYKOMÓRKOWA Złącza szczelinowe zbudowane są z kompleksów białkowych tworzących międzykomórkowe kanały, które łączą przedziały cytoplazmatyczne sąsiednich komórek. Kanały złącz zbudowane są z dwóch koneksonów, heksamerów białek z rodziny koneksyn Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z prosta techniką wizualizacji komunikacji międzykomórkowej za pośrednictwem złącz szczelinowych Zakres materiału, który należy przygotować do ćwiczeń: 1. Zasada działania mikroskopu fluorescencyjnego 2. Test żywotności komórek z wykorzystaniem dwuoctanu fluoresceiny Zalecana literatura: 1. Instrukcje do ćwiczeń 2. Alberts, Biologia komórki

Zastosowanie metod wirowania do rozdziału komórek ssaczych - SEPARACJA KOMÓREK W GRADIENCIE GĘSTOŚCI Ćwiczenie ma na celu: Zapoznanie się z podstawowymi technikami separacji komórek zwierzęcych oraz próbę rozdzielenia komórek różniących się gęstością wypornościową przy zastosowaniu wirowania w nieciągłym gradiencie gęstości Zakres materiału, który należy przygotować do ćwiczeń: Zasady separacji komórek Podstawowe techniki separacji komórek Sposoby weryfikacji czystości otrzymanych frakcji. Zalecana literatura: 1. P.C. Turner, A.G. Mc Leeman, A.D. Bates, M.R.H. White Krótkie wykłady- Biologia Molekularna (Sekcja A2- izolacjia organelli) 2. Alberts, Podstawy Biologii Komórki od str 17 (jedność i różnorodność komórek)/ str 32-33 (panel)/ 160-161- (panel- rozbicie komórek i frakcjonowanie)

KOLOKWIUM ZALICZENIOWE Wspólne dla wszystkich studentów uczestniczących w kursie Termin i miejsce kolokwium do uzgodnienia Test Zakres materiału: zagadnienia omawiane na ćwiczeniach i zalecane do przygotowania na poszczególne ćwiczenia