Свободный Университет
Свободный Университет
Курс Юрия Быкова
Биология клетки
Курс Юрия Быкова
Биология клетки
Длительность курса
февраль - середина июня
2022
Формат
1 занятие в неделю
Лекции
Виды заданий
Самостоятельная работа

Аннотация к курсу
Сейчас как никогда понятно, насколько биологические науки важны для того, чтобы человечество могло достичь устойчивого развития и продолжить улучшать свой уровень жизни без угрозы для окружающей среды. Какая бы задача ни стояла перед современной биологией, будь то борьба с новым вирусом или заболеванием, продление жизни человека, или улучшение продуктивности сельхоз-культур, решение этих задач, как правило, требует знаний о работе живых систем на самом глубоком, молекулярном и клеточном уровне. Клетки – это универсальные единицы жизни. Они устроены поразительно похожим образом у самых разных организмов. В этом курсе мы рассмотрим универсальные основы биологии клетки и самые новые концепции, которые появились в последние годы, благодаря методическим прорывам в разных областях (например, микроскопии и чтении ДНК). Также затронем вопросы: как использование различных, зачастую косвенных методов, позволяет изучать то, что невозможно увидеть глазом, и как методические ограничения могут серьёзно влиять на развитие науки? и как фундаментальные открытия неожиданно (или, наоборот, ожидаемо) влияют на прикладные области? В итоге, слушатели освоят основы клеточной биологии, ознакомятся с перспективами этой науки, а также будут более подготовлены к самостоятельному чтению научной литературы и поиску проверенных сведений.
4
2
3
1
Вы получите общий обзор биологии клетки
Сможете самостоятельно изучать литературу по более специальным темам.
Также узнаете о последних открытиях и наиболее перспективных новых направлениях исследований
По итогам курса студенты готовят реферат о научной статье.
В результате курса
4
2
3
1
Вы получите общий обзор биологии клетки
Сможете самостоятельно изучать литературу по более специальным темам.
Также узнаете о последних открытиях и наиболее перспективных новых направлениях исследований
По итогам курса студенты готовят реферат о научной статье.
В результате курса
Кому подойдет этот курс?
Важно знать химию и физику на уровне школы, английский, чтобы читать литературу. Курс ориентирован на тех, кто не изучал биологию клетки, но хочет поступить в магистратуру/аспирантуру связанную с биологией, или заполнить пробелы в знаниях необходимые для текущей работы.
Как составить мотивационное письмо?
Рассказать о текущем образовании и/или месте работы, планах на будущее и о том, чем вам поможет данный курс.
О преподавателе
Быков Юрий
PhD, биолог, постдок в Институте Вайцмана (Израиль)
Подайте заявку на курс уже сегодня!
Ждём вас в Свободном Университете
Прием заявок до 25.01.2022
Программа курса
1
Введение
Клетка – универсальная единица жизни. Науки, изучающие клетку. Открытие и клеточная теория. Общий план строения и размножения. Разнообразие клеток – одноклеточные и многоклеточные. Три домена жизни и их эволюция. Происхождение эукариот. Типы клеток у многоклеточных.
Методы: Экспериментальный метод. Научные публикации и peer review. Типы
экспериментов (In vitro. In vivo) и модельные организмы. Микроскопия (введение).
2
Биологические макромолекулы
Основные типы макромолекул, и их взаимодействия. Углеводы, их строение, функции, главные представители. Нуклеиновые кислоты, их строение и функции. Аминокислоты и белки. Структура белков. Примеры функций белков. Сходства и различия у разных организмов.
Методы: Хроматография, электрофорез, структурные исследования. Биологические базы данных.
3
Обзор энергетики и метаболизма
Энергетика химических реакций. «Энергетическая валюта»: АТФ, ГТФ,
восстановительные эквиваленты, мембранный потенциал. Типы метаболизма
прокариот. Ферментативный катализ. Структура и эволюция ферментов. Витамины. Метаболизм углеводов и клеточное дыхание. Активные формы кислорода. Фотосинтез.
Методы: Спектроскопия, искусственная эволюция, структурные методы.
4
Гены и геномы
ДНК и ее репликация. Геномы и их устройство. Интроны и экзоны. Размеры и
устройство геномов прокариот и эукариот. Определение последовательностей
геномов. Устройство ядра. Транспозоны. Гены и болезни.
Методы: Секвенирование нового поколения, биоинформатика, редактирование
геномов. Базы данных и инструменты.
5
Экспрессия генов
Транскрипция, и ее регуляция. Сплайсинг и его регуляция. Генетический код. мРНК. Рибосомы, их эволюция и строение. РНК-мир. Транслянсляция. Фолдинг белков и шапероны. Использование рекомбинантных белков. Изучение функций генов.
Методы: ПЦР, молекулярное клонирование и рекомбинантная экспрессия, GFP и микроскопия.
6
Сортировка и транспорт биомолекул. Органеллы.
Компартментализация: преимущества, сложности, происхождение.
Компартментализация у прокариот. Строение и свойства биомембран. Транспорт веществ через мембраны. Обзор органелл и их функций. Динамика органелл. Rab ГТФазы. «Безмембранные» органеллы. Контактные сайты. Изменения морфологии оганелл при патологиях. Вирусные органеллы.
Методы: флуоресцентная и электронная микроскопия, электронная томография, фракционирование, протеомика
7
Эндомембранная система
Синтез мембранных белков. Транслокация у прокариот и эукариот. Функции
эндоплазматического ретикулума. Везикулярный транспорт. COPII, SNARE. Функции аппарата Гольджи. COPI. Лизосомы. Эндоцитоз. Экзоцитоз.
Методы: ауторадиография, фракционирование, TIRF, генетика дрожжей
8
Митохондрии
Строение и происхождение митохондрий. Связь структуры и функции. Динамика и биогенез. Роль контактов с другими огранеллами. Митохондриальный геном и его экспрессия. Электронно-транспортная цепь и окислительное фосфорилирование. Другие функции митохондрий. Апоптоз.
9
Контроль качества в клетке
Шапероны. Протеасомы. Контроль качества и локализации белков в цитозоле и органеллах. Аутофагия.
Методы: протеомика и генетика дрожжей
10
Цитоскелет и подвижность
Общее строение цитоскелета. Происхождение и прокариотические аналоги. Актин и его структура. Динамика и поляризация актина. Типы актиновых структур. Миозин и транспорт. Строение мышечных клеток. Актин и клеточная подвижность. Механобиология.
Методы: Крио-ЭМ, Ин витро системы
11
Цитоскелет, транспорт и архитектура клетки
Микротрубочки и их структура. Динамика микротрубочек. Кинезин, динеин, транспорт. Центриоли. Жгутики и реснички. Микротрубочки в специализированных клетках.
Методы: Ин витро системы и оптический пинцет, микрофлюидика
12
Сигнальные системы
Способы передачи сигналов. Сигнальные молекулы и рецепторы. Основные
сигнальные каскады. Вторичные мессенджеры. Строение и работа нейронов.
Методы: Генетически-кодируемые сенсоры, оптогенетика
13
Размножение и клеточный цикл
Клеточный цикл и его регуляция у разных организмов. Деление прокариот. Митоз. Кинетохор. Веретено деления и регуляция его функций.
Методы: Генетически-кодируемые сенсоры, генетика дрожжей, SPIM
14
Многоклеточность и рак
Происхождение многоклеточных. Контакты между клетками. Внеклеточный матрикс. Межклеточная сигнализация. Онкогены и злокачественная трансформация.
Методы: Микроскопия, single-cell технологии
Литература
1. Албертс, Брей, Хопкин, Джонсон, Льюис, Рэфф, Робертс, Уолтер. Основы
молекулярной биологии клетки. Лаборатория знаний, 2018 г
2. Кассимерис, Лингаппа, Плоппер. Клетки по Льюину. Лаборатория знаний, 2018 г
3. Alberts et al. Molecular Biology of The Cell. Garland Science. (any edition, 2008,
2016)
4. Pollard, Earnshaw, Lippincott-Schwartz, Johnson. Cell Biology. 3rd edition. Elsevier
2017
5. Watson J. et al. Molecular Biology of the Gene. 7th ed. Pearson 2014
6. https://www.ibiology.org/biology-online/