Block 1. CELLENS BYGGSTENAR OCH BIOKEMINS VERKTYG
Lärandemål för block 1
Efter avslutad kurs ska studenten kunna:
- beskriva hur biologiska makromolekyler (proteiner, kolhydrater, lipider,
nukleinsyror) är uppbyggda, och förklara sambanden mellan deras struktur
och funktion.
Moment
Nyckelord
Mål
Studenten ska kunna
Cellbiologi och modern
medicin
Introduktion till modern
cellbiologi
Lipider: Struktur, syntes och
funktion
Stryer kap 12 sid 326-334,
kap 26, sid 743-744
Energi-lager:
Fria fettsyror och
triacylglycerol
Redogöra översiktligt för det
cellbiologiska perspektivet på
dagens medicin
Beskriva lipiders struktur och
biologiska funktioner
Membranlipider:
Amfipatibegreppet
Kolesterol (struktur ska
kunnas)
Fosfolipider (principiell
struktur ska kunnas)
Glykolipider
(principiellstruktur ska
kunnas)
Bildning av miceller och
membraner
Transportformer:
Översiktligt om lipoproteiners
struktur och funktion
Aminosyror. Struktur,
syntes och funktion
Stryer kap 2, kap 24
Stryer sid 295-296, 700-701,
779, 930, 1009-1010.
Primära aminosyror:
uppbyggnad, isomerer och
joniseringstillstånd. De 20
aminosyrornas struktur och
kemiska egenskaper.
Redogöra för proteiners
struktur, och
proteinstrukturens beroende
av aminosyrornas egenskaper
Syntes av aminosyror
(översiktligt)
Aminosyror som precursorer
för biomolekyler
Kolhydrater. Struktur,
syntes och funktion
Stryer kap 11 sid 303-317,
320-323 + sid 451-452
Kolhydraters struktur:
stereokemi, isomeri,
ringbildning, glykosidisk
bindning
Monosackarider: glukos
(struktur ska kunnas),
galaktos, N-
Beskriva kolhydraters
struktur och biologiska roller
(Kolhydratmetabolism dvs
nedbrytning av kolhydrater
för utvinnande av energi
ingår inte)
acetylglukosamin, Nacetylgalatosamin, fucos,
sialinsyra
Disackarider: laktos
Galaktosemi
Laktosintolerans
Glykokonjugat:
glykoproteiner (N-linked +
O-linked) /glykolipider
/proteoglykaner (principiell
struktur ska kunnas)
Diversitet - AB0systemet
Från aminosyror till 3D
struktur
Stryer kap 2, förutom detaljer
kring konstruktion av
Ramachandran-diagram.
Peptiders kemiska
uppbyggnad,
peptidbindningens
egenskaper, speciella
egenskaper hos prolin och
cystein.
Redogöra för proteiners
struktur, och
proteinstrukturens beroende
av aminosyrornas egenskaper
Innebörden av uppdelningen
primär-, sekundär, tertiär- och
kvartärstruktur.
De viktigaste
sekundärstrukturernas
uppbyggnad: alfa-helix, betaflak och 'reverse turn'.
(Detaljerna kring konstruktion
av Ramachandran-diagram
ingår inte.)
Principer för stabilisering av
proteiners tre-dimensionella
struktur samt innebörden av
begreppen 'veckning',
'kooperativitet', 'denaturering',
'sekundärstruktur-propensitet'
och 'strukturprediktion'.
Olika typer av visualisering av
proteinstrukturer.
Enzymer
Stryer Kap 8. Fokus på
förståelse, ej matematiska
härledningar.
Innebörden av begreppet
'post-translationell
modifiering' och de exempel
som nämns i Stryer.
Innebörd av och samband
mellan termodynamiska
grundbegrepp: entalpi,
entropi, fri energi.
Enzymklasser och cofaktorer
Aktiveringsenergi,
övergångstillstånd, katalys.
Stryer, Kap 9
Redogöra för enzymkinetik
och reglering av
enzymkatalyserade reaktioner
Beskriva enzymers och coenzymers struktur och
funktion
Enzymer: definition, samband
mellan struktur och katalytisk
funktion. "Active sites" och
deras egenskaper.
Kemisk reaktionskinetik:
hastighetskonstanter och
deras samband med
jämviktskonstanten.
(Avsnittet Enzymklasser
och co-faktorer syftar till att
ge en orienterande kunskap
om de enzymer och begrepp
som beskrivs, men avsnittet
omfattar inte alla detaljer i t
ex olika enzymatiska
mekanismer.)
Enzymkinetik: bildningen av
enzym-substratkomplex som
intermediär. "Steady-state".
Antaganden som ligger till
grund för Michaelis-Mentens
ekvationer.
Michaelis-Mentens parametrar
KM och Vmax, och deras
innebörd (ej härledning).
Innebörden av kcat.
Kompetitiva och nonkompetitiva inhibitorer och
deras inverkan på de kinetiska
parametrarna. Transition-state
analoger som inhibitorer.
Kofaktorer och deras roll i
enzymkatalys. Vitaminer.
Kopplade enzymatiska
reaktioner som en metod att
generera energirika produkter
Exempel på
enzymkatalyserade
reaktioner:
• Proteaser. Chymotrypsin.
Den katalytiska triaden.
• Nukleaser. RNAs,
restriktionsenzymer.
• Kinaser och fosfataser.
• Syntaser
• Oxidoreduktaser
Att utforska proteiner
Stryer kap 3. Ej detaljer i
avsnitten 3.2, 3.4 och 3.6.
Innebörden av begreppet
'proteom' .
Skillnader i proteiners
kemiska och fysikaliska
egenskaper samt hur dessa
ligger till grund för olika
principer för renframställning
av proteiner. Gelfiltrering,
Beskriva metoder för
undersökning av proteiners
struktur och funktion
jonbyteskromatografi,
affinitetskromatografi, dialys.
Principer och tillämpning av
elektrofores (SDS-PAGE),
isoelektrisk fokusering, 2Delektrofores, analytisk
ultracentrifugering och massspektrometri.
Översiktlig beskrivning av
peptid-analys med hjälp av
Edman-degradering och andra
metoder baserade på
proteolys. (Diagonal
elektrofores ingår inte).
Översiktlig beskrivning av
protein-analys med
immunologiska tekniker och
'blottning'. Antikropp och
antigen. Skillnaden mellan
monoklonals och polyklonala
antikroppar m a p
igenkänning av antigen.
Principen för detektion av
antikroppar m h a ELISAmetoden.
Olika användningar av
syntetiskt tillverkade peptider.
(Detaljer kring peptidsyntes
ingår inte).
Förutsättningarna för
proteinstrukturbestämning
med röntgen-kristallografi och
NMR såsom de beskrivs i
Stryer. Fördelar och nackdelar
med dessa två metoder.
Hemoglobin
Stryer kap 7
Myoglobins och
hemoglobins struktur
inklusive porfyrinring och Fe
Ko-operativitet - jämförelse
av syrebindningsförmågan
hos myoglobin och
hemoglobin
Alloster reglering - effekter
+
av CO2, H och BPG –
molekylär bakgrund till
dessa effekter
Myoglobins och
hemoglobins
mättnadskurvor - dvs
syretransport till vävnader
Jämförelse av HbF (fetalt
hemoglobin) och HbA (adult
hemoglobin) – konsekvens
Den molekylära bakgrunden
till sickle-cell anemi
Beskriva hur proteiners
funktion är beroende av
proteinstrukturen och
enskilda aminosyrors
egenskaper
Nukleotider: Struktur,
syntes och funktion
Stryer sid 107-117, kap 25
Principiell struktur för
nukleotider och nukleosider,
det strukturella underlaget för
komplementär basparning,
fysikaliska principer för
dubbelsträngade DNA/RNA
molekylers stabilitet
(vätebindningar, stacking
interaktioner och
elektrostatisk repulsion).
Beskriva byggstenarna för
DNA och RNA
Proteinreglering:
posttranslationella
modifieringar och reglerad
turnover
Stryer sid 651-655, Cooper
sid 340-348
Fosforylering; Ser/Thekinaser och Tyr-kinaser
Fosfataser
Reglerad nedbrytning av
proteiner (ubiquitinylering
och proteasomen).
Beskriva mekanismer för
reglering av proteiners
aktivitet samt mekanismer för
omsättning av proteiner
BLOCK 2. GRUNDLÄGGANDE CELL- OCH MOLEKYLÄRBIOLOGI
Lärandemål för block 2
Efter avslutad kurs ska studenten kunna:
- beskriva hur nukleinsyrebaserade makromolekyler (DNA och de olika
formerna av RNA) är uppbyggda, och förklara sambanden mellan deras
struktur och funktion.
- beskriva överföringen av genetisk information från DNA till protein.
- beskriva hur mikrobers genom är uppbyggd, och förklara hur uttrycket av
gener regleras
- sammanfatta och jämföra information från vetenskaplig litteratur inom
ämnesområdet
Moment
Nyckelord
DNA/RNA struktur och
funktion
Stryer kap 4, kap 28 sid 783803, kap 29 sid 821-839
DNA molekylens topologiska
egenskaper: superhelicitet och
topoisomeraser
Kromosom, gen, virus,
bakteriofag, plasmider,
transposoner.
Mål
Studenten ska kunna
Beskriva
- Primärstruktur och
sekundärstruktur för DNA
och RNA
- Den biologiska funktionen
för DNA
rRNA, tRNA, mRNA. snRNA
Molekylärbiologiska begrepp:
replikation, transkription,
translation, den genetiska
koden, läsram.
- Funktioner hos RNA
Enzymatiska aktiviteter inom
molekylärbiologin:
DNA polymeras, RNA
polymeras, reverse
transcriptase, ribosomen,
endonukleas, exonukleas,
restriktionsendonukleaser,
DNA ligas.
Den prokaryota cellen,
plasmider och bakteriofager
Kompendium, Stryer sid 153,
Kromosom
Plasmider
Överföring av genetiskt
material hos bakterier
(transformation, konjugation,
Beskriva det bakteriella
genomets organisation
transduktion, transposition).
Prokaryota genom och dess
replikation
Stryer kap 4 sid 115-123, kap
28 sid 783-801, Cooper kap 6
sid 201-214
Molekylärbiologiska
metoder
Cooper sid 118-135
Stryer kap 5
Prokaryot transkription och
genreglering
Stryer kap 29 sid 821-831, kap
31 sid 892-901, Cooper kap 7
sid 251-265 och 288-290
Replikonbegreppet
Struktur och funktion hos
DNA polymeras I och III
Processivitet och proofreading
Replikationsgaffeln och den
prokaryota replisomen
Reglering av den den
prokaryota cellcykeln.
Klyvning, ligering och
förmering av DNA
Hybridiserings- och
sekveneringstekniker för
identifiering av DNA eller
RNA
Mainpulering av genuttryck
RNAi-mekanismen
Beskriva hur bakteriella
genom replikeras
Struktur och funktion hos
RNA polymeras
Operonbegreppet
Promotor
Operator
Initiering och terminering av
transkription.
Beskriva
Beskriva basala metoder för
att karaktärisera och
manipulera RNA och DNA
- Överföring av genetisk
information från DNA till
mRNA
- Reglering av uttrycket av
bakteriella genom
Positiv och negativ reglering
Repressorer och aktivatorer,
inducers och co-repressorer
Koppling av transkription och
translation.
Proteinsyntes
Stryer kap 30, Cooper kap 8
sid 310-332
tRNA stuktur
Aminoacylering av tRNA
Ribosomens struktur och
funktion
Mekanismen för proteinsyntes
Regleringsmekanismer för
proteinsyntesen.
Beskriva överföringen av
genetisk information från
mRNA till protein
BLOCK 3. DEN EUKARYOTA CELLENS MOLEKYLÄRA BIOLOGI
Lärandemål för block 3
Efter avslutad kurs ska studenten kunna:
- beskriva överföringen av genetisk information från DNA till protein.
-
beskriva hur det humana genomet är uppbyggdt och förklara hur uttrycket
av gener regleras.
beskriva mekanismer för uppkomst av DNAskador och mutationer, samt
mekanismer för reparation av DNAskador.
självständigt läsa och förstå vetenskaplig litteratur inom ämnesområdet.
Moment
Nyckelord
Eukaryot DNA replikation
Stryer kap 28, kap 25 sid
709-710 + 718-723
Cooper kap 6, kap 3 sid 9699, sid 373-374, sid 174-176,
sid 214-216
Syntes av dNTPs
Replikatorsekvenser (ARS,ori)
initieringsproteiner
(ORC,CDC6, MCM)
Reglering med fosforylering
och proteolys
Den eukaryota
replikationsgaffeln (DNA
polymeras alfa/delta/epsilon,
PCNA, RFC, RPA, DNA ligas)
Nybildning av kromatin på
replikerat DNA (epigenetisk
nedärvning)
Telomerer, telomeras och
cellåldrande.
Basal och aktiverad
transkription
RNA polymeras I, II och III
Generella (basala)
transkriptionsfaktorer och
promotoraktivering
Sekvensspecifika
transkriptionsfaktorer
(aktivatorer) och binding till
regulatoriska regioner
Eukaryota repressorer och coaktivatorer
Interaktion mellan
transkriptionsaktivatorer och
mediatorn hos RNA
polymeras II
Reglering av genexpression
Stryer kap 31,
Cooper sid 166-176, sid 278287, sid 369-374
Stryer kap 28, Cooper kap 7
Fosforylering av CTD
Posttranskriptionella
modifieringar av
primärtranskriptatet
(capping, polyadenylering,
splicing)
Posttranskriptionell
modifiering av pre-mRNA: 7metylguanosin(m7G) capping
(sk 5´capping), poly-A svans,
splicing och mekansismen
bakom denna.
Mål
Studenten ska kunna
Beskriva hur humana cellers
DNA replikeras
Beskriva
- Den eukaryota
kromosomens uppbyggnad
- Överföringen av genetisk
information från DNA till
mRNA hos eukaryoter
- Regleringen av
transkriptionen hos
eukaryoter
- Modifieringar av eukaryot
mRNA
Spliceosomladdningen
snRNP
Alternativ splicing och dess
innebörd för proteinuttrycket
RNA editing
Rekombination och
transposition
Stryer kap 28, sid 935-937,
956-961
Cooper sid 227-246, sid 115117, sid 738-739, sid 37
Det humana genomet
Stryer kap 5 sid 149-152, (sid
164-181)
Cooper sid 118-124, sid 240245
Cellkärnans arkitektur
Cooper kap 9+ sid 672-681
Homolog rekombination
Site-specifik rekombination
och dess betydelse för
diversifieringens av
immunglobulingener och Tcellreceptorgener under
immunsystemets utveckling
Somatisk hypermutation
Class switch rekombination
Transposoner och retrovirus
Gener och pseudogener
Sekvensinnehåll (unika och
repeterade sekvenser, LINES,
SINES, satelliter,
mikrosatelliter)
Funktionella element av
betydelse för kromosomal
stabilitet (ARS, centromer,
telomer)
Genorganisation (enhancer,
promotor, exon, intron,
genfamiljer, pseudogener)
Mekanismer för
genomevolution
(retrotransposition,
rekombination,
genduplikation,
exonshuffling, replikationsfel)
Kärnmembran, nukleär
lamina, kärnporer, nukleol
Sjukdomar vid defekter i
nukleär lamina
Transport över
kärnmembranet (NLS,
importin/exportin, Ran,
energiberoende,
koncentationsgradienter,
reglerad transport,
substratspecificitet)
Cellcykelberoende
förändringar i kärnans
struktur Kromsomlokalisation
Nukleära kompartments,
nukeolen och bildning av
ribosomer.
Beskriva mekanismer för
rearrangemang av DNA och
dessas betydelse för kontroll
av genuttryck i specifika
celltyper (immunsystemets
diversitet), replikation av
retrovirus samt evolutionära
betydelse
Beskriva det humana
genomets uppbyggnad
Beskriva cellkärnans
uppbyggnad och mekanismer
för transport över
kärnmembranet
Genomisk stabilitet hos
eukaryoter
Cooper kap 6
Mekanismer för uppkomst av
DNA skador och mutationer
hos prokaryoter och
eukaryoter.
Molekylära mekanismer för
reparation av DNA skador:
Base-excision repair
Nucleotide-excision repair
Mismatch repair
Reparation av
dubbelsträngsbrott: (homolog
rekombination)
Koppling mellan
transkription och reparation.
Beskriva mekanismer för
uppkomst av DNA skador
och reparationsmekanismer
hos eukaryoter, kopplingen
mellan genetisk instabilitet
och sjukdom (cancer,
åldrande, strålbehandling och
cytostatika, ärftliga
sjukdomar), insikter i modern
cancerteori sambandet DNAreparation och cancer).
Likheter och skillnader mellan
prokaryota och eukaryota
cellers
reparationsmekanismer.
Intro till virologin + Viral
genetik
Cooper sid 37-39, Stryer sid
118
Virus allmänna egenskaper
(genom, kapsid, hölje)
Klassificering och
virusfamiljer
Beskriva virusspecifika
genetiska mekanismer
Virusgenetik:
Mutation och rekombination
Selektionstryck
Fylogeni
Fenotypisk blandning
Virus-cell interaktioner
Cooper sid 37-39, 735-739,
768, kompendium
Virala attachment proteins
VAPs
Receptorförhållanden, coreceptorer
Penetrationsförhållanden
Lytiska virusinfektioner inkl.
patogenes på cellulär nivå
Onkolatenta
virusinfektioner, latens på
cellulär nivå, virusorsakad
cellulär transformation
Redogöra för mekanismer för
virus påverkan på eukaryota
celler (viral patogenes)
Vetenskaplig
litteratur/frågestund
Introdultion till biomedicinsk
vetenskaplig litteratur med
utgångspunkt från aktuella
artiklar
Självständigt läsa och förstå
vetenskaplig litteratur inom
ämnesområdet.
BLOCK 4. EUKARYOT CELLBIOLOGI: CELLENS UPPBYGGNAD OCH
TILLVÄXTREGLERING
Lärandemål för block 4
Efter avslutad kurs ska studenten kunna:
- beskriva cellcykeln och dess reglering, samt hur humana cellers DNA
replikeras.
- beskriva cellbiologiska skeenden (interaktion med omgivningen, transport,
intracellulär signalering, cellens rörlighet, programmerad celldöd och
mikrob-cell interaktion).
Moment
Nyckelord
Den eukaryota cellcykeln
Cooper kap 16
Cellcykelns indelning (G0, G1,
S, G2, mitos)
Kromatinförändringar under
cellcykeln
Mitosens faser och dess
reglering
Skillnader mitos/meios
Cellcykelns reglering
(cykliner och cyklinberoende
kinaser, proteolytisk
degradation) Checkpoints
(onkgener och
tumörsuppressor gener)
Cellcykelreglering och cancer
Cellmembranets arkitektur
och egenskaper
Stryer sid 333-348
Principiell uppbyggnad av
biologiska membran:
membranlipider och
membranproteiners struktur
och placering i membranet.
Barriärfunktionen
Membrandomäner
Glykokalyx struktur
Glykokalyx roll för
igenkänning - cell-cell + cellmikrob
Cell-cell-interaktioner
Celladhesionsmolekyler
Beskriva hur den eukaryota
cellmembranet är uppbyggt
Transport över biologiska
membran
Stryer kap 13, kompendium
Passiv transport:
- diffusion,
- faciliterad transport
Transportproteiner:
permeaaser (uniport),
jonkanaler
Drivkrafter:
- koncentrationsgradient
- elektrokemisk gradient
Beskriva mekanismer för
transport över cellmembranet
Aktiv transport:
Mål
Studenten ska kunna
Beskriva den eukaryota
cellcykeln och dess reglering
- ATP-driven
- co-transport
Transportproteiner: pumpar,
co-transportörer (anti- resp
symport)
Drivkrafter/Energikällor:
ATP-hydrolys,
koncentrationsgradient
Osmos/osmotiskt tryck
Na+ kanalen
Na+/K+ pumpen
Laktospermeas
Bakteriorhodopsin
Sekretoriska passagen
Cooper kap 10 + sid 557-566
Morfologi och funktion hos
organeller och
transportformer i de
sekretoriska och endocytiska
vägarna
Postranslationell modifiering
av proteiner (glykosylering,
myristoylering mm)
Proteinsortering (till ER,
mitokondrier, kärna,
lysosom, membran)
Bildande av
transportvesiklar vid
receptorberoende transport
Bildande av
transportvesiklar vid
receptor-oberoende
transport
Fusion av transportvesikel
med targetorganell
Endocytos
Temadag: Evolution och
/eller intelligent design
Signaltransduktion
Stryer kap 14,
kompendium
Mekanism för G-proteinmedierad signalering
Fosfoinositid-kaskaden
Kalcium som intracellulär
messenger
Aktivering av receptorer
genom bildning av dimerer
Mitokondriens funktioner
Cooper sid sid 434-450
Mitokondriens uppbyggnad
Endosymbiosteorin
Det mitokondriella genomet:
struktur och funktion
Transport över
mitokondriens membran
Mitokondriens
innermembrans betydelse
Beskriva mekanismer för
intracellulär transport och
endocytos
Diskutera den
naturvetenskapliga grunden
för medicinsk kunskap
Beskriva principer för
cellkommunikation via
signaltransduktionskaskader
Beskriva mitokondriens
uppbyggnad och funktioner
Cellskelettet/Cellens
rörelseförmåga
Cooper kap 12
Programmerad celldöd
(apoptos)
Cooper sid 693-705
för den oxidativa
fosforyleringen
Cellskelettets struktur: aktin,
intermediära filament,
mikrotubuli – uppbyggnad
och fuktion
Cell junctions
Cellskelettets betydelse för
cellrörlighet
organelltransport,
celldelning mm
Morfologiska och molekylära
kännetecken på apoptos
Initiering av apoptos:
Kaspaser och och
mitokondriens roll vid
reglering
Beskriva cellskelettets
uppbyggnad och funktioner
Redogöra för mekanismer för
programmerad celldöd och
dess reglering, samt
apoptosens roll i fysiologiska
och patologiska sammanhang
Trofiska faktorer och cell
överlevnad
Skillnader mellan apoptos och
nekros.
Bakterie-cell interaktioner
Kompendium
Temadag cancer
Cooper sid 725-735
Bakterieadhesion och
invasion i eukaryota celler
Mekanismer för
bakteriepåverkan på
eukaryota signalsystem
Redogöra för mekanismer för
bakteriers påverkan på
eukaryota celler (bakteriell
patogenes)
Förstå och redogöra för de
genetiska principerna för
tumöruppkomst
