Energetyka organizmu 2600-SIW-EO-1-S1

Celem pierwszej części wykładów i ćwiczeń laboratoryjnych (biologia komórki) jest przekazanie studentom najnowszej wiedzy z zakresu budowy komórki zwierzęcej ze szczególnym uwzględnieniem błon komórkowych (plazmolema, system pojedynczych błon komórkowych, podwójne błony komórkowe, otoczka jądrowa) oraz struktury i funkcji organelli/przedziałów komórkowych, w których odbywa się wytwarzanie energii użytecznej metabolicznie w procesie utleniania związków organicznych (głównie węglowodanów i lipidów) w cytozolu, mitochondriach i peroksysomach (oddychanie komórkowe i beta-oksydacja kwasów tłuszczowych). Studenci poznają także budowę komórkową tkanek i narządów istotnych w procesach związanych z przemianą energii w organizmie człowieka (takich jak mięśnie, wątroba, tkanka tłuszczowa) i utrzymaniem stałej temperatury ciała (skóra) oraz cytofizjologię związaną z występowaniem stanów patologicznych związanych z energetyką organizmu (np. otyłość, nowotworzenie, choroby mitochondrialne) i procesem starzenia się organizmu (przemiany białek i powstawanie wolnych rodników tlenowych). W trakcie ćwiczeń laboratoryjnych studenci poznają podstawowe metody wizualizacji tkanek, komórek i organelli komórkowych przetwarzających i magazynujących energię z wykorzystaniem mikroskopii świetlnej i elektronowej.
W części biochemicznej przedmiot umożliwia studentom uzyskanie wiedzy teoretycznej i praktycznej na temat budowy i funkcji związków budujących organizmy żywe oraz procesów metabolicznych, w których energia jest przekształcana w postać użyteczną biologicznie. Podczas wykładu zostaną przekazane następujące treści: Aminokwasy i białka: struktura, właściwości i funkcje. Cukrowce: podział, nomenklatura, izomeria, monosacharydy, disacharydy, polisacharydy, glikozydy – wiązania glikozydowe, glikoproteiny. Kwasy nukleinowe: budowa, procesy replikacji i transkrypcji; biosynteza białek. Lipidy: podział, struktura i funkcje. Błony biologiczne: struktura, funkcje i transport przez błony. Enzymy: budowa, klasyfikacja, nomenklatura, koenzymy, kinetyka reakcji enzymatycznych. Podstawowe pojęcia metabolizmu: źródła energii, ogólna strategia przemian metabolicznych, ATP jako przenośnik energii, wiązania wysokoenergetyczne, rodzaje fosforylacji. Pozyskiwanie energii w procesach metabolicznych: glikoliza, oksydacyjna dekarboksylacja pirogronianu, cykl Krebsa, utlenianie kwasów tłuszczowych. Łańcuch oddechowy jako ostatni etap utleniania komórkowego. Bilans energetyczny utleniania glukozy. Glukoneogeneza i metabolizm glikogenu. Ćwiczenia laboratoryjne mają na celu zapoznanie studenta z różnymi technikami laboratoryjnymi umożliwiającymi ilościowe i jakościowe analizy składników chemicznych komórki zwierzęcej. Na ćwiczeniach zrealizowane będą następujące tematy: Obliczenia biochemiczne. Wytrącanie i denaturacja białek. Oznaczanie stężenia białka metodą biuretową. Analiza jakościowa cukrów. Chromatografia cienkowarstwowa lipidów. Reakcje jakościowe lipidów. Kinetyka reakcji enzymatycznych.