Praktikum "Zytologische und histochemische Grundlagen der Biologie" (Lfd.Nr. 29)

Termine und Informationen

Verantwortlicher/Prüfer Prof. Dr. Rolf Marschalek
Veranstaltung(en): Praktikum & Seminar
Adressaten: Pflichtveranstaltung für Studierende der Pharmazie
Fachsemester laut Studienplan: 3
Dozenten: Prof. Dr. Rolf Marschalek
Inhalt:

Die Grundlagen der Cytologie und Histologie tierischer Zellen werden in jeweils 75-minütigen Vorlesungen im Sommer- und Wintersemester gelesen. Die Vorlesung ist direkt an an ein Praktikum gekoppelt. Die Vorlesung gliedert sich in deskriptive und funktionelle Zellbiologie.
Themen der Cytologie und Histologie tierischer Zellen sind:

• Membranen: Aufbau, Struktur und Funktion, Lipide; Lipidmodifikationen, Proteine in Membranen
• Zellkern: Aufbau, Strukturen und Funktionen; Aufbau von Chromatin, Scaffoldstruktur, Histone, Histonmodifikationen, nukleäre Matrix, Nukleolus und Bildung von Ribosomen, Kernporenkomplex, Zellkern während der Mitose
• Mitochondrien: Aufbau und Struktur, Funktionen des Mitochondriums (Kopplung Glykolyse und Citratzyklus, Atmungskette und Hemmstoffe, Energiegewinnung, ß-Oxidation, Energiebilanz; Evolution anhand des mitchondriellen Genoms, kurz: Rolle der Mitochondrien währen der Apoptose, Aminosäurestoffwchsel)
• Endoplasmatische Reticulum: Aufbau, Struktur und Funktionen; Import von Proteinen (Leader-Sequenzen), Modifikationen von Proteinen, Export in den Golgi-Apparat, Detoxifizierung, Insertionen von Membranproteinen, Ca2+-Speicher)
• Golgi-Apparat: Aufbau, Struktur und Funktion; vesikulärer Transport, verschiedene Exkretionswege; Hemmstoffe; Modifikationen von Proteinen im Golgi; menschliche Erkrankungen aufgrund von Zucker-modifizierenden Enzymdefekten, Endo- und Exozytose
• Endosomen und Lysosomen: Pino- und Phagozytose, Rezeptor-vermittelte Endozytose, Clathrin-System, v- und t-Snares, Lysosomen und ihre Enzyme
• Cytoskelett: Aufbau, Struktur und Funktion, Filamentsystem, Tubulinsystem (inkl. Mitose), Aktinsystem, Aktin-regulierende Proteine, Motorproteine und ihre Funktion für den intrazellulären Transport, Fokale Adhäsionsplaque
• Zellzyklus: Phasen des Zykluses und ihre funktionelle Bedeutung, M-Phase und Unterphasen, Cycline, Cyclinkinasen, Oncoproteine, Tumorsuppressorproteine, p53, Rb, Zellzyklus-Checkpoints, Exogene Signale
• Apoptose: physiologische Funktionen der Apotose,  Nekrose, Molekularbiologie der Apoptose, Kennzeichen der Apoptose (Phosphatidylserin, Cytochrom C, DNA-laddering, Membran-Blebbing), FACS, Induktion der Apoptose (Glucocorticoide und Fas-Ligand), Caspasen, T-Zell vermittelte Apoptose
• Zelluläre Kommunikation: Interzelluläre Kommunikation, Rezeptoren & Liganden, second messenger, Rezeptorklassen, transiente Phosphorylierungsreaktionen, Signaltransduktion, Genexpression
• Signatransduktionswege: Wachstumsfaktor-vermittelte Signaltransduktion (STD), Überlebensfaktor-vermittelte STD, Apoptose-induzierte STD und Cytokin-vermittelte STD

Begleitend zur Vorlesung werden in einem 5-stündigen Praktikum in kleinen Gruppen (6-8 Studenten) einmal pro Woche anhand von ausgewählten Präparaten folgende Lehrkonzepte zur Physiologie des Menschen gesprochen:

• Zellen des Blutes und ihre Funktionen: Erythrozyten, Thrombozyten, Lymphozyten (B und T), Granulozyten (neutrophile, eosinophile und basophile), Monozyten/Makrophagen
• Herzmuskelzellen, Skelettmuskel, glatte Muskelzellen: Aufbau, Funktionsweise, Besonderheiten
• Leberzellen: Lokalisation, Funktion und Aufgaben der Leber, Leber = Chemiefabrik des Körpers, Krankheiten der Leber
• Niere: Funktionsweise, Glomerulus, Filtrationsprinzip (was wird ausgefiltert), Primärharn und Rückresorption
• Urether: Aufbau und Pumpprinzip durch peristaltische Bewegungen
• Gehirn: Aufbau des embryonalen und adulten Gehirns, Unterschiede, Konzept der Stammzelle
• Thymus: wichtiges Primärorgan für T-Zellen, Ausbildung der T-Zellen, TCR und MHC, Aufgaben der T-Killerzellen, Regression des Thymus während der Pubertät
• Luftröhre: Flimmerepithel und Mucosaproduktion, Schutzfunktion der Mucosa
• Speiseröhre: Struktur und Funktion, Glatte Muskulatur und peristaltische Bewegung
• Magen: Funktionen der inneren Epithelschicht, Magensaft dient nicht der Verdauung sondern der chemischen Sterilisation
• Zwölffingerdarm = Neutralisationsanlage
• Aufgaben der Galle, des Pankreas, Resorption im Dünndarms -> Pfortader -> Leber

Bei der Behandlung der einzelnen Themen werden – wenn möglich – Querverbindungen zu den Themen der anderen Grundvorlesungen hergestellt und die medizinisch/pharmazeutisch relevanten Strukturen und Merkmale besonders hervorgehoben.

Lernziele /
Kompetenzen:

Diese Vorlesung vermittelt alle Grundkenntnisse der Zellbiologie und spannt den Bogen auch zu den funktionellen Aspekten, wie z.B. Zellzylus, Apoptose und zelluläre Kommunikationsprozesse. Um die Lehrinhalte besser zu transportieren sind für alle wichtigen zellbiologischen Vorgänge kurze Filme in der Vorlesung implementiert. Ziel dieser Vorlesung ist es, den Studierenden integrierende Einblicke in die "rote" Zellbiologie, zellphysiologische Vorgänge und Humanphysiologie zu geben.

SWS: 2
Voraussetzung für
die Teilnahme:
Mindeststudiensemester (§10 Abs. 2 Studienordnung)
Studien-/Prüfungs-
leistungen:
siehe Praktikumsordnung unter Termine und Informationen
(1. Anwesenheit im Seminar 2. Anwesenheit im Praktium 3. Klausur)
Häufigkeit des Angebots: jedes Semester
Arbeitsaufwand: Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung
Dauer: 1 Semester
Organisatorisches:  
Literaturempfehlung:

Harvey Lodish: „Molecular Cell Biology", W H Freeman 2004
Skript steht als PDF-Datei online zur Verfügung