Course
Study programs
Sanitarno inženjerstvoYear of study
1ISVU ID
291123ECTS
1.5
Upoznati studente s mogućnostima korištenja kvasca kao modelnog organizma u području genetike, biokemije i biotehnologije, s težištem na biokemiji lipida. Upoznati ih s metodama pomoću kojih se na kvascu na relativno jednostavan i ekonomičan, a etički prihvatljiv način proučavaju biokemijski procesi, koji su bitni i za ljudski organizam, a mogu imati primjenu u industriji lijekova ili hrane.
Gradivo kolegija zbog svoje kompleksnosti pruža studentima priliku da na seminarima primijene znanje usvojena na prethodno odslušanim kolegijima.
Na seminarima se traži aktivno sudjelovanje studenata, a predviđa se i izrada kratkih radova.
Predavanja Kvasac - idealan modelni organizam. Utjecaj uvjeta uzgoja, stresnih faktora i starenja na stanice kvasca - promjene u sastavu lipida. Prilagodba kvasca na anaerobne uvjete. Građa stanice kvasca. Stanični ciklus kvasca. Stanična ovojnica kvasca i mitohondriji (građa i funkcija). Lipidni sastav stanica i pojedinih organela kvasca. Izolacija i pročišćavanje organela. Usporedba stanica kvasca i ostalih modelnih organizama. Seminarski radovi Kvasci - uvod (taksonomija, raznolikost, staništa) Razvoj i razmnožavanje kvasaca Učinci fiziološkog stresa na rast stanica kvasca. Važnost kvasaca za ljude - Industrijska eksploatacija kvasaca - Kvasci u ljudskom zdravlju i bolesti (kandidoze) - Implementacija rezultata istraživanja na kvascu u bolesti/zdravlje ljudi Primijenjena molekularna genetika kvasaca Kvasci u biomedicinskim istraživanjima Tehnologija kvasaca: -Alkoholna pića (pivski kvasac, vinski kvasac) -Industrijski alkoholi (bioetanol) -Produkti dobiveni iz biomase kvasca (pekarski kvasac) |
Nakon položenog ispita studenti će biti u stanju:
- objasniti zašto je kvasac dobar modelni organizam;
- objasniti građu stanice kvasca;
- objasniti građu stanične ovojnice kvasca i membrana pojedinih organela;
- objasniti kakve promjene u lipidnom sastavu membrana izazivaju pojedini stresni uvjeti;
- objasniti teoretske i praktične aspekte izolacije staničnih organela;
- prirediti puferske otopine;
- izolirati sferoplaste iz stanica kvasca;
- ekstrahirati lipide iz stanične biomase kvasca;
- objasniti koje se instrumentalne metode koriste u analizi lipida;
- analizirati tankoslojnom kromatografijom neutralne lipide/fosfolipide;
- objasniti izgled plinskog kromatograma metilnih estera masnih kiselina
- na temelju kromatograma odrediti sastav masnih kiselina kvasca.
Blagović B.: Kvasac kao modelni organizam u izučavanju bioloških membrana, priručnik za seminare i vježbe, Medicinski fakultet, Sveučilište u Rijeci, Rijeka, 2009.
Cooper G.M. i Hausman R.E.(2004) Stanica, molekularni pristup - III. izdanje, Medicinska naklada - Zagreb.
Walker G.M. (2000) Yeast Physiology and Biotechnology. Wiley Sons, New York.
Hohmann S. and Mager W.H. (1997) Yeast Stress Responses. Springer-Verlag, Heidelberg;
Daum G. (Ed.) (2004) Lipid Metabolism and Membrane Biogenesis. Springer-Verlag Berlin Heidelberg.
Web-stranice: Lipid Library (http//www.lipidlibrary.co.uk)
Xiao W. (Ed.) (2006) Methods in molecular biology Vol. 313 Yeast protocols. Humana Press.
Smart K. (Ed.) (2000) Brewing Yeast Fermentation Performance. Oxford Brookes University Oxford.
Alberts B. (Ed.) (2002) Molecular Biology of the Cell - 4th edn. Garland Publishing, Inc. New York London.
Christie W.W. (2003) Lipid analysis - 3rd edn. Vol. 15, The Oily Press Lipid Library.
Pohađanje nastave je obavezno, kao i obrada seminarskog rada na zadanu temu.
Rad studenata vrednuje se i ocjenjuje tijekom izvođenja nastave te za pripremljen i izložen seminarski rad.
Learning outcomes
Ishodi učenja
P1,2 Student će moći:
Objasniti zašto je Saccharomyces cerevisiae jedan od najkorištenijih i najproučavanijih modelnih organizama u biologiji.
Opisati glavne morfološke, genetske i biokemijske karakteristike kvasca koje ga čine pogodnim za proučavanje staničnih procesa.
Navesti i objasniti različite uvjete uzgoja kvasca. Prepoznati kako stresni čimbenici (oksidativni stres, toplinski stres, osmotski stres, nutritivna ograničenja) djeluju na stanice kvasca. Povezati stresne čimbenike s njihovim učincima na stanične strukture i metaboličke putove kvasca, uključujući promjene u lipidnom profilu.
Objasniti osnovne promjene u sastavu membranskih lipida tijekom starenja, izloženosti stresu i promjene u okolišnim uvjetima. Procijeniti kako starenje stanica kvasca mijenja strukturu membranskih lipida i kako te promjene utječu na funkciju stanice i preživljavanje.
Opisati temeljne mehanizme prilagodbe kvasca na anaerobne uvjete, uključujući metaboličke i strukturne promjene. Primijeniti znanja o kvascu kao modelnom organizmu na razumijevanje općih staničnih procesa (npr. regulacija metabolizma, starenje, odgovor na stres) u kontekstu šire biomedicinske primjene.
Learning outcomes
Nakon odslušanih predavanja student će moći:
Usporediti građu stanice kvasca s tipičnom eukariotskom stanicom.
Nabrojati i opisati vrste staničnog ciklusa kvasca. Razlikovati MATa i MATalfa tip parenja kod kvasca.
Opisati što je auksotrofija i navesti najčešće auksotrofične mutacije u kvascu. Pročitati i razumjeti genotip kvasca iz standardne notacije (npr. „leu2-3,112“, „ura3Δ0“, „trp1-1“). Objasniti razlike između najčešćih laboratorijskih sojeva (W303, BY4741/42, S288c). Razlikovati auksotrofne sojeve prema njihovim nutritivnim zahtjevima na selektivnim medijima. Odabrati prikladan soj za određeni eksperiment (npr. proteomika, toksikologija, genetička manipulacija, fermentacija).
Opisati glavne skupine lipida prisutnih u stanicama kvasca (fosfolipidi, steroli, triacilgliceroli). Objasniti razlike u lipidnom profilu između različitih organela (plazmatska membrana, mitohondrij, jezgrina membrana, lipidne kapljice). Interpretirati promjene u lipidnom sastavu stanica kvasca tijekom rasta, stresa i starenja. Povezati lipidni sastav s funkcionalnim svojstvima organela (npr. fluidnost membrane, funkcija mitohondrija).
Objasniti osnovna načela proteomske analize, uključujući izolaciju organela (mitohondrija), pripremu uzoraka i LC–MS/MS analizu proteina. Opisati postupak identifikacije proteina, uključujući kriterije identifikacije, ulogu baza podataka i osnovne bioinformatičke korake (volcano-plot, ANOVA, klasterizacija). Objasniti koncept različite ekspresije proteina i njezin biološki značaj u stresnom odgovoru. Navesti glavne funkcionalne skupine proteina (npr. glikoliza/glukoneogeneza, TCA ciklus, ATP-sintaza, biosinteza aminokiselina, ribosomski proteini, proteini staničnog odgovora na stres) i opisati njihovu ulogu.
Learning outcomes
Nakon odslušanog seminara student će moći razumjeti i objasniti zašto se kvasac koristi za modeliranje ljudske biologije i koje su prednosti kvasca kao modela. Objasniti što je humanizacija kvasca i što su to ortolozi. Procijeniti funkcionalne posljedice ljudskih mutacija pomoću humaniziranog kvasca.
Learning outcomes
Student će moći:
Definirati i razlikovati pet stupnjeva humanizacije kvasca te objasniti primjere iz svakog stupnja humanizacije.
Procijeniti koji stupanj humanizacije je prikladan za određeno istraživačko pitanje. Primijeniti koncept humanizacije za dizajn jednostavnih eksperimentalnih modela bolesti
Learning outcomes
Student će moći:
Opisati osnovne principe komunikacije mitochondrija–citosol–jezgra.
Definirati anterogradnu komunikaciju (jezgra → mitohondrij). Definirati retrogradnu komunikaciju (mitohondrij → jezgra). Analizirati kako anterogradni i retrogradni putevi međusobno utječu na stanični metabolizam.
Learning outcomes
Student će moći:
Opisati glavne kategorije proizvoda dobivenih metaboličkim inženjerstvom kvasca. Analizirati kako se metaboličkim inženjerstvom modificiraju metabolički čvorovi. a { Procijeniti značaj mitohondrijske i subcelularne lokalizacije u povećanju proizvodnje kemikalija
Learning outcomes
Student će moći:
- Objasniti zašto je kvasac pogodan model-organizam za humanu patologiju.
- Objasniti osnovne vrste bolesti koje se uspješno modeliraju u kvascu (neurodegenerativne, mitohondrijske i metaboličke bolesti, infektivne bolesti).
- Analizirati i primijeniti kako se u kvascu modeliraju neurodegenerativne bolesti
- Objasniti korist kvasca u farmakologiji i otkrivanju lijekova
- Razlikovati stanično‑autonomne procese (prikladne za kvasac) od tkivno-specifičnih (neprikladne za kvasac)
Learning outcomes
Student će moći opisati i objasniti:
- Ulogu kvasca u razvoju moderne genetike i genomike
- Temeljne principe i važnost kompletne YKO (yeast knockout) kolekcije
- Kako kvasac omogućuje funkcionalnu analizu gena i putova na razini cijelog genoma
Learning outcomes
Student će moći opisati i objasniti zašto je S. cerevisiae pogodan za proizvodnju terapeutski relevantnih proteina i malih molekula. Moći će analizirati i primijeniti mehanizme i primjere proizvodnje biofarmaceutika u kvascu. Objasniti principe inženjerstva biosenzora u kvascu te evaluirati biosigurnosne izazove u razvoju kvasnih biosenzora.
Learning outcomes
Student će moći opisati i objasniti osnovne karakteristike glavnih nekonvencionalnih kvasaca i razlike između takvih kvasaca i S. cerevisiae. Objasniti metaboličke strategije za optimizaciju proizvodnje nekonvencionalnih kvasaca te koje su prednosti korištenja specifičnih vrsta u određenim bioprocesima.
Learning outcomes
Student će moći opisati i objasniti osnovnu građu i sastav stanične stijenke kvasca (strukturu glukana, manana i manan-oligosaharida). Moći će analizirati i primijeniti imunomodulatorne učinke β‑glukana te mehanizam djelovanja manan-oligosaharida na crijevnu barijeru.
| Academic year | |
|---|---|
| 2025/2026 | Preuzimanje |