C8004 Pokročilá biologie rostlinné buňky

Přírodovědecká fakulta
jaro 2025
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučující
Mgr. Markéta Pernisová, Ph.D. (přednášející)
Garance
Mgr. Markéta Pernisová, Ph.D.
Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: Mgr. Markéta Pernisová, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
Bi1700 Buněčná biologie && Bi4020 Molekulární biologie
Předpokladem pro porozumění předmětu je absolvování základů molekulární biologie a struktury rostlinné buňky. Absolvování předmětů fyziologie rostlin a anatomie rostlin je výhodou.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cílem tohoto předmětu je vysvětlit složitější signální dráhy a mechanizmy odehrávající se v rostlinných buňkách a interpretovat jejich význam pro fyziologické procesy v rostlinných pletivech, orgánech i na úrovni celého organizmu. Studenti porozumí složitějším procesům zajišťujícím fyziologické funkce rostlinné buňky.
Výstupy z učení
Po absolvování přednášek získají studenti přehled o: vnitrobuněčné a mezibuněčné signalizaci v rostlinných buňkách, hormonálních regulacích, vnitrobuněčném a mezibuněčném transportu látek, speciálních mechanických vlastnostech rostlinných buněk, buněčném cyklu rostlinné buňky, diferenciaci rostlinných buněk v intaktním organizmu a v in vitro podmínkách, a o omických přístupech na buněčné úrovni.
Osnova
  • 1) Signální dráhy rostlinných hormonů: auxin, cytokininy, etylén, kyselina abscisová, gibereliny, brasinosteroidy, jasmonáty, kyselina salicilová, strigolaktony; sensory
  • 2) Vnitrobuněčný a mezibuněčný transport: buněčná lokalizace metabolických enzymů, transport auxinu, PIN proteiny, polarita a fosforylace PIN proteinů, cytokininové transportéry, transportéry cukrů, plasmodesmata, symplast a apoplast, mezibuněčný transport nukleových kyselin
  • 3) Buněčný cyklus rostlinné buňky: buněčné dělení jako základní mechanismus odpovědi na vnější signál, kontrolní body buněčného cyklu, rostlinné jaderné proteiny, dělení plastidů, mitochondriií a peroxizomů, mechanismy dědění organel v dělících se buňkách, buněčný cyklus v průběhu nodulace, buněčné dělení pod vlivem patogenů
  • 4) Růst a prodlužování rostlinných buněk: organizace buněčné stěny, biosyntéza celulózy, signalizace regulující dynamiku cytoskeletu a růst buňky, prodlužování buňky v závislosti na auxinu a turgoru, hormonální regulace růstu buněk
  • 5) Mechanické vlastnosti rostlinných buněk: mechanosenzory a přenos signálu, vnímání gravitačního vektoru, amyloplasty, transdukce gravitačního signálu, transmise signálu a růstová odpověď
  • 6) Rostlinné kmenové buňky: kmenové buňky v prýtovém meristému, WUS-CLV3 signalizace, funkce Ca2+, kmenové buňky v kořenovém meristému, WOX5, CLE, hormonální regulace, epigenetické regulace, zakládání kmenových buněk de novo – boční kořeny, fylotaxe
  • 7) Diferenciace rostlinných buněk: asymetrické dělení v zygotě, polarizace, endoreduplikace, prokambium a kambium ve vývoji vodivých pletiv, programovaná buněčná smrt, zásobní buňky – olejová a proteinová tělíska
  • 8) Diferenciace rostlinných buněk in vitro: molekulární aspekty dediferenciace, rediferenciace, transdiferenciace, genetické reprogramování rostliných buněk in vitro, kalus, regenerace, epigenetické modifikace
  • 9) Omické přístupy na úrovni rostlinné buňky I: transkriptomika, proteomika, metabolomika, lipidomika, syntetická biologie, omické studie organel
  • 10) Omické přístupy na úrovni rostlinné buňky II: hormonomika na úrovni buňky a organel, sortování buněk a jader, izolace buněčných organel, reportérové buněčné linie, "cell atlas"
Literatura
    doporučená literatura
  • ALBERTS, Bruce, Rebecca HEALD, Alexander JOHNSON, David Owen MORGAN, Martin C. RAFF, Keith ROBERTS a Peter WALTER. Molecular biology of the cell. Edited by John H. Wilson - Tim Hunt. Seventh edition. New York, NY: W. W. Norton & Company, 2022, xxxviii, 1. ISBN 9780393884852. info
  • Plant cells and their organelles. Edited by William V. Dashek - Gurbachan S. Miglani. First published. Chichester: Wiley-Blackwell, 2017, xii, 414. ISBN 9780470976869. info
Výukové metody
přednášky, diskuse se studenty
Metody hodnocení
písemný test
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2024.