Метаболізм мікроорганізмів
Тип: Нормативний
Кафедра: мікробіології
Навчальний план
Семестр | Кредити | Звітність |
1 | 4 | Іспит |
Лекції
Семестр | К-сть годин | Лектор | Група(и) |
1 | 32 | доцент Яворська Г. В. | БЛБ - 12м, БЛБ - 11м |
Практичні
Семестр | К-сть годин | Група | Викладач(і) |
1 | 16 | БЛБ - 12м | доцент Яворська Г. В. |
БЛБ - 11м | доцент Яворська Г. В. |
Опис курсу
“Метаболізм мікроорганізмів” є дисципліною спеціалізації для студентів І курсу магістратури денної форми навчання спеціальності 091 Біологія спеціалізації Мікробіологія. Вона містить лекційний курс, практичні заняття і самостійну роботу студентів із рекомендованою літературою. На вивчення дисципліни передбачено два змістових модулі. Предметом вивчення є метаболізм мікроорганізмів, його компоненти і регулювання. Завданнями є сформувати у студентів систему знань щодо: загальних закономірностей організації метаболітних систем про- та еукаріотичних мікроорганізмів; особливостей транспортування поживних речовин і продуктів обміну; типів живлення прокаріот і дріжджів; принципів функціонування регуляторних ферментів та систем ферментів; способів регулювання метаболізму та функцій основних компонентів і поглибити знання студентів про: організацію та функціонування регуляторних ферментів і метаболітних систем; механізми регулювання метаболізму в різних видів мікроорганізмів. Знання студентів контролюють за якістю виконання контрольних модульних робіт, які включають зміст лекцій та самостійної роботи і роботою на практичних заняттях. Діагностують студентів поточним і підсумковим контролем, який проводять в усній і письмовій формі й оцінюють у 100 балів.
Рекомендована література
- Козлова І. П., Радченко О. С., Степура Л. Г., Кондратюк Т. О. Геохімічна діяльність мікроорганізмів та її прикладні аспекти: Навч. посібник. К.: Наук. думка, 2008. 528 с.
- Пиневич А. В. Микробиология. Биология прокариотов: Учебник. в 3 томах. Т. 1-2. (на платформы moodle: http://e-learning.lnu.edu.ua/course/view.php?id=998#section-1)
- Радченко О. С. Фізіолого-біохімічні властивості мікроорганізмів та методи їх визначення. Навчальний посібник. Київ: ТОВ «Аграр Медіа Груп». 2012. 211 с.
- Концевая, И. И. Микробиология: метаболизм бактерий. Практическое руководство для студ. биологич. спец. вузов. Гомельский гос. ун-т им. Ф. Скорины. Чернигов: Десна Полиграф, 2017. 52 с. (на платформі moodle: http://e-learning.lnu.edu.ua/course/view.php?id=998#section-1)
- Современная микробиология. Прокариоты: В 2-х томах / Под.ред. Й.Ленгнера, Г.Древса, Г.Шлегеля. М.: Мир, 2005.
- Нетрусов А. И., Котова И. Б Микробиология: учебник. М.: Издательский центр «Академия», 2006. 352 с.
- Марченко М. М., Копильчук Г. П. Біохімія інформаційних молекул. Чернівці: Вид-цтво Рута, 2003. 344 с.
- Тоцький В.М. Генетика: Підручник. Одеса: Астропринт, 2002. 712 с. (www.twirpx.com/file/1856518)
- Гудзь С. П., Гнатуш С. О., Яворська Г. В., Білінська І. С., Борсукевич Б. М. Практикум з мікробіології. Львів: Вид. центр ЛНУ імені Івана Франка, 2014. 436 с.
- Ястремська Л. С., Малиновська І. М. Загальна мікробіологія і вірусологія: навч. Посібник. К.: НАУ, 2017. 232с. (https://er.nau.edu.ua/bitstream/NAU/38706/1/%D0%97%D0%9C%D0%92_%D0%BF%D0%BE%D1%81%D1%96%D0%B1%D0%BD%D0%B8%D0%BA%20%D1%81.1-50%20%D0%97%D0%B0%D1%85%D0%B8%D1%81%D1%82.pdf)
- Palsson B. O. Systems Biology. Constraint-based Reconstruction and Analysis. Cambridge University Press. 2015. 531 p.
- Genetics Meets Metabolomics: from Experiment to Systems Biology. Ed. by Suhre K. Springer. 2012. 318 p.
- The Handbook of Metabonomics and Metabolomics. Ed. by Lindon J.C., Nicholson J.K. and Holmes E. Elsevier. 2007. 561 p.
Додаткові ресурси:
http://bigg.ucsd.edu
https://ecocyc.org/
http://www.genome.jp/kegg
Матеріали
Теми практичних занять
Тема 1. Використання ферментів мікроорганізмів і механізмів регулювання у біотехнології і конструюванні генів
- Характеристика біотехнологічних процесів з використанням ферментів мікроорганізмів.
- Характеристика сконструйованих мікроорганізмів, які впроваджені у виробництво.
- Характеристика ферментів мікроорганізмів, які використовують у біотехнологічних процесах як інструмент.
- Характеристика ферментів мікроорганізмів, які використовують у біотехнологічних процесах як продукт.
- Перспективи використання ферментів мікроорганізмів як біотехнологічних об’єктів.
- Поняття про генну інженерію мікроорганізмів.
- Характеристика ферментів мікроорганізмів, які використовують у генній інженерії як інструмент.
- Перспективи використання ферментів мікроорганізмів у генній інженерії.
- Перспективи біосенсорів у біотехнологічних процесах та їхня характеристика.
- Проблеми створення систем з іммобілізованих мікроорганізмів.
- Проблеми створення систем з використанням іммобілізованих ферментів мікроорганізмів.
Тема 2. РНК – види, будова, функції. Роль алостеричних ферментів у регуляції метаболізму. Родини регуляторних білків та методи їхньої ідентифікації
- Види, будова, функції й особливості синтезу ДНК у мікроорганізмів.
- Види, будова, функції й особливості синтезу РНК у мікроорганізмів.
- Значення посттранскрипційних і посттрансляційних модифікацій для метаболітних процесів.
- Характеристика алостеричних ферментів мікроорганізмів.
- Роль алостеричних ферментів у регуляції метаболізму.
- Родини регуляторних білків та їхня характеристика.
- Методи визначення активності ферментів.
- Методи ідентифікації регуляторних білків (імунопреципітація, імуноферментний аналіз).
- Характеристика ефекторів і алостеричних ферментів (катаболітних і анаболітних).
- Характеристика ефекторів і алостеричних ферментів анаболітних процесів.
- Механізм дії алостеричних ферментів.
Тема 3. Метаболони мікроорганізмів. Протеоліз білків. Апоптоз у мікроорганізмів
- Принципи організації та функціонування метаболонів.
- Метаболони еукаріотних мікроорганізмів.
- Метаболони прокаріотів.
- Компартментація у прокаріот.
- Компартментація в еукаріот.
- Принципи функціонування протеасом у мікроорганізмів. Протеоліз білків у мікроорганізмів.
- Роль протеолізу в регулюванні метаболізму мікроорганізмів.
- Апоптоз у мікроорганізмів.
- Сигнальні системи прокаріот. Участь білків у сигнальних системах мікроорганізмів.
- Кворум-системи мікроорганізмів.
- Системи регулювання у біоплівках.
Тема 4. Значення транспорту молекул і йонів у клітину мікроорганізмів для живлення та механізми регулювання цих процесів
- Класифікації систем транспорту. Зокрема, система, запропонована П. Мітчелом.
- Системи активного транспорту.
- Транспорт іона натрію з клітини спряжений з реакцією декарбоксилування.
- Транспорт феруму та його регулювання у прокаріот.
- Транспорт феруму та його регулювання у грибів і дріжджів.
- Транспорт білків. Поняття про секрецію, екскрецію, експорт та транслокацію.
- Участь білків-шаперонів у системах транспортування.
- Шляхи транспорту до дріжджової вакуолі. Транспорт білків у мітохондрії.
- Транспорт купруму та його регулювання.
- Транспорт цинку, та його регулювання.
- Транспорт мангану і кобальту та його регулювання.
Тема 5. Способи отримання енергії та особливості будови дихального ланцюга у різних мікроорганізмів
- Етапи катаболізму цукрів у мікроорганізмів.
- Способи отримання енергії у прокаріот.
- Способи отримання енергії в еукаріот.
- Особливості будови дихального ланцюга у різних мікроорганізмів.
- Мембранні біотрансформатори та їхня характеристика.
- Особливості метаболізму у галобактерій.
- Особливості метаболізму у геліобактерій.
- Особливості метаболізму у метаноутворювальних бактерій.
- Особливості метаболізму у метилотрофів.
- Зворотній транспорт електронів у бактерій і його значення.
- Фосфагени (енергетично багаті) бактерій.
Тема 6. Характеристика метаболізму гетеротрофних мікроорганізмів
- Особливості метаболізму хемоорганогетеротрофів.
- Особливості метаболізму хемолітогетеротрофів.
- Бродіння як метаболітний процес.
- Неповні окиснення та їхня роль для мікроорганізмів.
- Особливості метаболізму фотогетеротрофів.
- Метаболітні системи етанолпродукувальних мікроорганізмів.
- Метаболітні системи молочнокислих бактерій.
- Метаболітні системи пропіоновокислих бактерій.
- Метаболітні системи ентеробактерій.
- Метаболітні системи маслянокислих бактерій.
- Значення бродіння для бактерій і людини.
Тема 7. Карбонова автотрофія
- Особливості метаболізму облігатних карбонових автотрофів.
- Особливості метаболізму факультативних автотрофів.
- Способи (шляхи, цикли) фіксування СО2.
- Значення автотрофії для біосфери.
- Квазі-фототрофія.
- Особливості метаболізму у метанотрофів.
- Спільні і відмінні риси авто- і гетеротрофів.
- Характеристика водневих бактерій: систематика, морфологія, цікаві факти.
- Особливості метаболізму у водневих бактерій.
- Світні бактерії: характеристика, особливості, механізми свічення.
- Використання компонентів системи свічення в інженерній ензимології.
Тема 8. Нітрогенна автотрофія
- Особливості метаболізму нітрогенних автотрофів.
- Діазотрофія у симбіонтів.
- Діазотрофія у фотосинтезувальних мікроорганізмів.
- Діазотрофія у ціанобактерій.
- Діазотрофія у сапрофітних прокаріот.
- Діазотрофія у паразитів.
- Значення діазотрофії для природи.
- Значення діазотрофії для господарської діяльності людини.
Критерії оцінювання доповіді: науковість, логічність викладу, обсяг (максимальна кількість балів ставиться, якщо студент раціонально використав відведений для доповіді час) і компетентність доповідача в обговорюваному питанні (оцінюють за представленим змістом і відповідями на додаткові запитання)