Συντονιστές Μαθήματος: Κ. Σταθόπουλος, Κ. Νίκα

Σκοπός του μαθήματος είναι η κριτική κατανόηση της ροής της γενετικής πληροφορίας και η κυτταρική διαδικασία αποκωδικοποίηση της σε πρωτεΐνη. Στο πλαίσιο του μαθήματος, οι μεταπτυχιακοί φοιτητές/τριες καλούνται να κατανοήσουν σε βάθος τις βιοχημικές διεργασίες που εμπλέκονται στη μεταγραφή, στις μετα-μεταγραφικές επεξεργασίες του RNA και στη μετάφραση του σε πρωτεΐνη. Επίσης, στόχος του μαθήματος είναι η κατανόηση της δομής και λειτουργίας του ριβοσώματος, που είναι το πιο πολύπλοκο ριβονουκλεο-πρωτεϊνικό σύμπλοκο, και ταυτόχρονα κύριος στόχος των περισσοτέρων συνταγογραφούμενων αντιβιοτικών. Περιγράφονται επίσης οι μηχανισμοί ανθεκτικότητας των μικροοργανισμών στα παραπάνω αντιβιοτικά και οι δυνατότητες-δράσεις αντιμετώπισης πολυανθεκτικών μικροοργανισμών. Τέλος, περιγράφονται οι μηχανισμοί πολλαπλασιασμού των ιών στα κύτταρα του ξενιστή και η εφαρμογή τους στα mRNA εμβόλια.

Εκπαιδευτικοί στόχοι

Ο κύριος εκπαιδευτικός στόχος του μαθήματος είναι η κατανόηση σε βάθος από τους μεταπτυχιακούς φοιτητές/τριες των βιοχημικών διεργασιών που εμπλέκονται στην βιοσύνθεση των μορίων RNA (coding και noncoding) και στην διαδικασία της μετάφρασης της πληροφορίας που κωδικοποιείται από το mRNA σε φυσιολογικές και παθολογικές καταστάσεις. Έμφαση δίνεται στην δομή και λειτουργία σημαντικών ριβονουκλεοπρωϊνικών συμπλόκων τόσο της μεταγραφικής (RNA πολυμεράσες) όσο και της μεταφραστικής μηχανής (ριβόσωμα, splicesome). Επιπλέον στόχος είναι η κατανόηση της βιοσύνθεσης πολυάριθμών noncoding RNAs και ο ρόλος τους στην σύγχρονη μοριακή διάγνωση και εξειδικευμένη θεραπεία.

Περιεχόμενο Μαθήματος

• Μεταγραφή
  • Η υπόθεση του κόσμου του RNA (RNA-world hypothesis)
  • Σύνθεση του RNA: μεταγραφικοί παράγοντες και έναρξη της σύνθεσης του RNA, επιμήκυνση της RNA αλυσίδας, τερματισμός της σύνθεσης του RNA
  • Μετα-μεταγραφική επεξεργασία του RNA: μετα-μεταγραφική επεξεργασία του mRNA, μεταμεταγραφική επεξεργασία του rRNA, μεταμεταγραφτηςεπεξεργασία του tRNA, αυτο-μάτισμα (self-splicing), ματισώματα (splicesoomes)
  • Ριβοέnzyma: ιντρόνια της ομάδας Ι και της ομάδας ΙΙ (group I and group II introns), σφυροκέφαλα ριβοένζυμα (Ηammerhead ribozymes), ριβονουκλεάση Ρ, ρόλος των ριβοενζύμων στην γονιδιακή θεραπεία
  • Παρεμβαλλόμενο RNA (RNA Interference) και ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης
  • Noncoding RNAs, μοριακή διάγνωση και νέες RNA θεραπείες
  • RNA διαμεσολαβούμενη ρύθμιση σε προκαρυωτικούς και ευκαρυωτικούς οργανισμούς
• Μετάφραση
  • Προέλευση και εξελικτική πορεία του ριβοσώματος tRNA και αμινοακυλο-tRNA συνθετάσες: δομή και λειτουργία του tRNA, ενεργοποίηση των αμινοξέων
  • Δομή και λειτουργία του ριβοσώματος: τεχνικές απομόνωσης ριβοσωματικών πρωτεϊνών και rRNA, δομή ριβοσωματικών πρωτεϊνών και rRNA, επίτηςση ιόντων και οργανικών ενώσεων επί της δομή του rRNτηςαι των ριβοσωματικών πρωτεϊνών, μελέτη της δομής και λειτουργίας του ριβοσώματος με τη βοήθεια μεταλλάξεων, τοπογραφία του ριβοσώματος
  • Ρύθμιση της βιοσύνθεσης του ριβοσώματος
  • Μηχανισμός της πρωτεϊνοσύνθεσης: Έναρξη: αναγνώριση του mRNA από τα ριβοσώματα, πρόσδεση του εντηστήριου αα-tRNA στo ριβόσωμα και μοριακή βάση της λειτοςργίας των παραγόντων έναρξης, Επιμήκυνση, Τερματισμός
  • Απορρύθμιση της πρωτεϊνοσύνθεσης σε παθολογικές καταστάσεις
  • Ακρίβεια της μετάφρασης
  • Η χρήση αντιβιοτικών ως μέσων μελέτης της λειτουργίας του ριβοσώματος
  • Μετα-μεταφραστικές επεξεργασίες της νεοσυντιθέμενης πολυπεπτιδικής αλυσίδας: Χημικές τροποποιήσεις, Συνοδοί πρωτεΐνες (molecular chaperones) και ρόλος τους στην απόκτηση της τριτοταγούς διαμόρφωσης της πολυπεπτιδικής αλυσίδας
  • Αποικοδόμηση και ανακύκλωση του mRNA-o ρόλος των νουκλεασών