Структура за темами

  • Курс «Методи дослідження збудливих мембран» є ключовим для опанування студентами сучасними методологічними підходами і фізичними приладами, що широко застосовуються в експериментальній біофізиці для дослідження транспортної та сигнальної функції клітинних мембран. Він ставить за мету розвиток у студентів навичок постановки електрофізіологічного експерименту, реєстрації біоелектричних явищ, обробки та інтерпретації одержаних результатів. Передбачається вивчення механізмів біоелектрогенезу, принципів збору та анализу електрофізіологічної інформації на макро та мікрорівнях, підходів до клонування, функціональної експресії та структурно-функціональному анализу мембранних іонних каналів та рецепторів, а також основ флуорисцентної та конфокальної мікроскопії.

    Метою курсу «Методи дослідження збудливих мембран» є ознайомлення студентів з теоретичними та експериментальними підходами, які лежать в основі дослідження біоелектричної функції клітинних мемран. Вивчення курсу є необхідним етапом для закладання бази подальшої спеціалізації.

    Завданням курсу є розуміння студентами теоретичних засад та опанування ними ключовими методичними підходами, які застосовуються для дослідження іон-транспортної та сигнальної функції клітинних мембран.

    Інтегровані вимоги до знань та вмінь по учебовому курсу полягають в тому, що в результаті його вивчення студент повинен:

    Знати:

    - механизми виникнення біоелектрики та властивості біомембран;

    - вимоги та принципи побудови електрофізіологічної апаратури та установки;

    - фізичну хімію поведінки металів та скла в електролітах;

    - принципи виготовлення та роботи електродів та мікроелектродів;

    - загальні методичні підходи для електрофізіологічного дослідження клітин;

    - існуючі експериментальні методики електрофізіологічного дослідження різних типів клітин та багатоклітинних препаратів;

    - принципи збору, аналізу та обробки електрофізіологічної інформаціїи на макро та мікрорівнях;

    - підходи до клонуванню, функціональній експресії та структурно-функціональному аналізу мембранних каналів та рецепторів;

    - властивості експресійних систем для функціонального анализу клонованих каналів та рецепторів;

    - використання флуорисцентних зондів для візуалізації та кількісної характеристики внутрішньоклітинних структур, біологічно активних речовин та процесів;

    - основи флуорисцентної та конфокальної мікроскопії;

    Вміти орієнтуватися та використовувати сучасний арсенал методичних подходів для дослідження клітинних мембран.

    Місце в структурно-логічній схемі спеціальності. Вивчення дисципліни «Методи дослідження збудливих мембран» базується на засадах інтеграції теоретичних та практичних знань, отриманих студентами як в загальноосвітніх навчальних закладах (природознавство, фізика, хімія, біологія та цивільна оборона), так і одержаних при вивченні дисціплін на попередніх курсах навчання (анатомія та фізіологія, основи молекулярної фізіології).


  • 4.1. Оптичні вимірювання внутрішньоклітинної концентрації кальцію – 2 год.

    Перші вимірювання внутрішньоклітинної концентрації кальцію. Люмінісцентні та флуоресцентні індикатори. Характеристика сучасних флуоресцентних індикаторів кальцію. Методи введення індикаторів в клітину. Формула Гринкевича-Чена для двох хвильового методу вимірювання абсолютної концентрації кальцію.

    На самостійне опрацювання студентами виносяться проблеми (2 год.)

    1. Індикатори примембранної та органельної концентрациї кальцію.

    2. Калібрування установки для вимірювання концентрациї кальцію.

    4.2. Інші флуоресцентні індикатори – 1 год.

    Індикатори потенціалу. Використання зеленого флуорисцентного протеїну та його похідних для візуалізації каналів та рецепторів.

    На самостійне опрацювання студентами виносяться проблеми (2 год.)

    1. Флуоресцентні маркери мембрани та огранел.

    2. Поняття про каналородопсин.

    4.3. Флуоресцентний мікроскоп – 1 год.

    Блок схема флуоресцентного мікроскопа. Блок схема установки для флуоресцентних досліджень динамічних процесів. Суміщення флуорометричних та електрофізіологічних досліджень.

    На самостійне опрацювання студентами виносяться проблеми (2 год.)

    1. Поняття про TIRF мікроскопію.

    2. Оптичний "patch clamp".

    4.4. Принципи конфокальної мікроскопії – 1 год.

    Одно- та двохфотонний конфокальний мікроскопи, переваги та недоліки кожного з них. Дослідження ко-локалізації мембранних білків з використанням резонансного переносу енергії.

    На самостійне опрацювання студентами виносяться проблеми (2 год.)

    1. Теоретичні основи резонансного переносу енергії.

    2. Використання антитіл в імунофлуорисцентних дослідженнях.

    4.5. Методи надшвидкого прикладання розчинів з використанням "caged" біологічно активних речовин – 1 год.

    Методи надшвидкої зміни розчинів в електрофізіологічному експерименті. Поняття про "caged" речовини. Вимоги до "caged" речовин. Способи введення "caged" речовин в клітину.

    На самостійне опрацювання студентами виносяться проблеми (2 год.)

    1. Типи "caged" речовин.

    2. Електрофізіологічні експерименти з використанням "caged" речовин.