Biologia rozwoju zwierząt

biologia

obowiązkowe

Korzystne jest aby student rozpoczynający kurs biologii rozwoju zwierząt posiadał podstawową wiedzę z zakresu biologii komórki dotyczącą budowy i funkcjonowania komórek zwierzęcych, ze szczególnym uwzględnieniem regulacji cyklu komórkowego. Znajomość zjawisk zachodzących podczas podziału mejotycznego i mitotycznego jest bardzo przydatna. Przedmiot nie polecany dla studentów I roku studiów I stopnia.

w sali

Ćwiczenia zapoznają studentów z rozwojem zarodkowym zwierząt należących do różnych grup systematycznych (bezkręgowców – nicienie, owady, jeżowce oraz kręgowców – ryby, płazy, ptaki i ssaki). Rozwój organizmów modelowych, typowych dla danej grupy systematycznej jest omawiany podczas prelekcji i prezentowany w trakcie ćwiczeń w formie preparatów stałych lub materiału żywego.

Celem wykładu jest przedstawienie studentom podstaw mechanizmów molekularnych, które regulują kolejne etapy rozwoju zwierząt. Omawiane zjawiska prezentowane są na podstawie wyników badań prowadzonych na organizmach modelowych dla danego zagadnienia.

Ćwiczenia poświęcone są analizie rozwoju zarodkowego zwierząt należących do różnych grup systematycznych. Omawiany i demonstrowany jest rozwój zarodkowy bezkręgowców, na przykładzie rozwoju organizmu modelowego jakim jest nicień glebowy Caenorhabditis elegans, a także organizmów modelowych należących do innych grup systematycznych bezkręgowców (jeżowiec, Drosophila melanogaster) oraz kręgowców (ryby, płazy, ptaki, ssaki). Cześć praktyczna ćwiczeń poprzedzona jest prelekcją dotyczącą tematyki realizowanej w trakcie konkretnych zajęć. Podczas prelekcji omawiane są również preparaty, które będą oglądane i analizowane w trakcie ćwiczeń. Część praktyczna zajęć polega na obejrzeniu przygotowanych wcześniej przez prowadzących preparatów lub wykonaniu przez studentów prostych preparatów z dostarczonego materiału żywego. Taka forma ćwiczeń jest realizowana na zajęciach dotyczących rozwoju nicienia glebowego Caenorhabditis elegans oraz wczesnych zarodków kury. Podczas wykładu studenci zapoznawani są z mechanizmami molekularnymi, które regulują rozwój zwierząt. Kolejno przedstawiane są poszczególne etapy rozwoju organizmu, za pomocą przezroczy, filmów i animacji komputerowych ilustrowana jest regulacja procesów rozwojowych u najlepiej poznanych pod tym względem organizmów modelowych. Omawiane są: Procesy rozwojowe i ich znaczenie: stadia rozwojowe; rozmnażania płciowe. Gametogeneza: komórki linii płciowej; komórki towarzyszące komórkom rozrodczym; mejoza i różnicowanie w spermatogenezie i oogenezie; ekspresja genów podczas oogenezy; losy i lokalizacja RNA w oocycie. Dojrzewanie oocytów płazów i ssaków: mechanizmy molekularne regulujące dojrzewanie (MPF, CSF, kinazy MAP); mechanizmy kontrolujące zapłodnienie. Bruzdkowanie: kontrola kariokinezy i cytokinezy; regulacja cykli komórkowych podczas rozwoju; różnice w sposobach bruzdkowania; bruzdkowanie ssaków; genetyczna kontrola bruzdkowania. Determinacja rozwojowa komórek w zarodku: determinacja autonomiczna – rozwój mozaikowy, determinacja warunkowa – rozwój regulacyjny; rozwój mozaikowy - rola czynników cytoplazmatycznych; różnicowanie komórkowe u nicienia C. elegans. Sekwencja ekspresji grup genów regulujących rozwój D. melanogaster: gradienty produktów genów matczynych; rejonizacja ekspresji poszczególnych grup genów segmentacji (gap, pair-rule, segment polarity); geny aktywowane w stadium blastodermy syncytialnej i blastodermy komórkowej; rola genów homeotycznych. Gastrulacja: mechanizmy ruchów gastrulacyjnych u jeżowców; przebieg gastrulacji u wybranych grup zwierząt; mapa prospektywna blastuli płaza i determinacja miejsca powstawania górnej wargi pragęby. Rozwój regulacyjny: rozwój zarodka jeżowca; regulacyjne zdolności zarodków ssaków; pierwotne komórki zarodkowe ssaków; zmiana potencjału rozwojowego komórek podczas gastrulacji u płazów; pojęcie organizatora, kaskada indukcji w rozwoju X. laevis; indukcja mezodermy. Rola indukcji w organogenezie: kompetencja tkanki do reakcji na bodziec indukcyjny; oddziaływania nabłonkowo-mezenchymatyczne; przestrzenne zróżnicowanie indukcji; specyficzność genetyczna indukcji; rola genów Hox u kręgowców w przestrzennym zróżnicowaniu zarodka. Rozwój zawiązków kończyn: geny Hox i pozycja kończyn; zdolności regulacyjne zawiązka kończyny płaza; powstawanie zawiązka kończyny; specyfikacja powstawania kończyny przedniej i tylnej; oddziaływanie mezenchymy i ektodermy zawiązka – czapeczka apikalna; informacja pozycyjna konieczna do powstania kończyny; zróżnicowanie przodo-tylne kończyny, rola genów Hox i sonic hedgehog; zróżnicowanie grzbieto-brzuszne. Powstawanie zawiązków gonad: pochodzenie komórek płciowych i somatycznych, które budują gonadę ssaków; regulacja hormonalna powstawania fenotypu płciowego – przewody płciowe, zewnętrzne narządy płciowe; czynniki maskulinizujące. Cytoplazma biegunowa i komórki biegunowe D. melanogaster; powstawanie i migracja pierwotnych komórek płciowych ptaków i ssaków; dyminucja chromatyny u Parascaris. Mechanizmy determinacji płci: genetyczna determinacja płci u ssaków – rola genu sry; determinacja płci u Drosophila melanogaster; determinacja płci u gadów pod wpływem środowiska.

- Ćwiczenia z biologii rozwoju zwierząt, (red. M. Maleszewski). 2007. Wydawnictwa Uniwersytetu Warszawskiego.

- Gilbert F.S., Developmental biology, wyd. 6 - 9. Sinauer Associates, Inc., Sunderland, Massachusetts USA.

- LeMoigne A., Biologia rozwoju, 1999, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.

- Molekularne mechanizmy rozwoju zarodkowego. (red. H. Krzanowska i W. Sokół-Misiak). 2002. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.

- Twyman R.M., Biologia rozwoju. Krótkie wykłady, 2005. Wydawnictwa Naukowe PWN.

- Podstawy embriologii zwierząt i człowieka, t. 1-2, (red. C. Jura i J. Klag). 2005. Wydawnictwo Naukowe PWN.- Bielańska-Osuchowska Z., Zarys organogenezy. 2004. Wydawnictwo Naukowe PWN.

- Bielańska-Osuchowska Z., Embriologia. 2001. Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa.

WIEDZA

Zna funkcjonowanie struktur komórkowych i przedstawia najważniejsze zależności funkcjonalne zarówno między składowymi komórki, jak i między komórkami podczas gametogenezy i rozwoju zarodkowego zwierząt.

Zna różnorodność zjawisk zachodzących podczas rozwoju zarodkowego różnych grup zwierząt i rozumie zjawiska i procesy przyrodnicze, które je kształtują

Zna budowę morfologiczną i anatomiczną zwierząt i rozumie funkcjonowanie zarodka zwierzęcego jako całości

Dostrzega podobieństwa w przebiegu rozwoju zarodkowego różnych grup zwierząt od bezkręgowców do kręgowców

Ma wiedzę i rozumie podstawowe kategorie pojęciowe terminologii biologii komórki i biologii rozwoju zwierząt

Posiada wiedzę o zasadach BHP i zasadach ergonomii, zapewniających bezpieczną pracę w laboratorium.

UMIEJĘTNOŚCI

Czyta ze zrozumieniem naukowe i popularnonaukowe teksty dotyczące biologii rozwoju zwierząt, w języku ojczystym

KOMPETENCJE SPOŁECZNE

Poszerza zainteresowania w obrębie biologii rozwoju zwierząt

Odczuwa potrzebę stałego dokształcania się i aktualizowania wiedzy w zakresie biologii rozwoju zwierząt

Wykazuje zrozumienie zjawisk biologii rozwoju i krytycznie analizuje i interpretuje informacje pojawiające się w środkach masowego przekazu.

W trakcie poszczególnych zajęć studenci zobowiązani są do obejrzenia preparatów przygotowanych wcześniej przez prowadzących zajęcia lub własnoręcznego wykonania prostych preparatów z dostarczonego materiału. Obowiązkiem studentów jest narysowanie i prawidłowe oznaczenie oglądanych obiektów, w czym pomagają prowadzący zajęcia. Protokoły zawierające oznaczone rysunki są zbierane pod koniec zajęć i oceniane przez prowadzących dane zajęcia. Suma punktów uzyskanych przez studenta w trakcie ćwiczeń (wyznaczona jest wartość minimalna) stanowi kryterium dopuszczające do kolokwium. Ostateczne, dopuszczające do egzaminu zaliczenie ćwiczeń ma formę kolokwium pisemnego (test) i jest podzielone na dwie części. W połowie semestru odbywa się kolokwium I (materiał z I połowy semestru). Po jego zaliczeniu, student zdaje pod koniec semestru kolokwium II, dotyczące pozostałej części materiału (z drugiej połowy semestru). Końcowym zaliczeniem przedmiotu jest zdanie pisemnego egzaminu testowego. Student ma prawo opuścić w trakcie semestru maksymalnie 2 zajęcia. Przekroczenie tej liczby, bez względu na przyczynę nieobecności, skutkuje skreśleniem z listy uczestników zajęć.

nie dotyczy