Το μάθημα πραγματεύεται την κυτταρική οργάνωση, τη δομή και λειτουργία του πρότυπου κυτταρικού συστήματος, την περιγραφή των βιολογικών μεμβρανών και των κυτταρικών οργανιδίων. Εξετάζει το πρώτο σκαλοπάτι της ροής των γενετικών πληροφοριών, την οργάνωση του DNA, και το επόμενο βήμα της πρωτεϊνοσύνθεσης. Μελετά την μεταμεταφραστική τροποποίηση, τη διαλογή, τη στόχευση των πρωτεϊνών και την κυτταρική πολικότητα, δίνει έμφαση στη δομή και στο ρόλο των υπεροξυσωμάτων, των λυσοσωμάτων, των μιτοχονδρίων, των χλωροπλαστών καθώς και του κυτταροσκελετού. Εισάγει στις έννοιες της ενδο-, εξω- και διακυτταρικής επικοινωνίας καθώς και στη μεταγωγή σήματος. Παράλληλα γίνεται εκμάθηση της ερευνητικής μεθοδολογίας (Φωτονική/Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Διέλευσης και Σάρωσης, Αυτοραδιογραφία, Κλασμάτωση κυττάρου, Ηλεκτροφόρηση, Λεκτίνες) ώστε ο/η φοιτητής/τρια να είναι σε θέση να εφαρμόσει, να συνδυάσει και να αναλύσει τα αποτελέσματα των τεχνικών.

Η εκπαίδευση των φοιτητών/τριών στην κατανόηση εννοιών που αφορούν στην οργάνωση (Δομικοί λίθοι, Βιολογικές μεμβράνες, Κυτταροσκελετός, Κυτταρικά οργανίδια, Εξωκυττάρια ουσία) και λειτουργία (Επίπεδα οργάνωσης DNA, Σύνθεση πρωτεϊνών, Κυτταρικός κύκλος, Μεταγωγή σήματος, Παραγωγή και διαχείριση ενέργειας και θερμότητας, Ενδοκυττάρωση, Αποτοξίνωση, Διακυτταρική επικοινωνία) ενός πρότυπου ζωικού κυτταρικού συστήματος καθώς επίσης και η εκμάθηση της απαραίτητης ερευνητικής μεθοδολογίας που απαιτείται για τη μελέτη του.

Οι φοιτητές/τριες με το πέρας των παραδόσεων και των εργαστηριακών ασκήσεων: α) να είναι σε θέση να περιγράφουν την οργάνωση ενός πρότυπου κυτταρικού συστήματος κυττάρου, β) να προσδιορίζουν τη σύσταση και να γνωρίζουν τη λειτουργία ενδοκυττάριων και εξωκυττάριων δομών που απαντώνται στα κύτταρα, γ) να μπορούν να καταδεικνύουν τη ροή της γενετικής πληροφορίας σε πρώτο επίπεδο (κωδικοποίηση, αποθήκευση - πακετάρισμα και αποκωδικοποίηση των γενετικών πληροφοριών) και σε δεύτερο επίπεδο (πρωτεϊνοσύνθεση, προκαρυωτικό/ευκαρυωτικό ριβόσωμα, μηχανισμός της σύνθεσης πρωτεϊνών), δ) να προσδιορίζουν και να αναφέρουν τη ροή της ενέργειας και των μηχανισμών κυτταρικής επικοινωνίας και ε) να είναι ικανοί, σε εργαστηριακό επίπεδο να επιλέγουν, να εφαρμόζουν και να ερμηνεύουν τα αποτελέσματα κλασσικών τεχνικών Κυτταρικής Βιολογίας όπως η ηλεκτρονική μικροσκοπία, η ηλεκτροφόρηση πρωτεϊνών και η κλασμάτωση.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ: ΔΟΜΙΚΟΙ ΛΙΘΟΙ - ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΟΡΓΑΝΩΣΗ (4 Ώρες): Προέλευση και εξέλιξη των οργανισμών. Δομικοί λίθοι - από τα βιομόρια στα κύτταρα. Δεσμοί δομικών λίθων και βιομορίων. Κυτταρική οργάνωση. Ιστορική αναδρομή της Κυτταρικής Βιολογίας. Η θέση της Κυτταρικής Βιολογίας στις Βιοεπιστήμες.

Η ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΚΑΙ Η ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΕΝΟΣ ΠΡΟΤΥΠΟΥ ΚΥΤΤΑΡΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ (2 Ώρες): Η δυναμική της κυτταρικής δομής και λειτουργίας. Δομή και λειτουργία αντιπροσωπευτικών κυτταρικών τύπων.

ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ (4 Ώρες): Ιστορική αναδρομή μικροσκοπίας. Φωτονική Μικροσκοπία. Ηλεκτρονική μικροσκοπία Διέλευσης και Σάρωσης. Ανοσοφθορισμός. Αυτοραδιογραφία. Κλασμάτωση κυττάρου. Ηλεκτροφόρηση. Στύπωμα Western. Χρωματογραφία. Λεκτίνες. Πληροφορική και Κυτταρική Βιολογία.

ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΜΕΜΒΡΑΝΕΣ - ΔΙΑΧΩΡΙΣΤΙΚΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΕΣ ΔΙΠΛΟΣΤΙΒΑΔΕΣ (10 Ώρες): Συστατικά των βιολογικών μεμβρανών. Ρευστότητα και ρύθμιση της ρευστότητας στους οργανισμούς. Ειδική μεθοδολογία. Ιδιότητες κυτταρικών μεμβρανών. Μοντέλα για τη δομή και τη λειτουργία των μεμβρανών. Εξειδικευμένα μεμβρανικά συστήματα.

ΠΡΩΤΟ ΣΚΑΛΟΠΑΤΙ ΤΗΣ ΡΟΗΣ TΩΝ ΓΕΝΕΤΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ - ΕΠΙΠΕΔΑ ΟΡΓΑΝΩΣΗΣ DNA (6 Ώρες): Κωδικοποίηση, αποθήκευση - πακετάρισμα και αποκωδικοποίηση των γενετικών πληροφοριών. Πυρήνας, Πυρηνίσκος, Χρωμοσωμικά συστατικά. Πυρηνικός φάκελος, σκελετός και πυρηνικοί πόροι.

ΔΕΥΤΕΡΟ ΣΚΑΛΟΠΑΤΙ ΤΗΣ ΡΟΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ - ΣΥΝΘΕΣΗ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ (6 Ώρες): Πρωτεϊνοσύνθεση. Το προκαρυωτικό ριβόσωμα. Το ευκαρυωτικό ριβόσωμα. Ο μηχανισμός της σύνθεσης των πρωτεϊνών. Παράλληλη μετάφραση ενός mRNA από πολλαπλά ριβοσώματα.

ΜΕΤΑΜΕΤΑΦΡΑΣΤΙΚΗ ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΣΗ - ΔΙΑΛΟΓΗ - ΣΤΟΧΕΥΣΗ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ ΚΑΙ ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΠΟΛΙΚΟΤΗΤΑ (5 Ώρες): Διαμερισματοποίηση - Βασικά μονοπάτια διαλογής πρωτεϊνών. «Φυλασσόμενη» κίνηση μορίων μεταξύ κυτοσολίου και πυρήνα. Στοιχεία διαμεμβρανικής μεταφοράς πρωτεϊνών. Διαλογή, μεταφορά και στόχευση πρωτεϊνών μέσω κυστιδίων. Ενδοπλασματικό δίκτυο. Σύμπλεγμα Golgi.

ΚΥΤΤΑΡΙΚΑ ΟΡΓΑΝΙΔΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ: ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΑ ΚΑΙ ΧΛΩΡΟΠΛΑΣΤΕΣ (3 Ώρες): Μορφολογία, σύσταση και λειτουργία των μιτοχονδρίων. Σχέση δομής και λειτουργίας. Μορφολογία, σύσταση και λειτουργία χλωροπλαστών. Κατανομή και προέλευση των συστατικών τους. Ημιαυτονομία δομής και λειτουργίας. Ροή πληροφοριών - Μεταγραφή και μετάφραση.

ΟΡΓΑΝΙΔΙΑ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ ΚΑΙ ΑΠΟΙΚΟΔΟΜΗΣΗΣ ΒΙΟΜΟΡΙΩΝ: ΥΠΕΡΟΞΥΣΩΜΑΤΑ - ΛΥΣΟΣΩΜΑΤΑ (3 Ώρες): Μορφολογία και λειτουργία των υπεροξυσωμάτων. Μορφολογία και λειτουργία των λυσοσωμάτων. Συμμετοχή των λυσοσωμάτων στη διαδικασία κυτταροποσίας και κυτταροφαγίας. Συμβολή των λυσοσωμάτων στην κυτταρική λειτουργία.

ΚΥΤΤΑΡΙΚΑ ΙΝΙΔΙΑ – ΚΥΤΤΑΡΟΣΚΕΛΕΤΟΣ (8 Ώρες): Μικροϊνίδια. Συμμετοχή της ακτίνης στους κυτταρικούς μηχανισμούς κίνησης. Ενδιάμεσα ινίδια. Χαρακτηριστικοί τύποι, ενδοκυττάρια οργάνωση και κατανομή των ενδιάμεσων ινιδίων. Μικροσωληνίσκοι, μηχανισμός πυρήνωσης. Κέντρα Οργάνωσης (MTOC). Ο ρόλος των μικροσωληνίσκων στη μίτωση. Βλεφαρίδες και μαστίγια. Το σύστημα ακτο-μυοσίνης. Πρωτεΐνες των χονδρών και λεπτών μυϊκών ινιδίων. Αλληλεπίδραση των μυοϊνιδίων με την εξωκυττάρια ουσία. Ινίδια και κυτταρικό σχήμα. Μικρολάχνες.

ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ ΚΑΙ ΣΥΝΔΕΣΗ (3 Ώρες): Μορφολογική έκφραση της επικοινωνίας: Κυτταρικοί σύνδεσμοι. Σύνδεσμοι επικοινωνίας. Φραγμοσύνδεσμοι. Σύνδεσμοι κυτταρικής πρόσδεσης. Κυτταρική προσκόλληση. Χημειοτακτισμός.

ΕΞΩΚΥΤΤΑΡΙΕΣ ΟΥΣΙΕΣ (3 Ώρες): Συστατικά, οργάνωση και λειτουργίες των εξωκυττάριων ουσιών. Κολλαγόνα και ελαστίνες. Γλυκοζαμινογλυκάνες και πρωτεογλυκάνες. Πρωτεΐνες εξωκυττάριας ουσίας πολλαπλής προσκόλλησης. Βασική μεμβράνη. Υπερμοριακή οργάνωση των εξωκυττάριων ουσιών.

ΚΥΤΤΑΡΙΚΟΣ ΚΥΚΛΟΣ - ΑΝΑΠΑΡΑΓΩΓΗ (4 Ώρες): Κυτταρική αύξηση και διαίρεση. Μεσόφαση. Ρύθμιση του κυτταρικού κύκλου κατά τη μεσόφαση - Η εξέλιξη του κυτταρικού κύκλου και τα διακριτά σημεία ελέγχου. Ρύθμιση των σημείων ελέγχου του κυτταρικού κύκλου. Μίτωση και κυτταροκίνηση. Μηχανισμοί που ελέγχουν τη μίτωση. Μείωση. Τα στάδια των μειωτικών διαιρέσεων Ι, ΙΙ.

ΑΡΧΕΣ ΜΕΤΑΓΩΓΗΣ ΣΗΜΑΤΟΣ (4 Ώρες): Ρόλος της φωσφορυλίωσης των πρωτεϊνών στη μεταγωγή σήματος. Tαξινόμηση βιολογικών σημάτων. Αυξητικοί παράγοντες. Υποδοχέας του επιδερμικού αυξητικού παράγοντα (EGFR). Ρόλος της μεταγωγής σήματος στην κυτταρική διαφοροποίηση και ανάπτυξη.

1. Κλασμάτωση κυττάρου - προσδιορισμός μιτοχονδριακών ενζύμων. 2. Απομόνωση ερυθροκυτταρικών μεμβρανών - Ώσμωση. 3. Ανάλυση μεμβρανικών πρωτεϊνών με ηλεκτροφόρηση SDS πολυακρυλαμίδης. 4. Απομόνωση και παρατήρηση πολυταινικών χρωμοσωμάτων. 5. Μελέτη κυτταρικής λειτουργίας με αυτοραδιογραφία. 6. Απομόνωση χρωματίνης – Παρατήρηση και χαρακτηρισμός νουκλεοσωμάτων στο ηλεκτρονικό μικροσκόπιο 7. Ανάλυση κυτταρικών συστατικών με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. 8. Αναγνώριση κυτταρικών συστατικών σε ηλεκτρονιογραφίες.

Δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα μαθήματα προκειμένου ο/η φοιτητής/τρια να επιλέξει και να παρακολουθήσει το μάθημα.

Η διαδικασία αξιολόγησης των φοιτητών/τριών γίνεται στην ελληνική γλώσσα (υπάρχει η δυνατότητα εξέτασης στην αγγλική για τους φοιτητές του Erasmus), με τελική εξέταση στο σύνολο της ύλης και περιλαμβάνει: Α. Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Εκτεταμένης Απάντησης και Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής (το 70% του συνολικού βαθμού του μαθήματος) και Β. Εργαστηριακές ασκήσεις με: α) προφορική εξέταση του/της φοιτητή/τριας κατά την ώρα διεξαγωγής της άσκησης καθώς και  β) γραπτή εξέταση με μία Ερώτηση Εκτεταμένης Απάντησης κατά την ώρα διεξαγωγής της άσκησης (το 30% του συνολικού βαθμού του μαθήματος). Ο συνολικός βαθμός προκύπτει ως άθροισμα των παραπάνω επιμέρους αξιολογήσεων.