SFAB20004U Cellulær og molekylær biologi

Årgang 2023/2024
Engelsk titel

Cellular and Molecular Biology

Uddannelse

Bacheloruddannelsen i farmaci - obligatorisk kursus på første semester.

Kursusindhold

Kurset omhandler pro- og eukaryote cellers molekylære struktur og funktion samt lægemiddelstoffers virkning på molekylære og cellulære processer.

Kurset er både teoretisk og praktisk og er bygget op omkring et integreret forløb baseret på en vekselvirkning mellem forelæsninger, studietimer, klassetimer samt laboratorie- og computerøvelser. Kurset indeholder desuden en basal introduktion til python-kode og jupyter notebook, da disse benyttes i computerøvelser til datahåndtering og -analyse som et værktøj til databehandling på niveau med Excel. Denne introduktion foregår via et online modul som evalueres ved at de studerende skal bestå en quiz på kursussiden i Absalon.

Kurset omfatter følgende emner, som evt. alternativt lærebogsmateriale skal dække:

  • Cellens molekylære og funktionelle struktur (membraner, organeller, cytoskelet, morfologi etc.)
  • Pro- og eukaryote celler, forskelle og ligheder
  • Celledeling
  • Biologisk kemi (biologiske buffersystemer, kulhydrater, aminosyrer, proteiner, nukleotider og DNA/RNA)
  • Identifikation af bakterier
  • Vækst & drab af bakterier
  • Sterilisering, desinfektion og konservering (af lægemidler)
  • Basale biologiske og mikrobiologiske laboratoriemetoder, herunder sterilt arbejde og hygiejne
  • Replikation af DNA
  • Transkription, translation og kontrol af genekspression
  • Cellulær lokalisering af proteiner
  • Regulering af proteiners funktion
  • Pro- vs. eukaryote cellers forskelligehder ift. angrebspunkter for lægemiddelstoffer
  • Enzymbaseret katalyse, enzymkinetik og allosteri
  • Statistik: Curve fitting (lineær og non-lineær regression)
  • Data: Importere, behandle og visualisere data med python-kode i et jupyter notebook-format
  • Membrantransport: Kanaler, transportører og pumper i cellens membran
  • Kinetik for membrantransport
  • Enzymer og membrantransportører som mål for lægemiddelstoffer, herunder forskellige typer af virkningsmekanismer (kompetitiv, non-kompetitiv og un-kompetitiv hæmning)
  • Receptorbegrebet, herunder struktur og funktion samt modeller
  • Signaltransduktion (fokus på Ca2+ og cAMP samt reversibel phosphorylering)
  • Receptorer og signaltransduktion som mål for lægemiddelstoffer
  • Cellebaserede assays i R&D-processen
  • Sikkerhed i laboratoriet m.m. (3 timer, som del af fælles sikkerhedskursus på 1. semester)
Målbeskrivelser

Kurset har to ligeværdige mål:

  1. At bibringe de studerende teoretiske og eksperimentelle kompetencer indenfor den grundlæggende molekylære og cellulære biologi og farmakologi, som har relevans for deres videre uddannelse og senere virke.
  2. At støtte de studerendes dannelsesproces indenfor det natur-, sundheds-, og farmaceutisk videnskabelige område, herunder at introducere brugen af kode til at databehandling.

 

Efter endt kursus forventes den studerende at kunne:

Viden

  • Beherske kursets emner indenfor pro- og eukaryote cellers molekylære struktur og funktion samt lægemiddelstoffers virkning på molekylære og cellulære processer, som gør vedkommende i stand til senere at forstå elementer af fysiologi, farmakologi, medicinalkemi og farmaci.
  • Referere og kommunikere kurset emner med andre fagprofessionelle.
  • Beskrive effekten af lægemiddelstoffer på enzymer, membrantransportører og receptorkoblede signaleringsveje.
  • Demonstrere en grundlæggende viden om mikroorganismer i omgivelserne, og hvordan bakterier kan detekteres og inaktiveres.
  • Demonstrere et basalt kendskab til mulighederne for databehandling, -analyse og -visualisering ved brug af python-kode i et jupyter notebook-format.
  • Genkende python-kode og kende til muligheden for at gøre brug af python-pakker/​biblioteker til at udføre specielle opgaver indenfor datahåndtering, beregninger og grafisk visualisering.

Færdigheder

  • Udføre beregninger, inklusiv non-liniær regression/”curve fitting”, i forhold til enzymkinetik og membrantransport under anvendelse af regneark (Microsoft Excel).
  • Importere og håndtere data, generere kurver/grafer samt udføre lineær regression og ”curve fitting ved hjælp færdigskrevet python-kode i et jupyter notebook-format.
  • Gøre rede for data opnået ved laboratorieforsøg, herunder at kunne gøre rede for modeller for enzymkinetik, membrantransport og receptorkoblet signaltransduktion.
  • Arbejde med mikroorganismer i laboratoriet under iagttagelse af hygiejniske arbejdsprocesser samt en evne til at udføre sterilisations- og desinfektionsprocesser og dertil relaterede beregninger.
  • Arbejde i et biologisk/in vitro-farmakologisk laboratorium efter forskrift og under vejledning, samt en evne til, at forebygge og håndtere ulykker i forbindelse med laboratoriearbejdet.

Kompetencer

  • Overføre opnået viden og tillærte færdigheder til de efterfølgende kurser, herunder at benytte python-kode i en jupyter notebook
  • Indgå i arbejdsrelationer med andet sundhedspersonale i relation til de på kurset dækkede emner.

Undervisningen er tilrettelagt efter følgende, anbefalede undervisnigsmateriale:

  • Tymoczko, Berg, Stryer: Biochemistry – A short course, nyeste udgave
  • Plopper, Principles of Cell Biology, nyeste udgave
  • Brock, Biology of Microorganisms, nyeste udgave
  • Gilmore, Hodges, Denyer, Gorman: Hugo and Russell's Pharmaceutical Microbiology, nyeste udgave
  • Noter og øvelsesvejledninger
  • Microsoft Excel (nyeste version) samt Jupyter notebooks med Python-kode

 

Der er visse emnemæssige overlap i lærebogsmaterialet. En nærmere læseanbefaling vil blive præsenteret i løbet af kurset.

Kurset er tilrettelagt under den forudsætning, at de studerende sideløbende følger de øvrige obligatoriske kurser på 1. semester.
Undervisningen er i vidt omfang interaktiv og studenterinddragende; dette indebærer også, at de studerende skal være forberedte til, og aktivt deltagende i, undervisningen, for at få det nødvendige udbytte af kurset.
Under kurset vil underviserne have fokus på, at vejlede de studerende i skiftet fra elevens rolle, til den studerendes rolle - med det ansvar og de pligter, som dette indebærer.
Kurset er indrettet efter, at de studerende tager ansvar for egen læring og møder forberedte op til læringsaktiviteterne.
De studerende vil opnå kompetencer indenfor brug af IT-værktøjerne Microsoft Excel og python-kode i et jupyter notebook-format.
Kurset støtter tilegnelsen af tværgående kompetencer indenfor "biopharmaceuticals", idet kurset omfatter teoretiske aspekter af ekspression af fremmede proteiner i celler.
  • Kategori
  • Timer
  • Forelæsninger
  • 30
  • Holdundervisning
  • 10
  • Forberedelse (anslået)
  • 136
  • Laboratorie
  • 28
  • Eksamen
  • 2
  • I alt
  • 206
Mundtlig
Individuel
Løbende feedback i undervisningsforløbet

Feedback gives gruppevist i forbindelse med øvelseskurset via dialog om de afleverede laboratorierapporter og præsentationer. Derudover gives der individuel feedback på de studerendes arbejde med de opgaver de stilles overfor i studietimerne.

Point
2,5 ECTS
Prøveform
Kursusdeltagelse
Løbende bedømmelse
Prøveformsdetaljer
Kursusattest.
For at deltage i laboratorieundervisningen skal den studerende have bestået de obligatoriske sikkerheds quizzer (sikkerhedsmoduler relateret til mikrobiologi).
Kursusattest opnås på baggrund af afleverede laboratorierapporter og aktiv deltagelse i laboratoriearbejdet.
Bedømmelsesform
bestået/ikke bestået
Censurform
Ingen ekstern censur
Vurdering foretages ved kursets afslutning af underviserne i samarbejde med den kursusansvarlige/​eksaminator.
Kriterier for bedømmelse

For at opnå kursusattest skal den studerende kunne:

Viden

  • Have udvist en aktiv indsats under arbejdet i laboratoriet og ved computerøvelserne, dvs. have fremstået velforberedt og aktivt indgået i arbejdsgruppens arbejde.
  • At den studerende har udvist en evne til at arbejde under hensyntagen til sikkerhedsforskrifter og god skik, som anvist af underviserne.
  • At den studerende har udvist en evne til at arbejde med mikroorganismer i laboratoriet under hensyntagen til de nødvendige metoder og forholdsregler for sådant arbejde.
  • At den studerende har været i stand til at køre python-koden ved computerøvelserne og opnået det grafiske og numeriske output som skal benyttes til besvarelse af de biologiske spørgsmål.
  • At den studerende har vist sig i stand til at præsentere og beskrive data opnået på kurset.
  • At den studerende har ført laboratoriejournal over de udførte forsøg efter den på kurset definerede standard
  • At den studerende rettidigt har afleveret og fået godkendt de krævede øvelsesrapporter.
  • At den studerende har gennemført den løbende, individuelle selvevaluering

 

Færdigheder

  • At kunne importere data, udføre beregninger, inklusiv non-liniær regression/”curve fitting”, og generere grafer/kurver i forhold til enzymkinetik og membrantransport under anvendelse af Microsoft Excel og python-kode i jupyter notebook.
  • At kunne redegøre for fordelene ved at udføre databehandling, -analyse og -visualisering med kode fremfor Excel i forhold til automatisering og gentagelser af samme arbejdsprocedure.
  • At kunne gøre rede for data opnået ved laboratorieforsøg, herunder at kunne gøre rede for modeller for enzymkinetik og membrantransport.
  • At kunne arbejde med mikroorganismer i laboratoriet under iagttagelse af hygiejniske arbejdsprocesser samt en evne til at udføre sterilisations- og desinfektionsprocesser og dertil relaterede beregninger.
  • At kunne arbejde i et biologisk/in vitro-farmakologisk laboratorium efter forskrift og under vejledning, samt en evne til, at forebygge og håndtere ulykker i forbindelse med laboratoriearbejdet.

 

En ikke-opnået kursusattest kan forbedres ved:

  • at udbedre fejl og mangler i de afleverede rapporter og/eller i laboratoriejournalen
  • at gennemføre en mundtlig eksamination, som foretages af underviserne i samarbejde med den kursusansvarlige/​eksaminator.

 

Ikke opnået kursusattest, som skyldes manglende fremmøde, kræver at øvelseskurset gennemføres igen.

Den eksperimentelle del af kurset, inklusiv tilhørende skriftlige afleveringer og mundtlig præsentation, der ligger til grund for denne kursusattest, skal tages om, såfremt en ikke-bestået kursusattest ikke forbedres senest 10 dage før reeksamen.

Point
5 ECTS
Prøveform
Skriftlig prøve, 2 timer med opsyn.
Prøveformsdetaljer
Den skriftlige prøve udgøres af en række opgaver og spørgsmål. Prøven er to-delt og hver del skal bestås for sig.

Del 1 tester viden og udgøres af en række multiple choice-spørgsmål der dækker kursets emner bredt.

Del 2 tester både viden og færdigheder og består af et antal opgaver, herunder beregningsopgaver, med fokus på kursets kerneemner (cellens organisering samt funktion med fokus på lægemiddelstoffers interaktion med enzymer, transportsystemer og signaltransduktion).
Krav til indstilling til eksamen

Ingen, dvs. selvom den studerende ikke har opnået en kursusattest, udelukker det ikke den studerende fra den teoretiske eksamen.

Hjælpemidler
Uden hjælpemidler

Læs mere om de skriftlige stedprøver (herunder om standardopsætning ved PC-eksamener) i KUs eksamenshuse på KUnet Bachelor i farmaci - KUnet

Bedømmelsesform
bestået/ikke bestået
Censurform
Ingen ekstern censur
Kriterier for bedømmelse

For at opnå bedømmelsen bestået skal den studerende på et tilstrækkeligt niveau kunne:

Viden

  • Beherske kursets emner indenfor pro- og eukaryote cellers molekylære struktur og funktion samt lægemiddelstoffers virkning på molekylære og cellulære processer, som gør vedkommende i stand til senere at forstå elementer af fysiologi, farmakologi, medicinalkemi og farmaci.
  • Referere og kommunikere kurset emner med andre fagprofessionelle.
  • Beskrive effekten af lægemiddelstoffer på enzymer, membrantransportører og receptorkoblede signaleringsveje.
  • Demonstrere en grundlæggende viden om mikroorganismer i omgivelserne og hvordan bakterier kan detekteres og inaktiveres.

 

Færdigheder

  • Udføre beregninger, inklusiv non-liniær regression/”curve fitting”, i forhold til enzymkinetik og membrantransport under anvendelse af regneark (Microsoft Excel).
  • Gøre rede for data opnået ved laboratorieforsøg, herunder at kunne gøre rede for modeller for enzymatisk katalyse, membrantransport og receptorkoblet signaltransduktion.