|
Vyučující
|
-
Malý Jan, Mgr. Ph.D.
-
Wróbel Dominika Zofia, Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
1. Difúze. Brownův pohyb, difúze, Einsteinova rovnice, Fickovy zákony, osmotické jevy 2. Základy termodynamiky biologických procesů. Základní termodynamické zákony, termodynamické veličiny, termodynamické procesy a jejich projevy v živých organismech 3. Struktura a vlastnosti biologických membrán. Struktura a složení biomembrán. Membránové lipidy. Membránové proteiny. Samoskladné procesy lipidů ve vodných roztocích. Topografie membrán. Lipid-proteinové interakce. Interakce malých molekul s membránami. Elektrické vlastnosti membrán, membránový potenciál. Póry, kanály a přenašeče. Fúze membrán. Spektroskopie biologických membrán. Biogeneze membrán. 4. Transformace a přenos energie na biologických membránách. Fotosyntetické pigmenty a jejich fyzikální vlastnosti, excitonové interakce. Funkce fotosyntetických světlosběrných komplexů, zachycení fotonu a přenos excitační energie. Funkce fotosyntetických reakčních center, separace a přenos elektronu. Elektronový transportní řetězec, cyklický a necyklický transport elektronu. Bakteriorhodopsinová fotosyntéza. Anoxygenní a oxygenní fotosyntéza. Mitochondriální respirace a oxidační fosforylace. Aerobní respirace u chemoorganotrofních a chemolithotrofních bakterií. Anaerobní respirace. 5. Biofyzika biomakromolekul. Molekulární struktura proteinů a nukleových kyselin, konformace a strukturální změny a jejich dopad na biologické procesy, stabilizační síly, molekulární a buněčná biomechanika, molekulární motory, cytoskelet, biofyzikální metody studia biomakromolekul. 6. Volné radikály. Původ volných radikálů a jejich reakce, vliv volných radikálů na biologické struktury, buněčné a tkáňové systémy obrany před působením volných radikálů, vliv volných radikálů na lipidy, proteiny a nukleové kyseliny Náplň cvičení: 1. Studium vlastností biomakromolekul metodou dynamického rozptylu světla a zeta-potenciálových měření 2. Studium termodynamických vlastností lipidů (liposomů) pomocí metody DSC 3. Izolace a charakterizace exosomů z přírodních materiálů 4. Studium změn konformace lidského sérového albuminu metodou CD spektroskopie 5. Izolace a charakterizace optických vlastností fotosyntetických struktur (fykobilisomy, chlorofyly) 6. Měření fluorescenční indukční křivky a její interpretace
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
|
nespecifikováno
|
|
Výstupy z učení
|
Kurz je zaměřen na objasnění základních biofyzikálních principů funkce buněčných struktur a vybraných bioenergetických procesů. Student by měl získat představu o hlavních typech energetických přeměn v živých buňkách, s důrazem na mechanismy spřažení chemických nebo fotochemických procesů s transportem přes biologické membrány. Bude seznámen se základy termodynamiky biologických procesů a principy biofyziky makromolekul. Získá zároveň základní přehled o principech vybraných biofyzikálních metod.
|
|
Předpoklady
|
nespecifikováno
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
nespecifikováno
-účast na cvičeních - splnění zápočtového testu minimálně na 60% - ústní zkouška
|
|
Doporučená literatura
|
-
Andrey B. Rubin. Fundamentals of Biophysics, Scrivener Publishing LLC, 2014. ISBN 9781118842454.
-
BENEŠ, J., P. STRÁNSKÝ a F. VÍTEK. Základy lékařské biofyziky, 196 s., UK Praha, nakl. Karolinum, Praha 2005, ISBN 80-246-1009-4.. ISBN 80-246-1009-4.
-
COTTERILL, Rodney. Biophysics: an introduction. 1st ed. Chichester: John Wiley & Sons, c2002, xii, 395 s. ISBN.
-
GLASER, R. Biophysics. 1.vyd. SRN: Springer Verlag, 2001. 361 s..
-
NAVRÁTIL, L. a J. ROSINA. Medicínská biofyzika. GRADA Publishing-Avicenum, 2005. 524s. ISBN80-247-1152-4.. ISBN 80-247-1152-4.
-
ROSINA, J. a kol. Biofyzika pro zdravotnické a biomedicínské obory. Praha: Grada, 2013. 224 s. ISBN978-80-247-4237-3. Praha, 2006. ISBN 80-247-1383-7.
|