|
Vyučující
|
-
Malý Jan, Mgr. Ph.D.
-
Šebestová Janoušková Olga, Mgr. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
1.- 2. Struktura a funkce bílkovin a nukleových kyselin. Struktura bílkovin; enzymy; modulární struktura proteinů; struktura a funkce nukleových kyselin; párování basí, denaturace, renaturace a hybridizace nukleových kyselin; další sekundární struktury NK; vyšší struktury DNA 3.- 4. Genetický kód, transferová DNA. Základní vlastnosti genetického kódu; čtení genetického kódu, struktura genu a mRNA; struktura mRNA a okolí startovacího kodonu; transferová RNA; aminoacyl-tRNA syntetázy; kolísání antikodonu; vývoj genetického kódu; odchylky v kódování; UGA jako selenocysteinový kodon; supresorové mutace; 5. Translace Základní schéma translace; mRNA a nasedání ribosomů; iniciace translace; elongace; translokace; terminace; struktura ribosomů; translační chyby; antibiotika působící na bakteriální translaci; regulace exprese genů na úrovni translace; 6. Posttranslační modifikace, transport a degradace proteinů Ustavení terciární struktury proteinů; řízená degradace proteinů; ubiquitinový systém degradace proteinů; transport proteinů v buňce; modifikace a sorting proteinů v ER a v Golgi aparátu; funkční modifikace proteinů; fosforylace; 7. Transkripce u prokaryot. Regulace genové exprese na úrovni transkripce. RNA polymeráza; vazba na promotor a aktivace RNAP; struktura promotoru; iniciace mRNA a opuštění promotoru; kontrola exprese genů na úrovni iniciace transkripce; negativní inducibilní regulace laktosového operonu; elongace; terminace transkripce; regulace pomocí antisense RNA; úpravy primárního transkriptu u prokaryot. 8. Replikace DNA. Plasmidy Obecný mechanismus replikace; DNA polymerázy; iniciace replikace v ori a primosomy prokaryot; topologické problémy při rozplétání dvoušroubovice DNA; replikační strategie; replikace chromosomu Escherichia coli; regulace replikace; eukaryotní replikace; bakteriální plasmidy; mechanismy replikace a systém plasmidů; 9. Postreplikační modifikace DNA Metylační systémy E. coli; Restrikčně modifikační systémy baktérií; metylace basí u eukaryot; reparační systémy E. coli; reparace dvouřetězcových zlomů; SOS reakce u E. coli; homologní rekombinace; specializovaná rekombinace; 10. Struktura sekvencí DNA eukaryotního genomu Paradox C-hodnoty; Přerušované geny; exony a introny; genové rodiny; vznik, vývoj a evoluční stabilizace genových rodin; silně repetitivní DNA; organelové genomy; 11. Transkripce u eukaryot RNA polymerázy, jejich promotory a basální inciační aparát; interakce transkripčních faktorů s proteiny a s DNA; regulace elongace transkripce; terminace transkripce; posttranskripční úpravy a stabilita RNA; 12. Sestřih (splicing) a jiné úpravy primárního transkriptu Sestřih mRNA jaderných genů; sestřih mitochondriálních intronů skupin I a II; alternativní sestřih; trans-splicing; sestřih transkriptů tRNA genů; katalytická aktivita RNA; ribozymy; sestřih ribosomální RNA; editování RNA; 13. Transposony DNA transposony; bakteriální transposony; transposony kukuřice a Drosophily; RNA transposony (retroposony) a retroviry; reversní transkripce retrovirů a integrace do genomu; transkripce a translace retrovirů; vznik virionů; 14. Viry a bakteriofágy Morfologie virů; virové genomy a replikační strategie; replikační strategie živočišných a rostlinných RNA virů; satelitní viry, satelitní RNA, virusoidy a viroidy; DNA retroviry (pararetroviry); replikační strategie eukaryotních DNA virů; bakteriofágy. Praktická cvičení: 1. Izolace a charakterizace DNA z rostlinného materiálu 2. Restrikce a elektroforéza fágové DNA 3. Identifikace rostlinných genů metodou PCR 4. SDS-PAGE elektroforéza proteinů 5. Demonstrace metody ELISA
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
|
nespecifikováno
|
|
Výstupy z učení
|
Cílem tohoto kurzu je poskytnout studentům poznatky z oblasti současného poznání molekulárně-biologických základů života. Důraz bude kladen na propojení znalostí o struktuře biologických makromolekul s jejich (bio)syntézou, transformací, funkcí a regulací jejich funkce na molekulární a buněčné úrovni. Bude diskutována molekulárně-biologická povaha životních projevů buňky a její vztah k fylogenezi a ontogenezi organismů. Budou prezentovány vybrané základní metodiky molekulárně-biologického výzkumu a prezentovány jejich role v moderní biotechnologii.
|
|
Předpoklady
|
nespecifikováno
KBI/K201
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
nespecifikováno
Společná konzultace (SK) v rozsahu 8 hodin bude organizována blokově, tj. celkem 1 den v semestru. Předpokládá se, že formou SK bude přednáška s cílem poskytnout základní informace z vybraných témat daných studijními okruhy, především s cílem objasnit náročnější pasáže a vytvořit celkový přehled dostupných zdrojů informací k samostatnému studiu v dílčích okruzích otázek. Pracovní seminář (PS) bude opět organizován blokově, tj. 2 dny v semestru. Cílem tohoto semináře bude poskytnout představu o základních metodikách, využívaných v současné molekulární biologii. V rámci pracovního semináře budou prezentovány následující metodiky: izolace, přečištění a charakterizace genomové DNA z rostlinného materiálu; štěpení plazmidové a genomové DNA restrikčními endonukleázami; elektroforéza fragmentů v agarózovém gelu; princip a demonstrace polymerázové řetězové reakce (PCR); demonstrace denaturační SDS PAGE elektroforézy proteinů. Účast na pracovním semináři a vypracování protokolu dle zadaných instrukcí je předpokladem k získání zápočtu. Samostatné studium se předpokládá v rámci rozsahu vymezené studijní oporou. Vypracování 1 seminární práce v rozsahu do 10 stran textu v rámci okruhů opor (výběr z volitelných tematických zadání) je podmínkou udělení zápočtu. Příklad možných zadání seminární práce: Genomika - cíle, metodika, dosavadní stav; Proteomika - cíle, metodika, dosavadní stav. Kontrola studia je formou ústní zkoušky. Podmínkou ke složení ústní zkoušky je získaný zápočet. Kontrola studia je formou ústní zkoušky. Podmínkou ke složení ústní zkoušky je získaný zápočet. Požadavky k udělení zápočtu: 100% účast na laboratorních cvičeních, splnění laboratorních úloh v daném rozsahu a vypracování protokolů. Požadavky ke zkoušce: Splněný zápočet. Znalosti vymezené v sylabech předmětu, zkouška formou testu.
|
|
Doporučená literatura
|
-
ALBERTS, Bruce, Alexandr JOHNSON a Julian LEWIS, et al. Molecular Biology of the Cell. 2015 (ev. některé předchozí vydání).
-
Bruce A. a kol. Základy buněčné biologie - Úvod do molekulární biologie buňky. Espero Publishing, Ústí nad Labem,. 2001.
-
Curell B.F. et al. Techniques for Engineering Genes. University of Greenwich, London. 1994.
-
Hubáček J. a kol. Vybrané kapitoly z molekulární genetiky mikroorganismů. Academia, Praha,. 1992.
-
Kaprálek F. Základy bakteriologie, UK Karolinum, Praha. 2000.
-
Lodish a kol. Molecular Cell Biology, 2014 nebo jiné vydání.
-
Rosypal, S. a kol. Molekulární genetika. SPN, Praha,. 1989.
-
Rosypal S. a kol. Úvod do molekulární biologie I.-III. Academia, Praha. 2000.
-
Ruml T. Laboratoře z genového inženýrství. VŠCHT. 1997.
-
SNUSTAD, D. Peter a Michael J. SIMMONS. Genetika. 1. vydání. Brno: Nakladatelství Masarykovy univerzity, 2009. 894 s. ISBN 978-80-210-4852-2..
-
Vodrážka, Z. Biotechnologie. Academia, Praha,. 1992.
-
Vondrejs V. Genové inženýrství l, UK Karolinum, Prah,. 1997.
-
VYSKOT, Boris. EpiGenetika. 1. vydání. Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci, 2010. 150 s. ISBN 80-7183-326-6..
|