SZZ4B

Course: Principles of Molecular Biophysics

Department/Abbreviation: KBF/SZZ4B

Year: 2021

Guarantee: 'doc. RNDr. Martin Kubala, Ph.D.'

Annotation:

• General structure of atoms and molecules
• Intermolecular forces
• Structure of nucleic acids
• Structure of proteins
• Structure of lipids
• Structure of membranes
• Carbohydrates
• Absorption of biomolecules
• Luminescence of biomolecules
• Fluorescent labeling of biomolecules

Course review:
1. Struktura a funkce nukleových kyselin. Struktura monomerních složek nukleových kyselin. Primární a sekundární struktura DNA. Stabilita DNA. Kruhová DNA. Neobvyklé struktury. "Svět RNA". Typy RNA a struktura. Katalytická aktivita nukleových kyselin - ribozymy a deoxyribozymy. Aptamery. 2. Struktura a funkce bílkovin: Funkce bílkovin. Složení bílkovin, struktura a vlastnosti aminokyselin, konfigurace peptidické vazby. Primární, sekundární, terciární struktura bílkovin, síly stabilizující strukturu bílkovin, kvarterní struktura. Chaperony, chaperoniny. Metody studia struktury bílkovin. 3. Struktura a funkce sacharidů. Sacharidy - funkce sacharidů, typy sacharidů. Monosacharidy - struktura, konformace, optická aktivita. Polysacharidy - konformace glykosidické vazby. Glykoproteiny. 4. Lipidy. Složení, vztah mezi fyzikálními vlastnostmi a strukturou. Složené lipidy, steroly. 5. Molekulární biofyzika buněčných membrán. Složení a struktura membrán. Integrální, transmembránové a periferní proteiny. Transport přenašečovými proteiny. Endocytóza a exocytóza. Pasivní a aktivní transport. Difúze, osmóza, sodno-draselná pumpa. Iontové kanály. Membránový potenciál. 6. Uchovávání genetické informace. Molekulární struktura genů a chromozomů. Replikace DNA. Porovnání replikace u prokaryot a eukaryot. Chyby a opravy DNA. 7. Transkripce. Principy kontroly genové exprese u prokaryot a eukaryot. Regulační sekvence, aktivátory a represory. Zpracování eukaryotní mRNA. 8. Translace. Struktura ribosomů. Genetický kód a jeho význam. Struktura tRNA. Aktivace aminokyselin. Iniciace translace u prokaryot a eukaryot. Elongace. Terminace. Postranslační modifikace proteinů. Chaperony a chaperoniny. 9. Základní metodiky molekulární biologie. Izolace DNA a RNA. Elektroforetická analýza nukleových kyselin. Restrikční enzymy, mapování genomů. Polymerázová řetězcová reakce (PCR) in vitro. Sekvenční analýza DNA, genomové sekvenování. Northern a Southern hybridizace. 10. Klonovací strategie. Přenos DNA do bakteriálních a eukaryotických buněk. Příprava rekombinantních proteinů. Cílená mutageneze. Transgenní organismy. 11. Buňka. Chemické složení buňky. Struktura buňky (anatomie, morfologie). Buňky prokaryotní a eukaryotní. Buňky rostlinné a živočišné. 12. Fluorescenční značení biomolekul a buněk. Fluorescenční značky a sondy. Fluorescenční zobrazení nukleových kyselin a proteinů, lipidů, membránového potenciálu, pH a exprese genů. Zelený fluorescenční protein, jeho deriváty a jejich použití. 13. Metody studia struktury a hybridizace nukleových kyselin. Elektroforetické metody. Metody optických spektroskopií. Metody molekulární biologie. 14. Metody studia struktury a interakcí proteinů. Rentgenová krystalografie. Vybrané spektroskopické metody pro analýzu sekundární a terciární struktury proteinů. Biochemické metody. Sledování molekulárních interakcí a aktivity enzymů.