C7925 Struktura a dynamika nukleovych kyselin

Přírodovědecká fakulta
podzim 2011
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
prof. RNDr. Jiří Šponer, DrSc. (přednášející)
Mgr. Naděžda Špačková, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Jiří Šponer, DrSc.
Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Šponer, DrSc.
Rozvrh
St 15:00–16:50 BFU
Předpoklady
Pro praktické využití získaných znalostí je vhodná základní zkušenost s operačním systémem UNIX (obsažena v předmětu C2110).
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
předmět má 10 mateřských oborů, zobrazit
Cíle předmětu
Předmět rozšiřuje znalosti o struktuře nukleových kyselin. Zaměřuje se na 3D strukturu a její studium. Část přednášky je zaměřena na detailní popis prostorové struktury nukleových kyselin a jejich různých forem (kanonické formy, triplexy, kvadruplexy,...). Další část se týká počítačového modelování NK, zejména pomocí empirických metod založených na molekulové mechanice. Bude diskutována spolupráce s experimentálními metodami a využití Internetu při výzkumu struktury.
Osnova
  • 1. Historie výzkumu struktury, význam studia struktury a dynamiky, funkce nukleových kyselin. Definice pojmů pro nukleové kyseliny: báze, nukleosidy, nukleotidy, rozdíl DNA x RNA. 2. Schémata číslování atomů, popis struktury pomocí torzních úhlů, konformace cukru, glykosidická vazba. Interní x kartézské souřadnice, helikální parametry x torzní úhly. 3. Různá párování bází, konformační polymorfismus (A, B, Z formy, lokální struktury). Víceřetězcové struktury. 4. Síly stabilizující NK: H--vazby, stacking, vliv iontů, vody. 5. Neobvyklé struktury NK: DNA --- triplexy, kvadruplexy, křížové formy. RNA --- ribozymy, ribozomy. Modifikované NK. 6. Interakce: NK a voda, NK a léčiva, NK a proteiny. Vyšší organizace DNA --- supercoilling, chromatin. 7. Výzkum struktury NK: RTG krystalografie, NMR spektroskopie, CD spektroskopie. Výpočetní metody --- přehled, srovnání. 8. Molekulové modelování NK: molekulová mechanika a dynamika (využití v NMR). Reprezentace solventu (PME, kontinuální modely). 9. Metodika MD: postupy a výstupy. Ekvilibrace, produkční fáze. Analýza výsledků. Tipy a triky. 10. Pokročilé metody: konformační prohledávání, quenched dynamics, LES, analýza volné energie. 11. Grafické znázornění molekul, možnosti zobrazovacího software ke znázornění vlastností molekul, Internetové zdroje strukturních informací. 12. Databáze struktur: NDB, PDB. Prohledávání podle různých kritérií, strukturní analýza na základě experimentálních dat.
Literatura
  • SAENGER, Wolfram. Principles of nucleic acid structure. New York: Springer-Verlag, 1983, xx, 556 s. ISBN 0-387-90761-0-. info
  • Oxford handbook of nucleic acid structure. Edited by Stephen Neidle. Oxford: Oxford University Press, 1998, xv, 662. ISBN 0198500386. info
Výukové metody
Přednášky, diskuze, praktické ukázky.
Metody hodnocení
2h přednáška. Podle možností praktické ukázky modelovacího software, Internetových zdrojů. Zkouška bude probíhat formou písemného testu a diskuse nad jeho výsledky.
Informace učitele
http://www.sci.muni.cz/~evaf/c7925.html
Předpoklady pro úspěšné zakončení předmětu:
- písemný test znalostí - ústní zkouška - diskuse nad testem
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, podzim 2010 - akreditace, jaro 2004, jaro 2005, jaro 2006, jaro 2007, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.