C5855 Metody biofyzikální chemie

Přírodovědecká fakulta
podzim 2015
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. RNDr. Libuše Trnková, CSc. (přednášející)
doc. RNDr. Mgr. Jozef Hritz, Ph.D. (přednášející)
prof. Dr. Jiří Kozelka, PhD. (přednášející)
Mgr. Jan Brezovský, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Antonín Hlaváček, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Pavel Plevka, Ph.D. (přednášející)
prof. RNDr. Zbyněk Prokop, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Šárka Nevolová, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Veronika Štěpánková, Ph.D. (přednášející)
doc. Mgr. Zdeněk Farka, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Libuše Trnková, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
St 14:00–15:50 C12/311
Předpoklady
předchozí absolvování C5850 Základy biofyzikální chemie
doporučuje se současně absolvovat C5856 Metody biofyzikální chemie - seminář
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Studenti v tomto kurzu získají rozsáhlé fyzikálně chemické základy v genomice, proteomice, biotechnologii a bionanotechnologii. Studenti se podrobně seznámí s moderními přístupy v oblasti biofyzikálně-chemického výzkumu, velmi užitečného v biofyzice, biochemii, lékařství, farmacii a potravinářství. Na konci tohoto kurzu bude student schopen: a) porozumět principům biofyzikálních metod, b) vysvětlit moderní principy biofyzikálních metod, c) použít základy fyzikální chemie v biologické praxi, d) nabyté vědomosti použít v přípravě bakalářské práce, e) získané vědomosti využít v teorii (výpočty struktur) a v praxi (experiment, který teoretické výpočty ověří), f) interpretovat nové trendy, taktiky a stratégie biofyzikální chemie.
Osnova
  • 1. Chování biologických makromolekul (nukleových kyselin, proteinů a polysacharidů)
  • 2. Biofyzikální chemie buňky a membrán (fyzikální chemie v biologii a biofyzice buňky i buněčných membrán, transport přes membránu)
  • 3. Techniky pro studium struktur a funkcí biopolymerů (rozdělení metod, výhody a nevýhody, oblast aplikace, obecný postup řešení struktury biopolymeru pomocí různých technik)
  • 4. Úvod do Fourierovských metod (použití Fourierovských transformací v náročných experimentálních metodách, výhoda a matematické zpracování signálů)
  • 5. Biologické metody pro analýzu primární, sekundární a terciární struktury biomolekul (chemická metoda sekvenování, PCR)
  • 6. Fyzikální metody pro analýzu primární, sekundární a terciární struktury biomolekul (RTG analýza, elektronová mikroskopie, rozptyl světla)
  • 7. Spektrální metody pro analýzu primární, sekundární a terciární struktury biomolekul - NK a proteinů (UV-Vis, CD, NMR, MS)
  • 8. Elektrochemické metody pro analýzu primární, sekundární a terciární struktury biomolekul - NK a proteinů (elektroforéza, dynamické metody, biosenzory)
  • 9. Bioinformatika, genomika a proteomika (databáze, sekvenční analýza, genomy a metagenomy, microarray technologie, protein-protein a protein-DNA interakce)
  • 10. Experimentální metody v molekulární biotechnologii I. a II. (izolace, amplifikace, sekvenace a rekombinace DNA), (exprese a izolace proteinů, metody strukturní a funkční charakterizace proteinů)
  • 11. Molekulární biotechnologie v medicíně, v ochraně životního prostředí, v průmyslu a v zemědělství (buněčná a genová terapie, tkáňové inženýrství a regenerativní medicína, molekulární diagnostika, vakcíny, biosenzory, bioremediace, biopaliva, ochrana prostředí a dlouhodobě udržitelný rozvoj, využití biomasy, fermentační technologie, biokatalýza ve farmaceutickém a chemickém průmyslu, bílé a šedé biotechnologie v potravinářském průmyslu, genetické inženýrství rostlin a živočichů, klonování, GMO potraviny, biopesticidy).
  • 12. Počítačové modelování struktur nukleových kyselin a proteinů (strukturní a funkční význam molekul DNA, RNA, ptoteinů; metody predikce sekundárních struktur biopolymerů)
Literatura
    povinná literatura
  • ALLEN, James P. Biophysical chemistry. Oxford: Wiley-Blackwell Pub., 2008, xvi, 492. ISBN 9781405124362. info
  • CANTOR, Charles R. a Paul R. SCHIMMEL. Biophysical chemistry. Part II, Techniques for the study of biological structure and function. 12th print. New York: W.H. Freeman and Company, 2001, xxix, s. 3. ISBN 0-7167-1189-3. info
  • CANTOR, Charles R. a Paul R. SCHIMMEL. Biophysical chemistry. Part I, The conformation of biological macromolecules. 11th print. New York: W.H. Freeman and Company, 1999, xxii, 341. ISBN 0-7167-1042-0. info
  • CANTOR, Charles R. a Paul R. SCHIMMEL. Biophysical chemistry. Part III, The behavior of biological macromolecules. New York: W.H. Freeman and Company, 1980, xxix, s. 8. ISBN 0-7167-1191-5. info
    doporučená literatura
  • Biophysical chemistry of biointerfaces. Edited by Hiroyuki Ohshima. Hoboken: Wiley, 2010, xvi, 547 p. ISBN 9780470169353. info
Výukové metody
přednášky, testy, konzultace a ppt prezentace
Metody hodnocení
written test and oral exam
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2008, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.