C7073 Bioanalytika I - Biomakromolekuly

Přírodovědecká fakulta
podzim 2022
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
doc. Mgr. Jan Havliš, Dr. (přednášející)
Garance
doc. Mgr. Jan Havliš, Dr.
Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Národní centrum pro výzkum biomolekul – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
St 15:00–16:50 C02/211
Předpoklady
předpokladem je základní znalost biochemie (C3181 biochemie I, C4182 biochemie II). doporučenou přednáškou je C7895 hmotnostní spektrometrie biomolekul.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
hlavním cílem kurzu je uvedení studenta do tématu bioanalytiky v podobě skupiny úzce provázaných oborů, tzv. bio-omik.
Výstupy z učení
na konci tohoto kurzu bude student schopen:
zvládnout základní bioanalytické metody - separace biomakromolekul včetně afinitních, hmotnostní spektrometrie
rozumět principům základních bio-mických oborů (genomika, proteomika, glykomika a lipidomika), včetně jejich běžně užívaných bioanalytických postupů a instrumentálních technik
Osnova
  • analytické postupy v bioanalytice – náročnost; vysokoprostupné a celostní analýzy, výsledek
  • afinitní metody – princip, provedení, použití; afinitní elektroforéza, IMAC, MOAC, proteinové ekvalizéry
  • imunoanalytické metody – princip; imunoanalýza – přímá, nepřímá a se značením (FIA, LIA, RIA, EIA, ELISA), IAC, IACE, SELDI…
  • separace biomakromolekul – gelová elektroforéza; principy, provedení (1D, 2D; polyakrylamid, agaróza); blotování; kapalinová chromatografie; principy, provedení (1D, 2D)
  • základy hmotnostní spektrometrie – principy; hmotnostní spektrum, základní pojmy v MS, ionizace (ESI – dekonvoluce spektra; MALDI), hmotnostní analýza (tandemová MS), detekce, vakuová technika
  • genomika (analýza nukleových kyselin) – základy; chemická povaha NA; funkční genomika (analytické postupy, PCR, restrikční enzymy), identifikace známé (hybridizace) a neznámé sekvence (Sangerova sekvenace, pyrosekvenace, 454, Solexa, Solid); identifikace změn v DNA (RFLP, ASO, DGGE, SSCP, CMC); epigenomika; metylace DNA a její analýza.
  • proteomika (analýza proteinů a jejich komplexů) – základy; organizace proteomu, chemická povaha proteinů, jejich separace
  • expresní proteomika – metodika, identifikace proteinu (peptidové mapování, MS/MS analýza); kvantifikace (AAA, diferenční PAGE, MS – přímá a nepřímá kvantifikace, značení stabilními izotopy); celostní proteomika
  • funkční proteomika – metodika, metody studia proteinových interakcí (kvalitativní - Y2H; BiFC; mbSUS; SLCA; MeRA; SEAM; využití iontové mobility; kvantitativní – MS, QCAT, molární ionizační koeficient; pravděpodobnostní přístup)
  • strukturní proteomika – metodika (zesíťování molekulárními pravítky), metody (FTICR MS)
  • analýza post-translačních modifikací – formy PTM, MS analýza PTM – lokalizace; glykosylace, fosforylace; určení rozsahu PTM
  • lipidomika (analýza lipidů a buněčných membrán) – základy; struktura a funkce biologických membrán, chemická povaha lipidů; analytické postupy (extrakce, separace, MS), celostní lipidomika, lipidomické databáze
  • glykomika (analýza glykanů) – základy; chemická povaha glykanů a glykoproteinů, struktura; analytické postupy (deprivatizace, separace, MS), celostní glykomika, glykomické databáze
Literatura
  • MUSHEGIAN, Arcady R. Foundations of comparative genomics. 1st ed. Burlington: Elsevier Academic Press, 2007, 265 s. ISBN 9780120887941. info
  • Quantitative proteomics by mass spectrometry. Edited by Salvatore Sechi. Totowa: Humana Press, 2007, x, 218. ISBN 9781588295712. info
  • BENFEY, Philip N. a Alex D. PROTOPAPAS. Essentials of genomics. Upper Saddle River: Prentice-Hall, 2005, xiv, 346. ISBN 013047018X. info
  • MIKKELSEN, Susan R. a Eduardo CORTÓN. Bioanalytical chemistry. Hoboken, N.J.: John Wiley & Sons, 2004, xvii, 361. ISBN 0471544477. info
  • LIEBLER, Daniel C. Introduction to proteomics : tools for the new biology. Edited by John R. Yates. Totowa, NJ: Humana Press, 2002, ix, 198. ISBN 0896039927. info
  • Posttranslational modifications of proteins : tools for functional proteomics. Edited by Christoph Kannicht. Totowa, N.J.: Humana Press, 2002, xi, 322. ISBN 0896036782. info
Výukové metody
výuka je založena na ppt prezentaci a jejím výkladu. prezentace bude dostupná jako studijní podklad (černobílý tisknutelný pdf s vysokým rozlišením a omezenými právy). vzhledem k výkladu, jenž prezentaci významně rozšiřuje, a neexistenci vhodných učebnic v českém jazyce pokrývajících některé části přednášky je vhodné přednášku navštěvovat.
Metody hodnocení
ústní zkouška u studentů se předpokládá pochopení a znalost základních principů a jejich využití. zkouška se sestává ze tří základních otázek, které budou postupně v průběhu zkoušení rozvíjeny, aby student mohl prokázat míru porozumění tématu.
v průběhu kurzu budou studentům zadávány nehodnocené, ale povinné, časově nenáročné úkoly pro upevnění získaných poznatků.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2023, podzim 2024.