C5855 Biofyzikální chemie II

Přírodovědecká fakulta
podzim 2013
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučující
prof. RNDr. Libuše Trnková, CSc. (přednášející)
Mgr. Tomáš Klumpler, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Jan Brezovský, Ph.D. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Libuše Trnková, CSc.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Dodavatelské pracoviště: Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta
Rozvrh
Pá 11:00–12:50 C12/311
Předpoklady
absolvování C5850
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 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020, podzim 2021, podzim 2022, podzim 2023, podzim 2024.