C7925 Struktura a dynamika nukleovych kyselin

Přírodovědecká fakulta
jaro 2005
Rozsah
2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.
Vyučující
Mgr. Eva Fadrná, Ph.D. (přednášející)
Mgr. Naděžda Špačková, Ph.D. (přednášející)
Garance
Mgr. Eva Fadrná, Ph.D.
Chemická sekce - Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: Mgr. Eva Fadrná, Ph.D.
Předpoklady
C9530 Strukturní biochemie
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
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
Metody hodnocení
2h přednáška. Podle možností praktické ukázky modelovacího software, Internetových zdrojů. Podmínkou pro vykonání zkoušky je zpracování miniprojektu s využitím grafického software a Internetové databáze.
Informace učitele
http://www.sci.muni.cz/~evaf/c7925.html
Předpoklady pro úspěšné zakončení předmětu:
- vypracovaný miniprojekt - písemný test znalostí - ústní zkouška - diskuse nad testem
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2007 - akreditace, podzim 2010 - akreditace, jaro 2004, jaro 2006, jaro 2007, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2009, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2011 - akreditace, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018, podzim 2019, podzim 2020.