F8310 Molekulové interakce a jejich úloha v biologii a chemii

Přírodovědecká fakulta
jaro 2012 - akreditace

Údaje z období jaro 2012 - akreditace se nezveřejňují

Rozsah
2/0. 3 kr. (plus ukončení). Ukončení: k.
Vyučující
prof. RNDr. Jiří Šponer, DrSc. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Viktor Brabec, DrSc.
Ústav fyziky kondenzovaných látek - Fyzikální sekce - Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Jiří Šponer, DrSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky kondenzovaných látek - Fyzikální sekce - Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
specifické předpoklady nejsou
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Předmětu objasňuje moderní pohled na úlohu molekolových interakcí v chemii a biologii. Bodou vysvětleny zákládní molekulové interakce (kovalentní struktura, van der Waalsova interakce, elektrostatické interakce, vodíkové vazby, a další možné doplňkové interakce.). Podrobně bude diskutován vliv solvatace a entropie. Bodou vysvětleny základní možnosti jejich popisu, tj. klasická aproximace pomocí empirických potenciálů, a plný kvantově-chemický popis. Budou uvedeny zakladní experimentální techniky (fyzikálně-chemické metody a rentgenostrukturní analýza) Vše bude rozsáhle ilustrováno na příkladech, zejméne se bude jednat o moderní poznatky o struktuře, dynamice a funkci molekul RNA, s rozsáhlou analýzou funkce ribosomu během syntézy bílkovin.

Hlavním cílem předmětu je umožnit studentům
- popsat a vysvětlit úlohu molekulových interakcí v chemii a biologii (jak v rámci klasické aproximace tak v kvantově-chemického popisu)
- popsat a vysvětlit základní vztahující se experimenty a experimentální techniky.
Osnova
  • Úloha molekulových interakci a proč jsou duležité
  • Kovalentní struktura
  • Van der Waalsovy síly
  • Elektrostatické síly
  • Vodíkové vazby
  • Neaditivita interakcí, indukce a charge transfer
  • Empirický potenciál, molekulová mechanika, molekulová dynamika
  • Kvantově-chemický popis
  • báze atomových orbitalů
  • Elektronová korelace
  • fyzikálně chemické metody
  • rentgenostrukturní analýza
  • vliv solventu a entropie
  • Supramolekulární systémy v chemii
  • Struktura bílkovin
  • Struktura DNA
  • protein-DNA komplexy
  • revoluce v biologii, struktura, dynamika a funkce RNA
  • principy molekulových interakcí v RNA
  • Struktura a funkce velké ribosomální podjednotky
  • Struktura a funkce malé ribosomální podjednotky
  • elongační cyklus ribosomu
  • úloha molekulových interací v voluci ribosomální RNA
  • základní principy funkce biomolekulárních strojů a jak se liší od makroskopických strojů
Literatura
  • Computational studies of RNA and DNA. Edited by Jiří Šponer - Filip Lankaš. Dordrecht: Springer, 2006. xi, 636. ISBN 1402047940. info
Výukové metody
Přednášky s mnoha ilustračními příklady, diskuze, praktické ukázky.
Metody hodnocení
diskuze, ústní zkouška na kolokvium.
Informace učitele
http://www.ibp.cz/labs/LSDNA/
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.
Předmět je zařazen také v obdobích jaro 2008 - akreditace, jaro 2011 - akreditace, jaro 2002, jaro 2003, jaro 2004, jaro 2005, jaro 2006, jaro 2007, jaro 2008, jaro 2009, jaro 2010, jaro 2011, jaro 2012, jaro 2013, jaro 2014, jaro 2015, jaro 2016, jaro 2017, jaro 2018, jaro 2019, jaro 2021.