garant: prof. RNDr. Ivo Frébort, CSc., Ph.D.
- Aminokyseliny a peptidy. Aminokyseliny: obecná struktura; názvosloví; klasifikace; funkce; acidobazické vlastnosti; optická aktivita. Peptidy: peptidová vazba; torzní úhly; názvosloví; sekvencování peptidů a problematika peptidových syntéz příklady přírodních peptidů. Definice genomu, genu, typy genů, charakteristika genetického kódu, typy ribonukleových kyselin a jejich funkce.
- Proteiny. Primární; sekundární; terciální a kvartérní struktura proteinů; klasifikace proteinů (podle struktury; složení a funkce). Metody studia proteinů: Metody izolace a analýzy proteinů (extrakční; chromatografické; centrifugační; elektroforetické metody). DNA, RNA a centrální dogma molekulární biologie, struktura DNA u prokaryot a eukaryot.
- Enzymy. Definice a charakteristika vlastností enzymů; modely interakce enzymu se substrátem. Kofaktory – základní charakteristika (rozdíl mezi pojmy koenzym a prostetická skupina); koenzymy oxidoreduktas a transferas; role iontů kovů v enzymech; Warburgův optický test. Sekvenování DNA – Sangerova metoda, masivní paralelní sekvenování.
- Enzymy. Enzymová kinetika. Rovnice Michaelise a Mentenové, význam kinetických prametrů, jednotky a metody stanovení enzymové aktivity. Vliv reakčních podmínek na aktivitu enzymů (pH, teplota, koncentrace solí). Struktura eukaryotních chromozomů, úrovně uložení chromatinu, histony a jejich funkce.
- Enzymy. Aktivace enzymů. Reversibilní a ireversibilní inhibice. Typy reversibilních inhibicí. Allosterické enzymy. Mechanismus působení enzymů. Aktivní místo enzymu. Zymogeny. Izoenzymy. Princip replikace DNA, replikační vidlice, DNA polymerasa a pomocné enzymy replikace, primasa, helikasa, topoisomerasa.
- Glykolýza/glukoneogenese. Význam v kontextu celého metabolismu. Dílčí reakce glykolýzy a její regulace; klíčové enzymy; varianty návazné přeměny pyruvátu. Pojem substrátová fosforylace. Glukoneogeneze- klíčové reakce. Párování bází jako základ transkripce, úloha mRNA, struktura a funkce tRNA.
- Pentosafosfátová dráha. Význam v kontextu celého metabolismu. Dílčí reakce; propojení s glykolýzou; regulace hladiny pentos a hexos; NADPH a ATP. Srovnání reakcí vzájemné přeměny sacharidů – isomerace; epimerace; aldolasová; transaldolasová a transketolasová reakce. Regulace genové exprese u prokaryot a eukaryot.
- Citrátový cyklus. Pyruvátdehydrogenasový komplex; dílčí reakce; energetický výtěžek a principy regulace citátového cyklu; anaplerotické a kataplerotické reakce. Glyoxylátový cyklus – základní charakteristika a význam. Methylace DNA a její význam, posttranskripční mechanismy regulace genové exprese.
- Oxidační fosforylace. Enzymové komplexy dýchacího řetězce; Q cyklus. Spřažení dýchacího řetězce a oxidační fosforylace. Struktura a fungování ATP synthasy; regulace oxidační fosforylace. Struktura ribosomů, tvorba rRNA, základy proteosyntézy.
- Metabolismus glykogenu. Charakteristika a lokalizace glykogenu; degradace glykogenu; glykoneogeneze; regulace metabolismu glykogenu na úrovních hormonální regulace a posttranslační modifikace proteinů. Transport proteinů, ER a Golgi, skládání proteinů, monitorování kvality proteinů a jejich degradace.
- Lipidy. Mastné kyseliny. Biologický význam lipidů; degradace lipidů. Aktivace mastných kyselin; transport přes vnitřní mitochondriální membránu; β-oxidace, biosyntéza mastných kyselin, ketolátky – charakteristika zástupců; význam a biosyntéza ketolátek. Základní metody studia DNA a proteinů, jejich izolace, studium interakce protein-protein a protein-DNA.
- Fotosyntéza. Primární-světelná fáze; fotosyntetické pigmenty; komplexy v membráně thylakoidů; Q cyklus; cyklická fotofosforylace. Metody PCR a její využití, metody studia genové exprese a její regulace.
- Calvin-Bensonův cyklus. Sekundární– „temnostní“ fáze fotosyntézy; charakteristika RUBISCA; regulace Calvin-Bensonova cyklu; fotorespirace, C3, C4, CAM rostliny. Klonování genů, klonovací vektory a příprava knihoven. GMO a jejich využití, transformace živočišných a rostlinných buněk.