garant: prof. RNDr. Jan Hlaváč, Ph.D.

1. Struktura a funkce nukleových kyselin: genetická informace, struktura DNA, RNA, fyzikální vlastnosti nukleosidů a nukleotidů (ionizace, tautomerie), párování nukleobází (Watson-Crick, Hoogsteen, Wobble), konformace cukerných částí, katalytická RNA, komplexy nukleových kyselin s proteiny.
2. Biosyntéza a metabolismus nukleových kyselin a jejich složek: Chemické reakce, které se uplatňují při biosyntéze DNA (replikace) a RNA (transkripce) a jejich následné modifikaci a katabolismu; biosyntéza a katabolismus nukleobází, nukleosidů a nukleotidů, regulace exprese genů, RNAi. Vše pohledem organického chemika.
3. Chemická syntéza nukleových kyselin a jejich složek: chemické syntézy a modifikace nukleobází, nukleosidů (reakce se solemi kovů, Hilbert-Johnsonova reakce a její modifikace) a nukleotidů, transformace purinových i pyrimidinových nukleosidů, chemická syntéza oligonukleotidů, biokatalytická syntéza oligonukleotidů (PCR).
4. Mechanismus interakce s xenobiotiky: Mutace, interkalace (příklady interkalátorů), crosslinkingové reakce (příklady DNA-alkylačních látek), štěpení nukleových kyselin, opravné mechanizmy, opravné polymerázy.
5. Aminokyseliny: Přehled kódovaných aminokyselin, syntéza aminokyselin v laboratoři, biosyntéza aminokyselin – reakce, které se při ní uplatňují, vlastnosti a reaktivita; translace, přepis genetického kódu do pořadí aminokyselin, kodón, antikodón, stručný popis dějů na ribosomu.
6. Struktura a funkce proteinů: struktury proteinů (primární-kvartérní), konformace řetězce, funkce postranních skupin, konjugáty (glyko-, fosfo-, metaloproteiny atd.), folding, posttranslační modifikace, degradace nefunkčních nebo nepotřebných proteinů.
7. Chemická a biotechnologická syntéza peptidů a proteinů: chemické syntézy peptidů v roztoku i na pevném nosiči, chránící a aktivační skupiny. Základní metody identifikace proteinů.
8. Enzymy a mechanismy enzymových reakcí: enzymy, kofaktory, mechanismy a regulace enzymových reakcí, vliv prostředí (pH, teplota atd.) na aktivitu enzymů, rovnováhy a kinetika, základní charakteristiky enzymatických reakcí (KM, kcat, Vmax), inhibice, třídy enzymů, aktivní místo, rovnice Michaelis-Mentenové.
9. Sacharidy: přehled základních aldos a ketos, názvosloví a konfigurace, zobrazení struktur sacharidů, cyklické vs. acyklické struktury, anomery, reaktivita, redox reakce na aldehydické skupině, výstavba a odbourávání sacharidů, struktura a funkce sacharidů a polysacharidů, sacharidy zásobní, strukturní, a základní principy chemických syntéz glykosidů a oligosacharidů.
10. Membrány a regulační procesy: chemické složení, struktura a funkce biomembrán, mechanizmus přenosu iontů a dalších látek přes membrány, aktivní a pasivní transport, regulační procesy, chemické rozdělení hormonů.
11. Biosyntéza a metabolismus ostatních tříd přírodních látek (chemický mechanizmus, reakce): metabolismus lipidů, terpenoidů a dalších přírodních látek, mevalonátová cesta ke skvalenu, cyklizace skvalenu, steroidní receptory, steroidy a jejich rozdělení, funkce v organizmu.
12. Chemická podstata základních procesů v živých organizmech: energetika, acetyl koenzym A, Krebsův cyklus a reakce v něm zahrnuté, struktura a funkce mitochondrie včetně transportních mechanizmů na jejích membránách, peroxisomy a reakce v nich probíhající.
13. Lipidy: zásobní a strukturní lipidy, triacylglyceridy, fosfolipidy, fosfatidylcholiny, sfingolipidy apod. struktura, funkce, vlastnosti, kapalné a pevné tuky, nasycené a nenasycené mastné kyseliny, reaktivita lipidů, lipogeneze a betaoxidace.