Biochemie III - Kompartmentace biochemických dějů v buňce

Sylabus

Výuka začíná v 1. týdnu semestru, 4.10.2023

Absolventi kurzu budou buď presentovat krátkou přednášku (10 minut "short talk") na poslední hodině nebo do na poslední hodiny připraví a zašlou text (esej na tema minimálně 5-6 stránek A4 plného prostého textu v řádkování 1.5, předpokládá se použití a uvedení literárních zdrojů většinově z odborných časopisů a ne učebnic). Vybrané téma na základě upřesnění s garantem předmětu by nemělo korespondovat s tématem řešeného diplomového projektu. Termín pro výběr temat a formy je do 16.11.2023 ("first come first serve").

Dle výsledku hlasování na první přednášce, dne 4.10.2023 nebudou probíhat presentace studentů a všichni studenti si zpracují vybrané tema formou eseje. Vybrané téma na základě upřesnění s garantem předmětu by nemělo korespondovat s tématem řešeného diplomového projektu. Termín pro výběr a upřesnění temat je od 16.11. do 29.11. 2023 zasláním emailem ("first come first serve"). 1. Úvod, intermediální metabolismus, srovnání prokaryotické a eukaryotické buňky (komplexní stavba eukaryotických buněk). Signalizace a regulace. Metodiky a techniky výzkumu. 2. Buněčný cytoskelet - struktura a funkce (např. buněčný cyklus) 3. Organelové a buněčné membrány, charakterizace, složení, funkce (např. transport přes membránu), lipidy a jejich role v buňce.

- Organely s dvojitou membránou - jádro, mitochondrie, chloroplasty 4. Jádro - stavba a funkce. Biosynthesa DNA a RNA 5. Mitochondrie - složení a vlastnosti vnitřní a vnější mitochondriální membrány, matrix, metabolické procesy v mitochondiálních kompartmentech (dýchací řetězec, synthesa ATP, citrátový cyklus, β-oxidace mastných kyselin) 6. Endoplasmatické retikulum, stavba a funkce. Membránově vázané ribosomy, proteosynthesa, posttranslační modifikace proteinů v lumen endoplasmatického retikula, metabolismus lipidů a hydrofobních látek 7. Golgiho aparát - stavba a funkce, lysosomy - jejich tvorba, složení a funkce, peroxisom - jejich heterogenita a diferencované funkce 8. Metabolické procesy v cytoplasmě (metabolismus sacharidů - glykolýza, pentosový cyklus, proteosynthesa na volných ribosomech, metabolismus lipidů a aminokyselin) 9.Ostatní organely (peroxisomy, lysosomy, ....) 10. Energetický metabolismus v kostce (shrnutí, souvislosti a regulace) 11. Tkáně a orgány (specifika, propojení, regulace dějů, ...) 12. Srovnávací Biochemie

Anotace

Přednáška navazuje na předchozí kurzy biochemie a je zaměřena na zopakování základních znalostí na jejich osvojení a získání nadhledu a souvislostí o biochemických procesech v prokaryotických a eukaryotických buňkách. Tento kurz je určen pro studenty navazujícího magisterského studia chemických oborů a především biochemikům, s doporučeným zápisem ve 2. ročníku NMgr. studia nejen jako příprava před SZZk.

Tematicky jsou eukaryotické buňky presentovány v jejich heterogenitě, jejich kompartmentaci z hlediska struktury a funkce. Detailně jsou studenti seznámeni se stavbou a funkcí biologické membrány buněk, buněčných organel a metabolických či jinak funkčních/strukturních celků, např. cytoskeletu či cytosolu, a také se zabývá ději na hranicích mezi těmito funkčními/strukturními celky, např. transport molekul či částic přes membránu, přenos signálu.

Separátně jsou probírány buněčné organely s dvojitou membránou (jádro, mitochrondrie a případně chloroplasty) a jejich funkce je vysvětlována z hlediska vztahu struktury a funkce (např. včetně biosynthesy DNA a RNA). Velký důraz bude při přednáškách kladen na seznámení se s mitochondriemi, jejich strukturou a metabolickými procesy, které v této strukturované organele probíhají (dýchací řetězec, synthesa ATP, citrátový cyklus, β-oxidace mastných kyselin).

Zvláštní zřetel bude brán na informace o endoplasmatickém retikulu a Golgiho aparátu vzhledem k jejich funkci v proteosynthese na polyribosomech vázaných na endopasmatické retikulum, v postranslační modifikaci proteinů, metabolismu lipidů a hydrofobních látek obecně. Informace o lysosomech a peroxisomech budou podány z hlediska jejich variability ve struktuře a funkcích.

Samozřejmostí bude výuka metabolických dějů, které nejsou vázány na buněčné struktury a jsou lokalizovány v cytoplasmě buněk (metabolismus sacharidů, lipidů a aminokyselin). V závěrečné fázi budou probrány základy srovnávací biochemie a biochemie "tkání" či "orgánů".