Sylabus
1. Buňka. Prokaryotní buňka a její součásti, dělení buňky. Eukaryotní buňka a její součásti, mitóza, meióza. Rozdíly mezi buňkami rostlin, živočichů a hub.
2. Elementární a látkové složení živých soustav – anorganické látky, nízkomolekulární organické látky, biomakromolekuly. Chemické vlastnosti uhlíku pro stavbu organických sloučenin. Voda jako univerzální rozpouštědlo při metabolických dějích.
3. Bílkoviny (proteiny). Přehled jejich funkcí v organismu. Aminokyseliny, peptidová vazba, polypeptidy. Struktura – primární, sekundární, terciární, kvartérní. Nekovalentní vazby.
4. Cukry (sacharidy). Monosacharidy, oligosacharidy, polysacharidy. Monosacharidy – ketosy, aldosy, cyklická forma, lineární forma. Polysacharidy – glykosidová vazba, celulosa, chitin, škrob, glykogen.
5. Tuky (lipidy). Triacylglyceroly, mastné kyseliny, glycerofosfolipidy, cholesterol. Biomembrány.
6. Nukleové kyseliny. Funkce DNA a RNA v organismu, jejich chemická struktura. Prostorové uspořádání DNA. Replikace. Reverzní transkriptasa. Transkripce. Struktura a funkce rRNA, tRNA a mRNA. Translace.
7. Enzymy. Specifita účinková a substrátová. Kofaktory. Katalytická aktivita (katal). Enzymová kinetika. Regulace aktivity, inhibice.
8. Metabolismus – úvod. Fototrofní a chemotrofní organismy. Katabolismus, anabolismus. Termodynamika buňky, energie, ATP.
9. Metabolismus sacharidů. Glykolýza, glukoneogeneze, glyoxylátová dráha, pentosový cyklus.
10. Metabolismus lipidů. Trávení a vstřebávání tuků, beta-oxidace mastných kyselin, biosyntéza mastných kyselin.
11. Citrátový cyklus. Dýchací řetězec. Oxidační fosforylace.
12. Metabolismus biomolekul obsahujících dusík. Ornithinový cyklus, močovina, kyselina močová.
13. Vznik a vývoj života z pohledu molekulární biologie. Chemická evoluce, procesy vedoucí ke vzniku buňky s DNA genomem. Nebuněčné živé systémy (viry, bakteriofágy, subvirové patogeny). Buněčné živé systémy, endosymbiotická teorie.
Anotace
Absolvent kurzu se seznámí se základními pojmy z biologie buňky (cytologie) a molekulární biologie, se vznikem a vývojem života z pohledu molekulární biologie, s nebuněčnými a buněčnými organismy. Bude schopen charakterizovat prokaryotní a eukaryotní buňky, jejich součásti, jednotlivé etapy buněčného cyklu a rozmnožování buněk (buněčné dělení, mitózu, meiózu).
U skupiny nebuněčných organismů popíše strukturu a cyklus množení virů, bakteriofágů, viroidů, satelitních RNA a prionů. Bude znát základní zákony termodynamiky, toky energie v živých systémech a vysvětlí úlohu ATP.
Kurz dále seznamuje studenty s charakteristikou základních typů makromolekul v živých organismech a jejich funkcí (proteiny, nukleové kyseliny, polysacharidy a lipidy). Objasňuje principy působení enzymů.
Obsahem kurzu jsou dále základní katabolické i anabolické dráhy náležející k metabolismu sacharidů (glykolýza, glukoneogeneze, glyoxylátová dráha, pentosový cyklus) i lipidů (beta-oxidace mastných kyselin, biosyntéza mastných kyselin) a na ně navazující citrátový cyklus, řetězec transportu elektronů a oxidační fosforylace. Studenti se seznámí s kompletním metabolismem nukleových kyselin a syntézou a odbouráváním proteinů.