Biology and Biochemistry of Cell - OPBB2B101A

• Title: Biologie a biochemie buňky
• Guaranteed by: Katedra biologie a environmentálních studií (41-KBES)
• Faculty: Faculty of Education
• Actual: from 2020
• Semester: winter
• E-Credits: 4
• Examination process: winter s.:
• Hours per week, examination: winter s.:2/1, C+Ex [HT]
• Capacity: unknown / 0 (100)
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech
• Teaching methods: full-time
• Teaching methods: full-time
• Note: course can be enrolled in outside the study plan; enabled for web enrollment; priority enrollment if the course is part of the study plan
• Guarantor: RNDr. Lenka Pavlasová, Ph.D.
• Teacher(s): RNDr. Lenka Pavlasová, Ph.D.; PhDr. Karel Vojíř, Ph.D.
• Interchangeability : OB2302001, OB2302005, OKBB2B101A
• Is pre-requisite for: OPBB2B116A, OPBB2B120A
• Is interchangeable with: OKBB2B101A

Annotation

English

Last update: PhDr. Karel Vojíř, Ph.D. (11.09.2023)

Student of the course will acquitant with basic terms of cytology and molekular biology, with formation and development of life from molekular biology point of view, with noncellular and cellular organisms. He will be able to characterize prokaryotic and eukaryotic cells and their parts including specifics of their division. He will be familiar with basic principles of thermodynamics, with flows of energy in live systems and he will explain the role of ATP. The course further informs students about characteristics of basic types of molekules in living organisms (proteins, nucleic acids, polysaccharides and lipids), their functions and principles of enzymic action. Next subjects of course are basic catabolic and anabolic pathways in metabolism of saccharides (glycolysis, gluconeogenesis, glyoxylat cycle, pentose cycle) and lipids (beta-oxidation of fatty acids, biosythesis of fatty acids) following by citric acid cycle, respiratory chain and oxidative fosforylation. Complete metabolism of nucleic acids and degradation of proteins are mentioned as well.

Czech

Last update: PhDr. Karel Vojíř, Ph.D. (11.09.2023)

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.

Descriptors

Last update: PhDr. Karel Vojíř, Ph.D. (11.09.2023)

V případě nemožnosti prezenční výuky bude předmět vyučován prostřednictvím online přednášek v časech dle rozvrhu (nezapsaní zájemci mohou kontaktovat vyučujícího pro zaslání odkazu k připojení). Cvičení budou zajištěna průběžným řešením zaslaných úloh a jejich konzultací na online seminářích v časech dle rozvrhu. Pro absolvování předmětu je nezbytná aktivní účast i v případě online výuky, tj. včetně přímé komunikace.

Literature

Last update: PhDr. Karel Vojíř, Ph.D. (11.09.2023)

Alberts, B. a kol. Základy buněčné biologie. Úvod do molekulární biologie buňky. Ústí nad Labem : Espero Publishing, 1998. 630 s. ISBN 80-902906-2-0.

Rosypal, S. a kol. Nový přehled biologie. Praha : Scientia, 2011. ISBN 80-7183-268-5.

Voet,D., Voetová, J.: Biochemie. Victoria Publishing Praha 1995.

Murray, R.K. a kol.: Harperova ilustrovaná biochemie. Praha: Galén, 2013. ISBN 978-80-7262-907-7.

Klouda, P.: Základy biochemie. Ostrava: Nakladatelství P.Klouda, 2000.

Vodrážka, Z.: Biochemie. Academia Praha 1999.

Kolektiv autorů: Biochemie - základní kurz. Karolinum Praha 1999.

Prezentace vyučující - dostupné v MOODLE.

Ptáček, P. Biochemie. Elportál, Brno: Masarykova univerzita, 2009. ISSN 1802-128X. Dostupné z: https://is.muni.cz/elportal/?id=837869

E-learningový kurz: http://ibiochemie.upol.cz/Screens/Default.aspx

Requirements to the exam

Last update: PhDr. Karel Vojíř, Ph.D. (11.09.2023)

znalosti v rozsahu odpřednášeného učiva

Syllabus

Last update: PhDr. Karel Vojíř, Ph.D. (11.09.2023)

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.

Course completion requirements

Last update: PhDr. Karel Vojíř, Ph.D. (11.09.2023)

docházka na cvičení, vyplnění a odevzdání pracovních listů, písemné zkoušení