Detail předmětu

Biochemie I

FCH-BC_BCH1Ak. rok: 2023/2024

Složení živé hmoty, základní charakteristiky. Aminokyseliny, struktura a vlastnosti, peptidy, bílkoviny. Metody izolace a charakterizace bílkovin. Prostorová struktura biopolymerů. Klasifikace a funkce bílkovin. Sacharidy, glykoproteiny. Lipidy. Izoprenoidy. Biomembrány, membránový transport. Základy enzymologie. Enzymová kinetika. Mechanismy enzymové katalýzy. Regulace enzymové aktivity. Metabolismus základních typů živin - sacharidů, mastných kyselin, aminíokyselin. Biologické oxidace. Nukleové kyseliny. Aplikovaná biochemie.

Harmonogram výuky - přednášky:

1. Látkové složení živé hmoty  - základní znaky živých systémů, chemické složení živé hmoty, buňka a její struktura; organizace biologických systémů, vznik života a evoluční teorie

2. Aminokyseliny. Peptidy. Bílkoviny - struktura, rozdělení, chemické a fyzikální vlastnosti; peptidická vazba, biologicky významné peptidy;  kovalentní a prostorová struktura bílkovin, vlastnosti, stabilita – nekovalentní vazby; přehled biologicky významných skupin bílkovin

3. Metody izolace, purifikace  a charakterizace biopolymerů  

4. Sacharidy - monosacharidy , disacharidy a oligosacharidy, glykosindy; polysacharidy – homoglykany, heteroglykany

5. Lipidy a biomembrány - mastné kyseliny, jednoduché lipidy, složené lipidy; fosfolipidy; biomembrány – stavba, funkce; membránový transport;  izoprenoidy

6. Enzymy a biokatalýza  -     základní principy enzymové katalýzy; specifita enzymů; stavba aktivního centra; klasifikace enzymů, koenzymy; mechanismy enzymové katalýzy; enzymová kinetika

7. Základní přehled metabolismu živin - regulace enzymové aktivity; základy bioenergetiky; termodynamika života; makroergické sloučeniny.

8. Metabolismus sacharidů – glykolýza, citrátový cyklus, glukoneogeneze.

9. Biologické oxidace - respirační řetězec, fotosyntéza.

10. Metabolismus lipidů a mastných kyselin

11. Metabolismus aminokyselin a dalších dusíkatých látek

12. Nukleové kyseliny  - typy nukleových kyselin v živých systémech; struktura nukleotidů, DNA a RNA, funkce nukleových kyselin, základní princip genetického kódu a dědičnosti

 13. Replikace;  průběh genové exprese - transkripce, translace.  Aplikovaná biochemie -  přehled současných biotechnologických směrů;  enzymové inženýrství – přehled; genové inženýrství – základní principy.  

 

Témata cvičení:

1. Buňky, látkové složení živé hmoty + aminokyseliny, nekovalentní vazby. (7.+8.týden)

2. Bílkoviny, metody studia biomolekul. (9.+10.)

3. Sacharidy, lipidy, biomembrány.(11.+12.)

4. Enzymy, metabolismus úvod. (13.+14.)…

5. Aerobní metabolismus sacharidů, respirace, fotosyntéza

6. Metabolismus lipidů, aminokyselin. Nukleové kyseliny, proteosyntéza

 

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Vstupní znalosti

Znalost organické chemie v rozsahu vyučovaném na FCH; znalost základů fyzikální chemie.

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Podmínky získání zápočtu:

Součástí předmětu je cvičení v rozsahu 0/1, které je realizováno jednou za dva týdny v rozsahu 2 hodin. V každém cvičení je zopakován jeden tematický blok a poté se píše test v rozsahu 10 otázek. Podmínkou získání zápočtu je prezence na všech seminářích a absolvování všech 5 testů, každého s minimálním ziskem 65%.

Studenti kombinované formy absolvují cvičení samostatně nebo konzultační formou po domluvě s vyučujícícmi, podmínkou získání zápočtu je vypracování souhrnného zápočtového testu pokrývajícího všechna témata cvičení s minimálním ziskem 65 % bodů.

Požadavky na zkoušku:

Zkouška je ústní, student si vytáhne sestavu 3 otázek pokrývající celý rozsah učiva (otázky k dispozici v systému Moodle); prokáže přehled v chemické i metabolické části a logické propojení znalostí. Podmínkou je, že žádná z otázek nesmí být klasifikována F. 

Učební cíle

Cílem předmětu je seznámit studenty se složením živé hmoty a charakterizovat strukturu, vlastnosti a funkce základních skupin biomolekul: aminokyselin a bílkovin, jednoduchých a složených sacharidů, lipidů a nukleových kyselin. V rámci předmětu je dále probírána struktura biomembrán a typy membránového transportu, enzymová katalýza, kinetika a regulace enzymové aktivity. Součástí předmětu jsou i metody izolace a charakterizace biopolymerů a rovněž základní přehled aplikované biochemie včetně enzymového a genového inženýrství. V rámci předmětu bude diskutován i přehled metabolismu základních živin - sacharidů, lipidů a aminokyselin včetně principů biologických oxidací.
Po absolvování předmětu student získá základní přehled o sloožení živé hmoty a naučí se charakterizovat strukturu, vlastnosti a funkce základních skupin biomolekul: aminokyselin a bílkovin, jednoduchých a složených sacharidů, lipidů a nukleových kyselin. V rámci předmětu student dále získá základní znalost struktura a funkce biomembrán a typů membránového transportu. Dále bude ovládat základy enzymové katalýzy, kinetiky a mechanismy regulace enzymové aktivity. V rámci předmětu získá student základní přehled o metodách izolace a charakterizace biopolymerů a rovněž základní přehled aplikované biochemie včetně enzymového a genového inženýrství. Student se dále obeznámí se základními drahami v rámci intermediárního metabolismu živin.

Základní literatura

Alberts B. Bray G. a kol: Základy buněčné biologie. Espero Publishing, 2. vyd. (CS)
Vodrážka Z. : Biochemie. Academia, Praha 1996. (CS)

eLearning

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPCP_AAEFCH bakalářský, 2. ročník, letní semestr, povinný
  • Program BKCP_AAEFCH bakalářský, 2. ročník, letní semestr, povinný
  • Program BPCP_CHTN bakalářský, 2. ročník, letní semestr, povinný
  • Program BPCP_CHCHTE bakalářský, 2. ročník, letní semestr, povinný
  • Program BKCP_CHCHTE bakalářský, 2. ročník, letní semestr, povinný
  • Program BPCP_CHTM bakalářský, 2. ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program BKCP_CHTM bakalářský, 2. ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program BPCP_CHTOZP bakalářský, 2. ročník, letní semestr, povinně volitelný
  • Program BKCP_CHTOZP bakalářský, 2. ročník, letní semestr, povinně volitelný

  • Program BPCP_CHTPO bakalářský

    specializace BT , 2. ročník, letní semestr, povinný

  • Program BKCP_CHTPO bakalářský

    specializace BT , 2. ročník, letní semestr, povinný
    specializace CHPL , 2. ročník, letní semestr, povinný

  • Program BPCP_CHTPO bakalářský

    specializace CHPL , 2. ročník, letní semestr, povinný
    specializace PCH , 2. ročník, letní semestr, povinný

  • Program BKCP_CHTPO bakalářský

    specializace PCH , 2. ročník, letní semestr, povinný

  • Program BPCP_CHMA bakalářský, 2. ročník, letní semestr, povinný
  • Program NPCP_CHTM magisterský navazující, 1. ročník, letní semestr, volitelný
  • Program NKCP_CHTM magisterský navazující, 1. ročník, letní semestr, volitelný
    , 2. ročník, letní semestr, volitelný
  • Program NPCP_CHTM magisterský navazující, 2. ročník, letní semestr, volitelný
  • Program CP_CZV_SP celoživotní vzdělávání v akr. stud. programu, 1. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Osnova

1. Látkové složení živé hmoty. Struktura buňky. Organizace biologických systémů.
2. Aminokyseliny. Peptidická vazba. Bílkoviny - struktura a stabilita, denaturace.
3. Metody izolace, purifikace a charakterizace biopolymerů.
4. Metody ke zjišťování struktury biomolekul a jejich změn.
5. Sacharidy - monosacharidy, oligosacharidy, polysacharidy, složené sacharidy.
6. Lipidy - struktura a klasifikace. Jednoduché a složené lipidy. Izoprenoidy.
7. Biomembrány - struktura a funkce. Membránový transport.
8. Enzymy a biokatalýza. Substrátová specifita. Koenzymy. Regulace enzymové aktivity. Stručné názvosloví enzymů.
9. Enzymová kinetika. Rovnice Michaelise a Mentenové. Inhibice. Analýza kinetických dat. Reakce se dvěma substráty.
10. Bioenergetika, makroergické sloučeniny, metabolismus základních typů živin - centrální dráhy.
11. Metaboplismus sacharidů, lipidů, aminokyselin.
12. Biologické oxidace, - dýchací řetězec, fotosyntéza. Energetické spřažení.
13. Nukleové kyseliny - typy, struktura DNA a RNA. Funkce v organismu, genetický kód. Replikace, transkripce, translace

Cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Osnova

Cvičení se koná jednou za 14 dnů v rozsahu 2 hodin, témata přednášek jsou spojena do následujícího schématu: 1. Aminokyseliny. Bílkoviny – složení, aminokyseliny, prostorová struktura, nekovalentní vazby. 2. Sacharidy – monosacharidy, polysacharidy, složené sacharidy (glykoproteiny, glykolipidy). 3. Lipidy a mastné kyseliny, fosfolipidy, izoprenoidy. iomembrány – struktura a funkce, membránový transport. 4. Enzymy a biokatalýza. Substrátová specifita. Stručné názvosloví enzymů. Kofaktory. Enzymová kinetika a inhibice. 5. Základy metabolismu sacharidů, lipidů a aminokyselin. 6. Nukleové kyseliny a nukleotidy. Biosyntéza nukleových kyselin – replikace. Průběh genové exprese, proteosyntéza. Cvičení probíhá formou kolektivní diskuse, poté je k danému tématu zadán dílčí test (10 otázek), který je třeba splnit na 65%.

eLearning