Tématické okruhy pro státní záv rečné zkoušky

Transkript

1 Tématické okruhy pro státní záv rečné zkoušky Program/Obor Povinný okruh Volitelný okruh (jeden ze t í) Obor: Obecná a aplikovaná Obecná biochemie Biochemie mikroorganism a rostlin biochemie Molekulární biologie a genové inženýrství Pathobiochemie Biochemické laboratorní metody Enzymologie Obor: Mikrobiologie Mikrobiologie a bun čná Mikrobiologie životního prost edí biologie Biochemie mikroorganism a rostlin Bioinženýrství a pr myslová mikrobiologie Molekulární biologie a genové Potraviná ská mikrobiologie inženýrství Program: Klinická bioanalaytika Obecná biochemie Pathobiochemie Analytická chemie a chemometrika Pathologie člov ka Imunologie a hematologie Enzymologie

2 Molekulární biologie a genové inženýrství Gen jako informační a funkční jednotka; stavba prokarytického a eukaryotického geonomu. Replikace jaderné DNA Molekulární podstata mutagenese; opravy poškozené DNA Mimojaderná DNA. Mezibun čný p enos genetické informace Transkripce DNA; postranskripční modifikace RNA Struktura a funkce RNA; regulace genové exprese a metody její analýzy. Stavba virové částice, mechanismus virové infekce. Subvirové infekční částice viroidy, priony Cytoskelet, molekulové motory. Navigovaný pohyb protein. Mechanismy bun čné pohyblivosti Bun čná smrt, programovaná bun čná smrt Mezibun čná signalizace p enos signálu Mechanismy a enzymy úprav nukleových kyselin Bakteriální plasmidové vektory Základní operace s DNA, klonování DNA, ízená mutageneze, sekvenování, značení nukleových kyselin a využití sond Analýza DNA, mapování genomu, restrikční analýza Zásady práce s RNA Polymerasová et zová reakce a její aplikace Exprese v mikrobiálních bu kách, markery, fusní proteiny Tká ové kultury a jejich využití pro expresi gen Princip p ípravy transgenních organism Detekce produkt - metabolické značení, elektroforetické a imunochemické metody Metody pro studium interakce protein a nukleových kyselin Poznámka: Společný p edm t studijního programu Biochemie a biotechnologie, kde jsou tyto dva p edm ty povinné pro všechny studenty.

3 Obecná biochemie Vztah struktury a funkce bílkovin Enzymová katalysa, principy regulace enzymové aktivity Metabolismus sacharid Metabolismus lipid Metabolismus aminokyselin a nukleotid Mechanismy biosynthesy nukleových kyselin a bílkovin Základní metody genového inženýrství Struktura a funkce biologických membrán: membránový transport a p enos informace Membránový potenciál a jeho význam v biologických procesech Biochemie esenciálních faktor Principy hormonální regulace: rozd lení hormon, signalizační kaskády Biochemie eukaryotní bu ky: specifické funkce subcelulárních struktur Transport kyslíku a jeho zapojení do metabolických proces Metabolické funkce nejd ležit jších orgán savc Metabolismus fototrofních organism Základní typy fermentačního typu metabolismu Základy xenobiochemie Biochemie krve: krevní bílkoviny, hemokoagulační kaskáda, krevní t líska Principy acidobazické regulace BBioenergetika jako integrující pohled na metabolické d ní Poznámka: V tomto okruhu se promítají témata, probíraná v p edm tech Biochemie I a II jakož i v Biofyzikální chemii.

4 Biochemické laboratorní metody Centrifugační metody (typy, použití) Srážecí metody isolace bílkovin Chromatografické techniky Elektromigrační techniky Imunochemické techniky Metody stanovení koncentrace bílkovin, sacharid a nukleových kyselin Absorpční spektrofotometrie Metody studia prostorového uspo ádání biomakromolekul (rentgenostrukturní analysa, nukleární magnetická resonance, cirkulární dichroismus) Fluorimetrie a luminometrie Hmotnostní spektrometrie Radiometrické metody Metody sekvenování bílkovin a nukleových kyselin Polymerasová et zová reakce Metody stanovení katalytické aktivity enzym Metody synthesy peptid a oligonukleotid M ení ph v biochemické laborato i; pufry Strategie a taktika isolace biologicky aktivních látek Metody isolace subcelulárních částic Mrazová sublimace Poznámka: Pr ez všemi relevantními metodami tak, jak se učí v Biochemii, Biofyzikální chemii, Enzymologii, Genovém inženýrství atd.

5 Enzymologie Chemická kinetika: obecné pojmy Kovalentní struktura enzym (primární struktura a posttranslační modifikace) Kofaktory enzym Charakteristické znaky prostorového uspo ádání enzym Systematika enzym Specifita enzymových reakcí Kinetika enzymových reakcí Zp soby stanovení kinetických parametr K m a V lim Reversibilní a ireversibilní inhibice enzym Regulace aktivity enzym kovalentními modifikacemi Proenzymy a jejich význam p i regulaci enzymové aktivity Závislost aktivity enzym na ph, využití kompertmentace pro regulaci enzymové aktivity Membránové proteiny s enzymovou aktivitou Katalytická aktivita enzym a její m ení Mechanismus enzymových reakcí Techniky a d vody imobilisace enzym ízená mutagenese jako nástroj studia struktury enzym Využití enzym pro analytické účely Využití enzym v medicín Enzymové technologie

6 PATHOBIOCHEMIE Pathobiochemie bu ky, orgán a tkání Poruchy metabolismu sacharid - diabetes mellitus Poruchy metabolismu lipid Poruchy metabolismu lipoprotein, atherosklerosa Poruchy metabolismu aminokyselin a protein Poruchy metabolismu purinových a pyrimidinových nukleotid a nukleových kyselin Pathobiochemie porfyrin a bun čných hemin Pathobiochemie krve a erythropoesy Pathobiochemie jater Biochemie imunitního systému, imunopathobiochemie Hospoda ení organismu s vodou a elektrolyty; poruchy acidobazické regulace Trávení a resorpce, metabolické defekty p i zpracování potravy Principy hormonální regulace a její poruchy, osa hypothalamu a hypofysy Hormony k ry nadledvin a pohlavních žláz Hormony thyreoidy a parathyreoidy Hormony pankreatu, tká ové hormony a mediátory Biochemie zán tu a zhoubného bujení Základy xenobiochemie a biotransformace léčiv Metabolické defekty u vybraných akutních stav Poznámka: Pro studenty oboru Obecná a aplikovaná biochemie bude kladen d raz na prvních deset okruh, vyučovaných v p edm tu Pathobiochemie I, v n kterých okruzích též v p edm tu Imunologie a hematologie.

7 Pathologie člov ka Historie mediciny a rozd lení léka ských obor Nemoc a její p íčiny Pr b h zan tlivé reakce v organismu Specifické a nespecifické zán ty Regresivní a metabolické zm ny Progresivní zm ny Nádory, jejich p íčiny a rozd lení Poruchy endokrinního systému Poruchy nervového systému Poruchy imunitního systému Poruchy trávicího systému Poruchy ob hového systému Poruchy dýchacího systému Poruchy vylučovacího systému Poruchy pohlavního systému Poruchy pohybového systému Poruchy kožního systému Infekční nemoci Léka ská genetika Výživa a dietetika

8 Analytická chemie a chemometrika Acidobázické rovnováhy v roztocích, ph Principy titračních metod (acidobázické a komplexometrické titrace) Principy vážkové analýzy Elektroanalytické metody, kapilární elektroforéza Principy spektrometrie, spektrometrická instrumentace Atomová spektrometrie (AAS, ICP) Molekulová spektrometrie (absorpční spektrometrie ve viditelné a UV oblasti, infračervená spektrometrie, fluorimetrie) Teoretické základy separačních metod Extrakční analytické metody Principy chromatografie (plynová, kapalinová) Detekční systémy v chromatografii, hmotnostní spektrometrie Výkonové charakteristiky analytické metody (pravdivost, p esnost, výt žnost) Základní charakteristiky náhodného výb ru Testování hypotéz Nejistota výsledku kvantitativních m ení Plánování experimentu a analýza rozptylu Optimalizace analytické metody, simplexová metoda Lineární a nelineární regrese, nejistoty parametr Kalibrace analytické metody (kalibrační k ivka, metoda p ídavku standardu) Kontingenční tabulky a nejistoty kvalitativních test

9 Hematologie a imunologie Krvetvorné bu ky a krvetvorné orgány Nedostatek krevních element, anémie Nadbytek krevních element, myeloproliferativní stavy a hematologické malgnity Hemostáza a trombóza Krevní koagulační systém Krevní destičky Fibrinolytický systém Hemokompatibilita Laboratorní diagnostické metody krevního srážení Vrozený a získaný imunitní systém, imunitní odpov, poruchy imunitního systému Struktura a funkce protilátek, t ídy imunoglobulin Struktura a funkce antigen Interakce protilátka - antigen, afinita, specifita, k ížové reakce Imunizace - produkce polyklonálních antisér; izolace protilátek, jejich čišt ní a charakterizace Monoklonální protilátky, p íprava, vlastnosti Precipitační imunochemické metody Neprecipitační imunochemické metody Syntéza konjugát (hapten-protein, hapten-enzym, protilátka-enzym); enzymová imunoanalýza Použití protilátek v hematologii, cytologii a histochemii Použití protilátek a imunologických technik v medicín

10 Mikrobiologie životního prost edí Význam mikroorganism v životním prost edí Vzájemné vztahy a interakce mikroorganism Význam mikroorganism v geochemickém cyklu C Význam mikroorganism v geochemickém cyklu N Význam mikroorganism v geochemickém cyklu S Typy a úrovn mikrobiální diversity Diversita mikrobiálního metabolismu Genetická diversita bakterií a její analysa Metagenomika v environmentální mikrobiologii Archaebakterie Komunikace mikroorganim, quorum sensing a význam tvorby biofilm Mechanismy eliminace t žkých kov pomocí mikroorganism Bakteriální aerobní degradace organických xenobiotik s lineární strukturou Bakteriální aerobní degradace organických xenobiotik s aromatickou strukturou Bakteriální aerobní degradace substituovaných xenobiotik. Mechanismy anaerobní degradace xenobiotik u bakterií Houby bílé hniloby a jejich význam v degradaci xenobiotik Bioremediace metody a postupy využívající mikroorganismy pro odstra ování xenobiotik z prost edí Rhizoremediace a význam rhizosférních mikroorganism (bakterie, mykorrhizní houby) Geneticky modifikované organismy pro využití p i zkvalit ování životního prost edí

11 Mikrobiologie a bun čná biologie Struktura a funkce vir, prokaryotní a eukaryotní bu ky Výživa mikroorganism. Membránový transport. R st bun čné populace. Vliv vn jších podmínek na r st mikroorganism Sporotvorné bakterie a cyklus tvorby spor Mikrobiální metabolismus jeho diversita a regulace Konzervace metabolické energie Rozmnožování prokaryotních a eukaryotních bun k Mimojaderná d dičnost Extrémofilní mikroorganismy Produkce toxin prokaryotními a eukaryotními mikroorganismy. Využití mikroorganism v biotechnologiích Vzájemné vztahy mikroorganism ve smíšených populacích, účelové chování mikroorganism Taxonomie bakterií a charakteristika významných zástupc Taxonomie kvasinek a charakteristika významných zástupc Taxonomie plísní a charakteristika významných zástupc

12 Pr myslová mikrobiologie a bioinženýrství Zdroje pr myslov významných mikroorganism, screening a isolace z p írodních zdroj Klasické strategie získávání selekce a šlecht ní pr myslov významných mikroorganism Metody ízené evoluce pro získávání vysokoprodukčních mikroorganism Kultivační a produkční medium. Zdroje živin, suroviny a jejich zpracování pro produkci pr myslov významných MO Zp soby p ípravy mikrobiální biomasy a metabolických produkt v pr myslovém m ítku. Up-stream a down-stream procesy Matematické modely sterilizace bioreaktor Inženýrská kinetika (základy enzymové a mikrobiální kinetiky) a vliv transportních jev, kinetika bioreaktor s imobilizovanými bu kami a enzymy Modely toku fází v bioreaktorech Specifika enzymových a mikrobiálních bioreaktor, výpočty a návrhy bioreaktor r zných typ Kvantifikace mikrobiálního r stu a tvorby produkt v aerobních a anaerobních fermentorech Teorie mezifázového p estup hmoty v aerobních bioreaktorech (fermentorech) Fermentory s pneumatickým a mechanickým promícháváním- výpočty a principy jejich návrhu Bioreaktory s imobilizovanými enzymy a bu kami, výpočty a konstrukční principy Vsádkové, kontinuální a fed-batch fermentory, výpočty produkce biomasy, primárních a sekundárních metabolit, matematické modely, základy počítačového ízení fermentačních proces Bioreaktory s imobilizovanými bu kami a enzymy Primární a sekundární metabolismus pr myslov významných mikroorganism, biotransformační reakce Klasické biotechnologie pro produkci biomasy, potravin a rozpoušt del Biotechnologie pro p ípravu enzym, vitamin, aminokyselin, organických kyselin, polysacharid, probiotik a bioinsekticid Antibiotika a biocidy, jejich zdroje a p íprava. Mechanismy resistence mikroorganism k biocidním látkám. Další biofarmaka, jejich p íprava a výroba Geneticky modifikované organismy a jejich význam v biotechnologických procesech pro produkci pr myslov, potraviná sky a farmaceuticky významných látek

13 Biochemie mikroorganism a rostlin Metabolismus autotrofních prokaryot Metabolismus heterotrofních prokaryot Stavební prvky cytoskeletu jednobun čných eukaryot Podmínky života methanogenních bakterií Anaerobní respirace a fermentace Regulace bun čného cyklu eukaryotních mikroorganism kvasinek Membránový transport signální peptidy Reakce mikroorganism na stres Faktory podmi ující patogenitu mikroorganism Mechanismus účinku antibiotik Rostlinné hormony a regulátory r stu Sv telná fáze rostlinné fotosynthesy Asimilace oxidu uhličitého rostlinami Osud cizorodých látek v rostlinách, detoxikace, fytoremediace Získávání dusíku rostlinami P íjem síry rostlinami, významné sloučeniny síry Rostlinné sekundární metabolity P enos signál u rostlin, obranné mechanismy P enos gen u rostlin, GMO Vztah rostlin a mikroorganism

14 ABC DE C F D DE D E D DE C BE D C D B A D D B DE C BE D A D C D D E DB FB E D D B D DE B DE C BE D B C DE DE C F C D C E D D DE DE C F C D C E D D E C D B D D D D B D E D D A D E D D C E D D D C D C D D E D DE C D C B C D A B C D D D DCE D AB CDABD EA D D C B C DFD CD E A D C D B B D C D C D DF C D