Tématické okruhy pro státní záv rečné zkoušky

Transkript

1 Tématické okruhy pro státní závrečné zkoušky Program/Obor Povinný okruh Volitelný okruh (jeden ze tí) 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 bunčná Mikrobiologie životního prostedí biologie Biochemie mikroorganism a rostlin Bioinženýrství a prmyslová mikrobiologie Molekulární biologie a genové Potravináská mikrobiologie inženýrství Program: Klinická bioanalaytika Obecná biochemie Pathobiochemie Analytická chemie a chemometrika Pathologie človka 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. Mezibunčný penos 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 bunčné pohyblivosti Bunčná smrt, programovaná bunčná smrt Mezibunčná signalizace penos 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 etzová reakce a její aplikace Exprese v mikrobiálních bukách, markery, fusní proteiny Tkáové kultury a jejich využití pro expresi gen Princip pípravy transgenních organism Detekce produkt - metabolické značení, elektroforetické a imunochemické metody Metody pro studium interakce protein a nukleových kyselin Poznámka: Společný pedmt studijního programu Biochemie a biotechnologie, kde jsou tyto dva pedmty 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 penos informace Membránový potenciál a jeho význam v biologických procesech Biochemie esenciálních faktor Principy hormonální regulace: rozdlení hormon, signalizační kaskády Biochemie eukaryotní buky: specifické funkce subcelulárních struktur Transport kyslíku a jeho zapojení do metabolických proces Metabolické funkce nejdležitjších orgán savc Metabolismus fototrofních organism Základní typy fermentačního typu metabolismu Základy xenobiochemie Biochemie krve: krevní bílkoviny, hemokoagulační kaskáda, krevní tlíska Principy acidobazické regulace BBioenergetika jako integrující pohled na metabolické dní Poznámka: V tomto okruhu se promítají témata, probíraná v pedmtech Biochemie I a II jakož i v Biofyzikální chemii.

4 Biochemické laboratorní metody (okruhy ke státní magisterské zkoušce) Dezintegrace buněk (fyzikální, chemické a enzymové metody) Purifikační metody s nízkým rozlišením (srážení, extrakce, centrifugační metody, membránové techniky) Chromatografické techniky (rozdělení, přístrojové vybavení, vyhodnocování) Elektromigrační techniky (zonální elektroforesa, isoelektroforetická fokusace, isotachoforesa, kapilární elektroforesa) Imunochemické techniky (ELISA, imunoprecipitační metody, imunochromatografie, imunoelektroforesa) Metody stanovení koncentrace bílkovin, sacharidů a nukleových kyselin Metody studia prostorového uspořádání biomakromolekul (rentgenostrukturní analysa, nukleární magnetická resonance, cirkulární dichroismus) Luminimetrie (fluorimetrie a chemiluminimetrie) UV/VIS, infračervená a Ramanova spektroskopie Hmotnostní spektrometrie Radiometrické metody Molekulárně biologické metody (PCR, sekvenování DNA, dvojhybridní systém, biočipy) Metody stanovení katalytické aktivity enzymů a využití enzymů při stanovení analytů Poznámka: Průřez všemi relevantními metodami tak, jak se učí v Biochemii, Izolaci a charakterizaci biomakromolekul, 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 uspoádání enzym Systematika enzym Specifita enzymových reakcí Kinetika enzymových reakcí Zpsoby stanovení kinetických parametr K m a V lim Reversibilní a ireversibilní inhibice enzym Regulace aktivity enzym kovalentními modifikacemi Proenzymy a jejich význam pi regulaci enzymové aktivity Závislost aktivity enzym na ph, využití kompertmentace pro regulaci enzymové aktivity Membránové proteiny s enzymovou aktivitou Katalytická aktivita enzym a její mení Mechanismus enzymových reakcí Techniky a dvody imobilisace enzym ízená mutagenese jako nástroj studia struktury enzym Využití enzym pro analytické účely Využití enzym v medicín Enzymové technologie

6 PATHOBIOCHEMIE Pathobiochemie buky, 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 bunčných hemin Pathobiochemie krve a erythropoesy Pathobiochemie jater Biochemie imunitního systému, imunopathobiochemie Hospodaení organismu s vodou a elektrolyty; poruchy acidobazické regulace Trávení a resorpce, metabolické defekty pi zpracování potravy Principy hormonální regulace a její poruchy, osa hypothalamu a hypofysy Hormony kry nadledvin a pohlavních žláz Hormony thyreoidy a parathyreoidy Hormony pankreatu, tkáové hormony a mediátory Biochemie zántu a zhoubného bujení Základy xenobiochemie a biotransformace léčiv Metabolické defekty u vybraných akutních stav Poznámka: Pro studenty oboru Obecná a aplikovaná biochemie bude kladen draz na prvních deset okruh, vyučovaných v pedmtu Pathobiochemie I, v nkterých okruzích též v pedmtu Imunologie a hematologie.

7 Pathologie človka Historie mediciny a rozdlení lékaských obor Nemoc a její píčiny Prbh zantlivé reakce v organismu Specifické a nespecifické zánty Regresivní a metabolické zmny Progresivní zmny Nádory, jejich píčiny a rozdlení Poruchy endokrinního systému Poruchy nervového systému Poruchy imunitního systému Poruchy trávicího systému Poruchy obhového systému Poruchy dýchacího systému Poruchy vylučovacího systému Poruchy pohlavního systému Poruchy pohybového systému Poruchy kožního systému Infekční nemoci Lékaská 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, pesnost, výtžnost) Základní charakteristiky náhodného výbru Testování hypotéz Nejistota výsledku kvantitativních mení Plánování experimentu a analýza rozptylu Optimalizace analytické metody, simplexová metoda Lineární a nelineární regrese, nejistoty parametr Kalibrace analytické metody (kalibrační kivka, metoda pídavku standardu) Kontingenční tabulky a nejistoty kvalitativních test

9 Hematologie a imunologie Krvetvorné buky 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, tídy imunoglobulin Struktura a funkce antigen Interakce protilátka - antigen, afinita, specifita, kížové reakce Imunizace - produkce polyklonálních antisér; izolace protilátek, jejich čištní a charakterizace Monoklonální protilátky, píprava, 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 prostedí Význam mikroorganism v životním prostedí 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 tžkých 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 odstraování xenobiotik z prostedí Rhizoremediace a význam rhizosférních mikroorganism (bakterie, mykorrhizní houby) Geneticky modifikované organismy pro využití pi zkvalitování životního prostedí

11 Mikrobiologie a bunčná biologie Struktura a funkce vir, prokaryotní a eukaryotní buky Výživa mikroorganism. Membránový transport. Rst bunčné populace. Vliv vnjších podmínek na rst mikroorganism Sporotvorné bakterie a cyklus tvorby spor Mikrobiální metabolismus jeho diversita a regulace Konzervace metabolické energie Rozmnožování prokaryotních a eukaryotních bunk Mimojaderná ddičnost 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 Bioinženýrství a průmyslová mikrobiologie Využití inženýrských poznatků v biotechnologiích. Struktura bioprocesů, přehled zařízení a jednotkových operací. Přípravné operace biotechnologických výrob (uchovávání mikroorganismů, příprava kultivačních médií, příprava inokula, filtrace a sterilace vzduchu). Kinetika chemických a enzymových reakcí, aktivační energie, inhibice. Kinetika růstu buněk, spotřeby substrátu a tvorby produktu, výtěžnostní koeficienty, produktivita. Limitovaný růst, inhibice substrátem a produktem, udržovací (mainetance) energie, metabolické efekty a jejich vliv na kultivaci buněk. Vsádková kultivace a kultivace s postupným živením (charakteristiky, způsoby přítokování média, hmotové bilance, použití). Semikontinuální a kontinuální kultivace (charakteristiky, způsoby řízení procesu, hmotové bilance, porovnání se vsádkovou kultivací, použití). Přenos kyslíku v biologických procesech - způsoby aerace, filmová teorie, dispergace, příkon v aerovaných systémech, bilance kyslíku v bioreaktoru. Metody měření k L a. Míchání v biologických procesech - účel a způsoby míchání, typy mechanických míchadel, výpočet příkonu (příkonová charakteristika), homogenizační a dispergační účinek míchadla. Sdílení tepla - mechanismy, tvorba tepla v průběhu mikrobního procesu, tepelná bilance bioreaktoru. Sterilace teplem, kinetika tepelné destrukce mikroorganismů, sterilita a konstrukce. Klasifikace bioreaktorů a jejich konstrukční prvky. Měření a regulace provozu bioreaktorů. Charakteristika toku fází - rozložení dob prodlení, modely toku v bioreaktorech. Konstrukční materiály v bioprocesech a jejich koroze. Speciální bioreaktory pro kultivace mikrobních, rostlinných a tkáňových buněk, fotobioreaktory, membránové reaktory, bioreaktory s imobilizovaným biokatalyzátorem. Metody optimalizace a modelování biologických procesů - plánování pokusů, klasifikace modelů, postup při modelování. Zvětšování měřítka bioprocesů - použitelné strategie, princip podobnosti, zmenšování měřítka.

13 Biochemie mikroorganism a rostlin Metabolismus autotrofních prokaryot Metabolismus heterotrofních prokaryot Stavební prvky cytoskeletu jednobunčných eukaryot Podmínky života methanogenních bakterií Anaerobní respirace a fermentace Regulace bunčného cyklu eukaryotních mikroorganism kvasinek Membránový transport signální peptidy Reakce mikroorganism na stres Faktory podmiující patogenitu mikroorganism Mechanismus účinku antibiotik Rostlinné hormony a regulátory rstu Svtelná fáze rostlinné fotosynthesy Asimilace oxidu uhličitého rostlinami Osud cizorodých látek v rostlinách, detoxikace, fytoremediace Získávání dusíku rostlinami Píjem síry rostlinami, významné sloučeniny síry Rostlinné sekundární metabolity Penos signál u rostlin, obranné mechanismy Penos gen u rostlin, GMO Vztah rostlin a mikroorganism

14 ABCDECF DDEDEDDECBE DCDBADDBDECBE DADCDDEDBFBE DDBDDEBDECBE DBCDEDECFCDCED DDEDECFCDCED DECDBDDD DBDEDDADED DCEDDDCDC DDE DDEC DCBCDABCDD DDCEDABCDABDEAD DCBCDFDCDEA DCDBBDCDC DDFCD