1 / 60 Předměty studijního programu Fakulta: PRF Akad.rok: 2005 B1501-Biologie Obor: Specializace: Aprobace: Typ studia: Forma studia: Interní forma: Interní specifikace: Etapa: Verze: 1515R004-Molekulární a buněčná biologie 00 99 Bakalářský Prezenční Není Není 1 1
2 / 60 ACH/ACHSB Aplikovaná analytická chemie 3 Přednáška,Cvičení 1 HOD/TYD + 2 HOD/TYD Zkouška Prof. RNDr. Juraj Ševčík, Ph.D. &: Šimek J., Bekárek V.: Základy analytické chemie (1985). Pánek P., Dombek V.: Základy analytické chemie pro studenty ekologie (1994)., & & Applied Analytical Chemistry Postavení analytické chemie ve vědě. Klasifikace kvalitativních a kvantitativních metod analýzy. Kroky v typické kvantitativní analýze - výběr metody, odběr reprezentativního vzorku, příprava laboratorního vzorku, rozklad a rozpouštění vzorku, eliminace interferencí, kalibrace a měření vzorku (analytického signálu), výpočet a vyhodnocení výsledků. Analytické reakce. Kvalitativní anorganická (Okáčův systém) a organická analýza (CHONX, funkční skupiny). Gravimetrické a volumetrické metody analýzy. Základní principy a příklady použití metod elektrochemických (potenciometrie, polarografie, konduktometrie), spektroskopických (RTG, AAS, UV-VIS, IR, NMR, MS - nástin strukturní analýzy) a separačních (GC, HPLC, CE). Biochemické analytické metody (imunoanalýza nízkomolekulárních látek). Analýza reálných vzorků. Prekoncentrační a předseparační techniky. Demonstrace vývoje analytické metody. Příklady postupů vybraných analýz ve forensní, hygienické, metalurgické a vědecké laboratoři.
3 / 60 BOT/OBBC Obecná biologie 4 Přednáška 2 HOD/TYD Zkouška RNDr. Jaroslav Jurčák, Ph.D. &: Rozsypal S. a kol.: Přehled biologie, SPN Praha, 1987., & & General Biology Obecná charakteristika živých soustav: obecné vlastnosti organismů, hierarchická výstavba (organizace, strukturace) organismů (úroveň intramolekulární, molekulární, nadmolekulární, podbuněčná, buněčná, tkáňová, orgánová, mezi organismy), biologické vědní obory. Chemické složení živých soustav: biogenní prvky, voda a anorganické látky, nízkomolekulární organické látky, vysokomolekulární organické látky, nebuněčné formy živých soustav (viry). Struktura buňky: buňka prokaryotní a eukaryotní, buňka rostlinná a živočišná, stavba prokaryotní buňky, stavba eukaryotní buňky. Rostlinná pletiva: pletiva pravá a nepravá, pletiva dělivá a trvalá, pletiva podle funkce, systémy pletiv. Systém pletiv krycích (SPK): SPK v primární stavbě (kořen, stonek, list), SPK v sekundární stavbě (kořen, stonek). Systém pletiv vodivých (SPV): SPV v primární stavbě, SPV v sekundární stavbě (druhotné tloustnutí). Systém pletiv základních (SPZ): SPZ podle umístění, SPZ podle funkce. Rostlinné orgány vegetativní: kořen (vnější stavba, vnitřní stavba, metamorfózy, význam), stonek (dtto), list (dtto). Rostlinné orgány generativní: květy a květenství, plody a plodenství, semena. Živočišné tkáně: tkáně epitelové (podle tvaru buněk, podle vrstevnatosti, podle funkce), tkáně pojivové (vazivové, chrupavkové, kostní), tkáně svalové (hladká, příčně pruhovaná, srdeční), tkáně smyslové a nervové. Orgány a orgánové soustavy živočichů: soustavy tělního pokryvu, soustavy opěrné a pohybové, soustavy výměny a přeměny látek a energií, soustavy rozmnožovací, soustavy řídící, orgány odvozené, tělní dutiny. Tělesné tvary rostlin a živočichů: tvary rostlinných těl (thallus, kormus, příčiny vývoje), tvary živočišných těl (souměrnost, topografie, adaptace, konvergence, divergence).
4 / 60 BOT/OBMSB Obecná mikrobiologie 3 Přednáška,Cvičení 1 HOD/TYD + 2 HOD/TYD Zkouška MUDr. Jarmila Medková, CSc. &: Rosypal S.: Obecná bakteriologie.snp,praha 1981 Němec M.,Horáková D.: Základy mikrobiologie,brno 1993 Bednář et al.:mikrobiologie lékařská,kniha,1996 Klaban V.: Svět mikrobů,hradec Králové, 1999, & & General Microbiology Morfologická a cytologická stavba buněk mikroorganismů, stavba bakteriální buňky, fyziologie baktérií, výživa, metabolismus a genetika baktérií. Charakteristika prokaryotních a eukaryotních organismů.rozmnožování baktérií, vnitřní struktury bakteriální buňky,struktura a funkce cytoplazmatické membrány,buněčná stěna baktérií,význam bakteriálního pouzdra a bičíků. Struktura endospory a germinace.účinky faktorů vnějšího prostředí na mikroorganismy, růst a množení baktérií-růstová křivka baktérií, izolace,postupy barvení,makroskopické a mikroskopické pozorování. Výskyt mikroorganismů v zevním prostředí, vzájemné vztahy mezi mikroorganismy, vztahy mezi baktériemi a rostlinami, vztahy mezi baktériemi a člověkem.kolonizace - limitující síly, bariéry. Sukcese a klimax. Morfologické vlastnosti virů - bakteriofág. Na přednášky navazují cvičení: Posuzování morfologických vlastností u vybraných bakteriálních rodů z ovzduší, půdy,vody,pracovního prostředí.kultivační postupy pro pěstování půdních a vodních baktérií.způsoby kultivace-kultivační půdy,příprava,hodnocení mikroorganismů. Vyšetření vzorků pitné a povrchové vody v souladu s platnou normou pro pitnou a povrchovou vodu. Příprava preparátu,fixace,barvení a mikroskopické hodnocení.u vybraných bakteriálních kultur.demonstrace barvených a fixovaných baktérií pro mikroskopické pozorování Demonstrace myxobaktérií na selektivních agarových půdách a makroskopické hodnocení...
5 / 60 BOT/SBOO Systematická botanika 2 HOD/TYD + 2 HOD/TYD Zkouška &: Urban, Z., Kalina, T. (1980): Systém a evoluce nižších rostlin. Hendrych, R. (1977): Systém a evoluce vyšších rostlin., & & Systematic Botany 5 Přednáška,Cvičení RNDr. Bohumil Trávníček, Ph.D. Základy systému sinic, houbovitých organismů a vyšších rostlin. Prezentace nejznámějších zástupců. KBB/AGK Anatomie genomu 3 Přednáška 2 HOD/TYD Kolokvium Doc. Ing. Jaroslav Doležel, DrSc. Alberts, B. a kol: Základy buněčné biologie. Espero Publishing, Ústí nad Labem, 2001. Appels, R. et al: Chromosome Biology. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 1998. Brown, T.A: Genomes. John Wiley and Sons, Inc., New York, 1999. Griffiths, A.J.F., Gelbart, W.M., Miller, J.H., Lewontin, R.C.: Modern Genetic Analysis. W.H. Freeman, New York, 1999 Lewin, B.: Genes VII. Oxford University Press, Oxford, 2000. Strachan, T., Read, A.P.: Human Molecular Genetics. John Wiley and Sons, Inc., New York, 1999. Anatomy of Genome Stručná anotace studijního předmětu: Genomy prokaryot a eukaryot. Jaderný, mitochndriový a plastidový genom. Velikost jaderného genomu, paradox C hodnoty. Typy sekvencí DNA. Genetické mapování. Molekulární markery. Fyzické mapování. Knihovny DNA. Sekvenování genomů. Bioinformatika. Izolace genů. Určování funkce genů. Srovnávací genomika. Interakce protein-dna. Funkční genomika. Transkripce. Syntéza a modifikace RNA. Proteosyntéza. Regulace genové exprese. Replikace genomu. Mutace. Rekombinace. Evoluce genomů. Fylogenetická analýza na úrovni genomů.
6 / 60 KBB/BAKP Bakalářská práce 13 HOD/TYD Zápočet &: Podle tématu doporučená vedoucím práce., & & Bachelor s Thesis Work 13 Cvičení Doc. RNDr. Milan Navrátil, CSc. Zpracování literární rešerše na zadané téma z původní časopisecké literatury. Nedílnou součástí bakalářské práce je vlastní přístup k problematice a vlastní hodnocení zpracovávaných údajů. Student získá potřebné dovedností a znalostí nezbytné k sepsání, prezentaci a obhájení bakalářské práce. KBB/BBCMB Cvičení z buněčné biologie 1 2 Cvičení 2 HOD/TYD Zápočet RNDr. Renata Fialová, Ph.D. &: Paleček J.: Biologie buňky I. Základy mikroskopické cytologie. - UK, vydavatelství Karolinum, Praha, 1996. Habrová V.: Mikroskopická technika. - SPN, Praha, 1990. Ruzin S. E.: Plant microtechnique and microscopy. - Oxford University Press, Inc., 1999., & & Habrová V.: Mikroskopická technika. SPN, Praha, 1990. Paleček J.: Biologie buňky I. Základy mikroskopické cytologie. UK, Vydavatelství Karolinum, Praha, 1996. Ruzin S. E: Plant microtechnique and microscopy. Oxford University Press, Inc., 1999. Practicals in Cell Biology 1 Základy práce se světelným mikroskopem. Autoorganizační procesy, biomembrána. Plazmatická membrána erytrocytů. Fúze buněk. Osmotické jevy v buňce. Živočišná buňka. Rostlinná buňka. Buněčné jádro. Fluorescenční mikroskopie - princip a aplikace při studiu buňky. Cytochemická lokalizace buněčných komponent. Izolace buněk, počítání buněk. Testy životaschopnosti buněk. Vliv nízkých teplot na buňku. Kryoprezervace buněk.
7 / 60 KBB/BB1P Buněčná biologie 1 2 Přednáška 2 HOD/TYD Zkouška RNDr. Renata Fialová, Ph.D. &: Alberts B., Bray D., Johnson A., Lewis J., Raff M., Roberts K., Walter P.: Základy buněčné biologie. Úvod do molekulární biologie buňky.? Espero Publishing, Ústí nad Labem, 2000. Nečas O. a kol.: Obecná biologie. - H&H, Praha, 2000. Bózner A. a kol.: Cytológia.? Osveta, Martin, 1992., & & Alberts, B. a kol.: Základy buněčné biologie. Espero Publishing, Ústi nad Labem, 2000., & & Berger J.: Biologie buněk. Nakladatelství Koop, České Budějovice 2000. Bózner A. a kol.: Cytológia. Osveta, Martin, 1992. Nečas O. a kol.: Obecná biologie, H&H, 2000. Cell Biology 1 Buněčná teorie, definice buňky, buňka prokaryontní a eukaryontní. Plazmatická membrána - struktura a složení, význam jednotlivých složek. Mezibuněčná hmota, adheze buněk, mezibuněčné spoje. Buněčná stěna. Membránový transport - mechanismy transportu malých molekul, membránový potenciál. Přenos makromolekulárních látek. Experimentální transport látek do buňky. Membránový princip funkční organizace buňky, vnitřní membránové systémy, vezikulární transport, endoplazmatické retikulum, Golgiho aparát, lysozómy, třídění proteinů, sekreční a endocytotická dráha. Regulovaná degradace proteinů. Energetické zajištění života buněk - mitochondrie, plastidy. Buněčná signalizace - signální molekuly, membránové a nitrobuněčné receptory, signální dráhy. Organizace a dynamika cytoskeletu, molekulární motory, mechanismy aktivního buněčného pohybu. Struktura a funkce buněčného jádra. Reprodukce buněk, buněčný cyklus. Diferenciace buněk, stárnutí buněk, apoptóza, nekróza. Buněčný stres, adaptace na buněčné úrovni.
8 / 60 KBB/BB2 Buněčná biologie 2 Cell Biology 2 4 Přednáška,Cvičení 2 HOD/TYD + 2 HOD/TYD Zkouška Doc. RNDr. Pavla Binarová, CSc. &: Alberts, B. a kol: Základy buněčné biologie. Espero Publishing, Ústí nad Labem, 2001. Nečas O. a kol.: Obecná biologie. - H&H, Praha, 2000. Darnel., J o kol.:molecular Cell Biology, Scientific Ametican Books, 1995. Meier, L. a kol.:progress in Cell Cycle research 1,2, Plenum Press, 1995., & & Přednáška: Základní modely pro studium buněčné biologie, využití nových metod pro studium organizace buńky (reverzní genetika, proteomika, GFP technologie a další). Buněčný cyklus, kontrolní body buněčného cyklu a regulace průchodu těmito body u hlavních skupin eukaryot. Mitogeny aktivované kinázy jako součást signalizačních kaskád, transkripční faktory.. Nejdůležitější typy onkogenů a signalizační dráhy účastnící se při jejich aktivaci. Molekulárně buněčné mechanismy programované smrti buńky. Jádro, jaderný skelet a regulace transkripce. Membránové kompartmenty, jejich dynamika a úloha v buńkách. Membránové domény a buněčná signalizace. Cytoskeletální proteiny a proteiny s nimi asociované, organizace a regulace dynamiky cytoskeletu. Mitotický aparát v jednotlivých typech eukaryontních buněk, regulační aspekty jeho organizace. Buněčné dělení, regulace organizace cytokinetického aparátu u hlavních typu eukaryontních organizmů. Od buněk k tkáním a pletivům, prostorová paměť buňky, polarita. Cvičení: I. Imunofluorescenční lokalizace cytoskeletalních proteinu v buňkách kořenových meristemů. Působení inhibitoru a stabilizátorů mikrotubulů, imunoflurescence a pozorování účinku na mikrotubulární cytoskelet. II. Imunofluorescenční lokalizace mitotických fosfoproteinů a fosforylovaných histonů v synchronizovaných buňkách G1 a G2 sledování jádra, kinetochoru. III. Membrány - markery GFP a imunomarkery golgiho aparatu a endoplazmatického retikula. IV. Pozorování GFP-fúzních proteinů v buňkách in vivo - cyklin dependentní kináza, cyklin a jiné dostupné proteiny. Srovnání s transformanty, které exprimují pouze GFP, průkaz specificity lokalizace. V. Fluorescenční detekce vitality buněk.
9 / 60 KBB/BINF Bioinformatika 4 Přednáška,Seminář 2 HOD/TYD + 1 HOD/TYD Kolokvium Mgr. Dana Šafářová, Ph.D. Misener S.M., Krawetz S.A. (eds.): Bioinformatics: Methods and Protocols. In. Methods in Molecular Biology, Vol 132. Humana Press Inc., New Jersey. (2000) Rashidi, H.H., Buehler, L.K.: Bioinformatics Basics. CRC Press, Boca Raton, 2000. Bioinformatics Úvod do bioinformatiky. Molekulárně biologické databáze, principy zpracování dat, veřejné informační zdroje (NCBI, EBI, EMBL, DDBJ, SWISS-PROT). Sekvencování, editace sekvencí, analýza DNA sekvencí, hledání homologie (BLAST, EBI, DBGET). Srovnávání dvou sekvencí (Alignment I a II), mnohočetné srovnávání sekvencí (multiple alignment), interpretace výsledků. Identifikace genů. Analýza RNA a proteinů. Prostorové uspořádání proteinů. Bioinformatika v biologické systematice. Kladistika. Definice příbuznosti, sesterské skupiny, společný předek. Znaky a jejich kódování. Typy skupin. Kladogramy a stromy. Fylogenetická analýza, konstrukce kladogramů a stromů. Konstrukce kladogramu, polarita znaků, umístění kořene (rooting). Délka kladogramu, konsistenční a retenční index, vážení znaků a priori a a posteriori. Podpora větví, randomizační procedury aplikované na celý kladogram, podpora větví - Bremer support, partitioned Bremer support, bootstrap, jacknife, Konsensuální kladogramy (striktně konsensuální kladogram, většinový konsensální kladogram. Simultánní a parciální analýza, podpora kladogramu, datové soubory různé velikosti Praktické seznámení se s databázemi a dostupným software používaným pro zpracování dat.
10 / 60 KBB/BZP Bezpečnostní předpisy v chemii 1 Seminář 1 HOD/TYD Zkouška Mgr. Petr Nádvorník, Ph.D. &: Zákon č. 185/2001 o odpadech &: Zákon č. 258/2000 o ochraně veřejného zdraví &: Zákon č. 353/1999 o prevenci závažných havárií &: Zákon č. 356/2003 o chemických látkách a chemických přípravcích Safety Regulations in Chemistry Mezinárodní dohody v oblasti nakládání s nebezpečnými chemickými látkami, zákon č. 356/2003 o chemických látkách a chemických přípravcích, zákon č. 258/2000 o ochraně veřejného zdraví, další předpisy a normy, onvenční výpočtová metoda pro klasifikaci nebezpečných chemických látek, zákon 353/1999 o prevenci závažných havárií, zákon 185/2001 o odpadech, kategorizace a nakládání s nebezpečnými odpady, plány odpadového hospodářství, bezpečnostní pokyny pro práci s látkami vysoce toxickými, toxickými, žíravými, karcinogenními, mutagenními a toxickými pro reprodukci.
11 / 60 KBB/CCGSB Cytotaxonomie a cytogenetika 4 Přednáška,Cvičení 2 HOD/TYD + 2 HOD/TYD Zkouška Doc. Ing. Jaroslav Doležel, DrSc. &: Ondřej, J.: Cytogenetika a molekulární genetika rostlin. Academia, Praha, 1985. Clark, M.S., Wall, W.J.: Chromosomes. The Complex Code., Chapman& Hall, London, 1996 Grant, V.: Plant Speciation. Columbia University Press, New York, 1971. Macgregor, H.C.: An Introduction to Animal Cytogenetics. Chapman & Hall, London, 1993. Therman, E., Susman, M.: Human Chromosomes, Springer-Verlag, New York, 1993 White, M.J.D.: Modes of Speciation. W.H. Freeman and Co., San Francisco, 1978., & & Alberts, B. a kol.: Základy buněčné biologie. Espero Publishing, Ústi nad Labem, 2000., & & Appels, R. et al: Chromosome Biology. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 1998. Clark, M.S., Wall, W.J.: Chromosomes. The Complex Code., Chapman & Hall, London, 1996 Grant, V.: Plant Speciation. Columbia University Press, New York, 1971. Macgregor, H.C.: An Introduction to Animal Cytogenetics. Chapman & Hall, London, 1993. Ondřej, J.: Cytogenetika a molekulární genetika rostlin. Academia, Praha, 1985. Sumner, A.T.: Chromosomes, Organization and Function. Blackwell Publishing, Oxford, 2003. Therman, E., Susman, M.: Human Chromosomes, Springer-Verlag, New York, 1993 White, M.J.D.: Modes of Speciation. W.H. Freeman and Co., San Francisco, 1978. Cytotaxonomy and Cytogenetics Předmět studia a stručná historie. Morfologie mitotických chromozomů. Karyotyp, idiogram, karyogram. Přednáška: Funkční domény chromozómů - centroméra, teloméra, organizátor jadérka. Typy chromozómů - A chromozómy, mikrochromozómy, B chromozómy, pohlavní chromozómy. Chromozómy a buněčný cyklus, mitóza a cytokineze. Endoreduplikace, endomitóza, polysomatie. Polyténní chromozomy. Selektivní amplifikace a eliminace DNA. Meióza, tvorba chiasmat, synaptonemální komplex, crossing-over. Štětkovité chromozómy. Změny počtu chromozómů (euploidie, aneuploidie, haploidie, diploidie, polyploidie) a jejich biologický význam. Strukturní změny chromozomů. Klastogeny. Kinetika indukce chromozomálních aberací. Změny v počtu a struktuře chromozomů, jejich role při vzniku reprodukčních bariér a při speciaci. Agmatoploidie. Speciace hybridizací. Klonální, agamický, polyploidní, homogamický a heterogamický komplex. Metody studia chromozomů. Základní a fluorescenční barvení. Pruhování chromozómů. Detekce oblasti organizátoru jadérka. Molekulární cytogenetika. Lokalizace DNA sekvencí na chromozomech. Hybridizace in situ, genomická hybridizace in situ, "painting" chromozomů, PCR in situ. Metody stanovení obsahu jaderné DNA, statická a průtoková cytometrie. Praktické cvičení: světelná mikroskopie a její metody. Studium mitózy: Feulgenova reakce, příprava trvalých preparátů, chromozomy modelového bobu, cytologické metody v taxonomii. Studium meiózy: barvení orceinem a karmínem.
12 / 60 Diferenciální barvení chromozomů: C-banding, Q-banding, N-banding, SCE technika a její využití. Metody živočišné cytogenetiky: barvení pulpy pera, barvení testes a mozkových ganglií u Erystalis tenax. Metody humánní cytogenetiky. KBB/EMBSB Experimentální metody molekul. biologie 2 Cvičení 2 HOD/TYD Kolokvium Doc. RNDr. Milan Navrátil, CSc. Alberts, B. a kol.: Základy buněčné biologie. Espero Publishing, Ústi nad Labem, 2000., & & Navrátil M., Kubaláková M.: Sylabus cvičení z experimentálních metod molekulární biologie doplněný návody. (http://genetika.upol.cz) Raclavský V.: Úvod do základních metod molekulární genetiky Rosypal S.: Úvod do molekulární biologie, I., II., III. a IV. díl, Brno, 1997 Experimental Methods in Mol. Biology Izolace bakteriálního plazmidu. Příprava a provedení polymerázové řetězové reakce. Provedení a vyhodnocení in situ PCR na fixovaných chromozómech. Délkový polymorfismus restrikčních fragmentů PCR produktu. Analýza polymorfismu mikrosatelitových lokusů DNA.
13 / 60 KBB/MBCSB Cvičení z molekulární biologie 1 3 Cvičení 2 HOD/TYD Zápočet RNDr. Lenka Uvírová Alberts, B. a kol.: Základy buněčné biologie. Espero Publishing, Ústi nad Labem, 2000., & & Navrátil, M., Kubaláková, M., Uvírová, L.: Sylabus cvičení z molekulární biologie doplněný návody. (http://genetika.upol.cz/) Nečas O. a kol.: Obecná biologie, H&H, 2000. Raclavský V.: Úvod do základních metod molekulární genetiky Practicals in Molecular Biology 1 Zásady hygieny a bezpečnosti práce v molekulárně biologických laboratořích. Základní konvence, jednotky a terminologie. Izolace genomické DNA z rostlinných pletiv, stanovení koncentrace a čistoty (spektrofotometricky, fluorometricky, elektroforéza nukleových kyselin). Izolace imunoglobulinů z krevního séra, stanovení MW těžkého a lehkého řetězce IgG (elektroforetické dělení proteinů, měření koncentrace proteinů).transformace kompetentních baktérií plazmidem, přenos rezistence k antibiotikům, selekce transformovaných bakteriálních kolonií. Transgenní rostliny.
14 / 60 KBB/MBIO1 Molekulární biologie 1 4 Přednáška 2 HOD/TYD Zkouška Doc. RNDr. Milan Navrátil, CSc. Alberts, B. a kol: Základy buněčné biologie. Espero Publishing, Ústí nad Labem, 2001. Nečas O. a kol.: Obecná biologie, H&H, 2000. Rosypal S.: Úvod do molekulární biologie, I., II. A III. díl, Brno, 1997. Molecular Biology 1 Předmět studia molekulární biologie. Informační makromolekuly: proteiny a nukleové kyseliny, jejich chemické složení, struktura a biologické funkce. Základní metody studia proteinů a nukleových kyselin: izolace DNA a RNA, elektroforetická analýza nukleových kyselin a proteinů, restrikční analýza nukleových kyselin, In-vitro syntéza DNA (PCR), sekvenování nukleových kyselin, Northern a Southern hybridizace, Western blotting. Nukleová kyselina - nositel genetické informace: chromozóm, genom, gen. Prokaryotní a eukaryotní genom. Molekulární struktura a organizace genomu: jedinečné a repetitivní geny, genové rodiny, pseudogeny, nekódující sekvence, mobilní elementy. Složené a jednoduché geny. Genetická podstata imunitní odpovědi. Komplexní geny. Mitochondriální a plastidový genom. Genetické a genomové mapy: vazebné mapy, restrikční a sekvenční mapy, genomové knihovny a cdna knihovny. Replikace DNA. Struktura a funkce replikačního komplexu: topoisomerasa, helikasa, primasa, typy a katalytická aktivita DNA polymeras. Ukončení replikace, telomery a telomeráza. Molekulární podstata mutace, reparace DNA a ochrana nukleových kyselin před poškozením. Porovnání replikace u prokaryot a eukaryot. Molekulární model crossing-overu, místně specifické rekombinace a genové konverze. Transpozóny, retroposóny, jejich biologický význam. Molekulární podstata transpozice a retrotranspozice. Klasifikace mobilních elementů. Exprese genetické informace a její regulace. Transkripce. Principy kontroly genové exprese u prokaryout a eukaryot. Regulace prokaryotního operonu.. RNA polymerasa a její katalytická reakce. Iniciace a terminace transkripce. Postranskripční úpravy a modifikace RNA. Malé katalytické RNA. Translace. Struktura ribosomů. Genetický kód a jeho význam. Struktura trna. Aktivace aminokyselin. Iniciace translace u prokaryot a eukaryot. Elongace. Terminace. Postranslační modifikace proteinů. Chaperony a chaperoniny. Rekombinantní DNA a genové inženýrství. Klonovací a expresní vektory. Přenos genů: teoretický základ a metody transformace bakteriálních, rostlinných a živočišných buněk. Hybridomové technologie. Genová terapie.
15 / 60 KBB/MBIO2 Molekulární biologie 2 3 Přednáška 2 HOD/TYD Zkouška Doc. RNDr. Milan Navrátil, CSc. &: Rosypal, S.: Úvod do molekulární biologie, I., II., III. a IV. díl, Brno, 1997 Nečas, O. a kol.: Obecná biologie, H & H, Praha, 2000 Alberts, B. a kol: Základy buněčné biologie. Espero Publishing, Ústí nad Labem, 2001., & & Baker, A.J.: Molecular Methods in Ecology. Blackwell Science, Oxford, 2000. Goldstein, D.B., et Schlötterer, C.: Microsatellites - Evolution and Applications. Oxford University Press, Oxford, 1999. Griffiths, A. et al.: Introduction to genetic analysis. W.H. Freeman and Company, New York, 2005. Lewin, B.: Genes VII. Oxford University Press, Oxford, 2000. Rosypal, S.: Úvod do molekulární biologie, I., II., III. a IV. díl, Brno, 1997 Rosypal S.: Úvod do molekulární biologie, I., II., III. a IV. díl, Brno, 1997 Molecular Biology 2 Izolace a purifikace nukleových kyselin. Elektroforetická separace nukleových kyselin: horizontální a vertikální elektroforéza, pulzní elektroforéza (PFGE). Enzymy využívané při práci s rekombinantními DNA. Endonukleázy, exonukleázy, restrikční endonukleázy, metylázy, DNA a RNA polymerázy, reverzní transkriptázy, ligázy, kinázy, fosfatázy, proteázy, topoizomerázy, DNázy, RNázy. Principy fyzikálního mapování nukleových kyselin (restrikční endonukleázy, restrikční mapy). In-vitro transkripce. Konstrukce rekombinantních molekul. Vlastnosti a typy vektorů. Selekční, markerové a reportérové geny. Linkery a adaptory. Isolace a propagace DNA fragmentů, exprese proteinů, syntéza DNA, RNA, DNA mutageneze, detekce transkripčních signálů, transformace organismů, mezidruhový přenos genů. DNA a RNA sondy: návrh a příprava, značení na 5 a 3 konci, nicktranslace, random priming, radiaktivní a neradioaktivní techniky značení a detekce. Hybridizace nukleových kyselin. Souther a Northern blotting, podmínky hybridizace. Western blotting. Polymerázová řetězová reakce. Princip, podmínky, návrh primerů. Standartní PCR, inverzní PCR, RT-PCR, degenerativní PCR, kvantitativní (Real-Time) PCR. Detekční systémy: TaqMan, FRET, SYBR green, Molecular Beacons, Molecular Scorpions. Kvantitativní PCR: kvantifikace PCR produktu, genová exprese, diagnostika, detekce bodových mutací, detekce alel (diskriminační analýza), multiplex PCR. In vitro mutageneze. Metody sitedirected mutageneze a její praktické využití. Kunkelova metoda, fenotypová selekce. PCR-based SDM. Cassete mutagenesis. Studium interakcí DNA a proteinů.metody studia variability a genetické diversity organismů. Mikrosatelitová DNA (mutační modely, analýza), DNA fingerprinting, délkový polymorfismus restrikčních fragmentů (RFLP), náhodná amplifikace polymorfní DNA (RAPD), délkový polymorfismus amplifikovaných fragmentů (AFLP), single stranded conformation polymorphism (SSCP), jednonukleotidové polymorfismy (SNPs). Metody hodnocení variability a genetické diverzity organismů a jejich populací. Příbuzenská analýza. DNA markery, šlechtění.
16 / 60 KBB/MBR Molekulární biologie rostlin Molecular Biology of Plants 2 Přednáška 2 HOD/TYD Kolokvium RNDr. Martin Fellner, Ph.D. Alberts, B. a kol.: Základy buněčné biologie. Espero Publishing, Ústi nad Labem, 2000., & & Alberts B et al.: Essential Cell Biology. 2nd Edition, Garland Science Publishing, Inc., New York & London, 2004 Alberts B et al.: Molecular Biology of the Cell. 4th Edition, Garland Science Publishing, Inc., New York & London, 2002. Buchanan BB, Gruissem W, Jones RL: Biochemistry & Molecular Biology of Plants. American Society of Plant Physiologists, Rockville, Maryland, 2000. Úroveň poznání genomů modelových rostlin Arabidopsis a kukuřice: Mapování a studium funkce genů - Arabidopsis projekty; studium genomu kukuřice - kukuřičné projekty Reprodukce rostlin: Indukce kvetení; vývoj květu; genetická a molekulární analýza vývoje květu; vznik gamet; mutace ve vývoji gametofytu; opylování; tvorba semen; dozrávání embrya; klíčení. Senescence a programová smrt buňky (PCD): Typy buněčné smrti; PCD v životním cyklu rostlin; senescence a rostlinné hormony; vliv vnějších faktorů na senescenci; vývojová PCD v rostlinách; PCD a reakce rostlin ke stresu Reakce rostlin k abiotickému stresu: Reakce rostlin k biotickým stresům; vodní deficit; osmotický stress a zasolení; membránový transport v průběhu osmotického stresu; geny indukované vodním stresem; chladový stress; tepelný šok Mechanismus regulace transportu K+ v rostlinné buňce
17 / 60 KBB/MIK Světelná a elektronová mikroskopie 2 Přednáška 1 HOD/TYD Kolokvium RNDr. Pavla Válová &: Habrová, V. (1990): Mikroskopická technika, SPN, Praha. Chiro, E. ( ): Fluorescenčné metody v šľachtení rastlín. Ruzin, S.E. (1999): Plant microtechnique and microscopy. Oxford University, & & Habrová V.: Mikroskopická technika, SPN, Praha, 1990 Hejtmánek, M.: Úvod do světelné mikroskopie. Skripta UP Olomouc, 2001. Knoz, J., Opravilová, V.: Základy mikroskopické techniky. Skripta MU Brno, 1992. Paleček, J.: Biologie buňky, I. Základy mikroskopické cytologie. Skripta UK Praha, 1996. Ruzin S. E: Plant microtechnique and microscopy. Oxford University Press, Inc., 1999. Light and Electron Microscopy Historie mikroskopování, optické principy světelné mikroskopie, základní součásti mikroskopu, zásady práce s mikroskopem, kreslení, měření a počítání mikroskopických objektů. Speciální mikroskopické metody (temné pole, fázový kontrast, polarizační mikroskopie, interference, Nomarského diferenciální interferenční kontrast). Využití ultrafialového spektra: fluorescenční mikroskopie - princip a specializované fluorescenční metody, cytospektrofotometrie. Konfokální mikroskopie. Různé typy mikroskopů a jejich využití. Příprava mikroskopických preparátů - nativní, vitální, fixace materiálu, mikroskopická barviva, roztlakové preparáty, roztěry, otisky, trvalé preparáty. Řezové preparáty - zalévací média, typy mikrotomů, práce s mikrotomem. Mikrofotografie - typy filmů, automatický fotografický systém, digitální mikrofotografie. Mikroskopické vybavení vědeckého pracoviště. Elektronová mikroskopie - princip TEM a SEM mikroskopu, příprava preparátů.
18 / 60 KBB/OBVSB Obecná virologie 3 Přednáška,Cvičení 1 HOD/TYD + 2 HOD/TYD Zkouška &: Žemla, J. a kol.: Všeobecná virológia. SAP, 1995 Bednář, M. a kol.: Lékařská mikrobiologie. Marvil, 1996. Bos, L.: Plant viruses, unique and intriguing pathogens - a textbook of plant virology. Backhuys Publishers Leiden, 1999. Navrátil, M.: Základy virologie - obecná virologie. webové stránky katedry http://www.upol.cz/resources/genetika, & & Bednář, M. a kol.: Lékařská mikrobiologie. Marvil. 1996. Bos, L.: viruses, unique and intriguing pathogens. Backhuys Publishers, Leiden, 1999. Kůdela, V. a kol.: Obecná fytopatologie. Academia Praha. 1989. Navrátil, M., Válová, P.: Sylabus cvičení z obecné virologie doplněný návody. (http://genetika.upol.cz) Navrátil, M.: Základy virologie - obecná virologie. (http://genetika.upol.cz) Žemla, J. et al.: Všeobecná virológia. SAP, Bratislava, 1995. Virology Doc. RNDr. Milan Navrátil, CSc. Nebuněčné organismy: viry, satelitní viry, satelitní RNA, viroidy a priony. Základní principy klasifikace virů, definice virového druhu. Složení a struktura virionu. Funkce a význam jednotlivých částí virionu: virová nukleová kyselina, strukturní a funkční proteiny. Velikost a tvar virionu. Biologické, chemické a fyzikální, vlastnosti virů. Vztah viru a hostitelské buňky. Reprodukční cyklus virů. Lytický a lyzogenní životní cyklus bakteriofágů. Viry - původci chorob: cytopatický efekt, patogeneze virové infekce, patogenita a virulence. Základní znaky patogenetického procesu organizmu jako mnohobuněčného systému: vstupní brána infekce, fáze procesu patogeneze, šíření viru v hostiteli, protivirová obrana (imunita, resistence), terapie (ozdravování) virových infekcí. Viry a nádory. Epidemiologie virových infekcí. Přirozená ohniska nákaz. Přenos a šíření virů. Diagnostika virových infekcí. Průmyslové a biotechnologické využití virů. Praktické cvičení: Bezpečnost a zásady práce ve virologické laboratoři. Morfologie virionu, stanovení velikosti a tvaru. Pozorování virů v elektronovém mikroskopu. Mechanický přenos viru. Stanovení virového antigenu dvojitou imunodifúzí v agarovém gelu. Provedení ELISA testu a jeho hodnocení. Stanovení koncentrace virových částic ve fágovém lyzátu plakovou metodou. Exkurse a semináře: poradna AIDS, virologická laboratoř Mikrochem s.r.o., Státní rostlinolékařská správa. Využití INTERNETu ve virologii.
19 / 60 KBB/OGCSB Cvičení z obecné genetiky 2 Cvičení 3 HOD/TYD Zápočet Mgr. Dana Šafářová, Ph.D. &: Nečásek, J., Cetl, I. a kol.: Obecná genetika. SPN Praha,1979. Nečas, O. a kol.: Biologie. Avicenum, Praha, 1989, 2000., & & Practicals in Genetics Mitoza v kořenových špičkách cibule a bobu. Meioza v prašnících pažitky. Polytenní chromozomy ve slinných žlázách drozofily. Mendelistická dědičnost. Pohlavni chromatin, X a Y, Q-banding. Dědičnost krevních skupin, ABO, Rh. Drosophila melanogaster, model, dědičnost somatických a gonozomálních znaků, nemendelistická dědičnost. Lidská genetika, rodokmeny, karyotyp. Klonování, etické problémy.
20 / 60 KBB/OGPSB Obecná genetika 4 Přednáška 3 HOD/TYD Zkouška Doc. RNDr. Jiří Vagera, CSc. Cetl, Nečásek J.: Obecná genetika. SPN, 1979., & & Nečas O. a kol.: Obecná biologie, H&H, 2000. Rosypal a kol: Nový přehled biologie. Sciencia 2003. Snustad,Simmons:: Principles of Genetics. John Willey and Sons, Inc. 2003. Fundamentals of Genetics Hrubý J.: Genetika. ČSAV, 1961. Historie a vývoj. J.G. Mendel. Základní pravidla mendelistické genetiky. Fenotyp a genotyp, dominance a recesivita. Monohybrid, dihybrid, trihybrid, polyhybrid. Vlohové interakce. Dědičnost kvantitativních vlastností. Genetické základy plynulé proměnlivosti. Norma reakce genotypu. Allotypické dělení buňky a cytologický základ rozmnožování organismů. Dědičnost a pohlaví. Genetická determinace sexuality u živočichů a rostlin. Hlavní pohlavní typy a jejich význam. Vlastnosti na pohlaví vázané, vlastnosti pohlavím ovládané a vlastnosti pohlavím ovlivněné. Vazba vloh. Chromosomové mapy a jejich sestrojování. Materiální podstata genu a přepis genetické informace. Replikace, transkripce a translace. Penetrance a expresivita. Principy regulace genové exprese. Mutace. Spontánní a indukovaná mutageneze.genetická totipotence buńky a genetické manipulace in vitro na buněčné úrovni. (indukovaná androgeneze a gynogeneze, haploidní zygotická embryogeneze, somatická embryogeneze a organogeneze, fůze somatických buněk, polyploidie). Parasexuální hybridizace. Základy genetiky populací. Hardy-Weinbergův zákon. Autogamní, smíšené a panmiktické populace. Genetický polymorfismus v populacích a mechanismy uchovávání genetické různorodosti. Působení selekce a hlavní selekční mechanismy. Genetika chování. Vrozené a získané formy chování. Dědičnost tradicí. Genetický význam althruismu. Genetika a rostlinná i živočišná produkce (pozitivní a negativní selekce, vzdálená hybridizace, heteroze a inbreeding, genetické základy šlechtění a plemenitby). Genetické manipulace na molekulární úrovni. Principy genového inženýrství (restrikční analýza, sekvenování genů, genové knihovny, plasmidy a cílené transgenoze).molekulárně genetické metody studia evoluce. Příbuznost a diverzita podle nukleotidových sekvencí. Sekvence u fosilních a recentních organismů.molekulární analýzy speciace. Mutační hodiny. Genové centrum Homo sapiens Základy genetiky člověka. Používané metody v lidské genetice. Somatotypy. Dědičnost a pohlaví. Duševní vlastnosti. Molekulární analýza lidského genomu. Dědičnost vybraných vlastností a chorob u člověka. Recentní stav genetického poznání.diskusní seminář.
21 / 60 KBB/OP Oborová praxe 2 TYD/SEM Zápočet &: Dle doporučení garantujícího učitele., & & Professional Training 4 Cvičení Doc. RNDr. Milan Navrátil, CSc. Studenti se seznámí se standardním provozem laboratoří a s praktickými aplikacemi ve studovaném oboru. Oborová praxe bude probíhat na specializovaných pracovištích jak základního, tak aplikovaného výzkumu a v servisních laboratořích lékařského, potravinářského a zemědělského zaměření. KBB/OS1 Oborový seminář 1 Seminář 1 HOD/TYD Zápočet &: Dle doporučení vyučujícího., & & Special Seminar 1 2 Doc. RNDr. Milan Navrátil, CSc. Zdroje vědeckých informací; forma a obsah literární rešerše; rozvoj vědy a etika; zákonné normy upravující práci s laboratorními zvířaty; zákonné normy upravující práci s genově manipulovanými organismy; zápočtové referáty; zápočtový test z terminologie MBB.
22 / 60 KBB/OS2 Oborový seminář 2 1 HOD/TYD Zápočet &: Dle doporučení vyučujícího., & & Special Seminar 2 2 Seminář Seznamování studentů s vědeckým programem katedry. Prezentace jednotlivých pracovníků katedry zaměřené na vlastní výzkumnou práci. KBB/OS3 Oborový seminář 3 Seminář 1 HOD/TYD Zápočet &: Dle doporučení vyučujícího., & & Special Seminar 3 2 Doc. RNDr. Milan Navrátil, CSc. Přednášky studentů na volně zvolené téma z oblasti výzkumu. Přednáška může být připravena buď ve formě presentace v programu Power Point, nebo jako prezentace posteru (plakátového sdělení).
23 / 60 KBB/OS4 Oborový seminář 4 1 HOD/TYD Zápočet &: Dle doporučení vyučujícího., & & Special Seminar 4 2 Seminář Doc. RNDr. Milan Navrátil, CSc. Přednášky studentů na volně zvolené téma z oblasti výzkumu. Přednáška může být připravena buď ve formě presentace v programu Power Point, nebo jako prezentace posteru (plakátového sdělení). KBB/OS5 Oborový seminář 5 Seminář 1 HOD/TYD Zápočet &: Dle doporučení vyučujícího., & & Special Seminar 5 2 Doc. RNDr. Milan Navrátil, CSc. Prezentace dílčích výsledků bakalářských prací
24 / 60 KBB/OS6 Oborový seminář 6 Seminář 1 HOD/TYD Zápočet &: Dle doporučení vyučujícího., & & Special Seminar 6 2 Prezentace dílčích výsledků bakalářských prací
25 / 60 KBC/BCH Základy biochemie 4 Přednáška 4 HOD/TYD Zkouška Prof. RNDr. Pavel Peč, CSc. &: Berg, J.M., Tymoczko, J. L., Stryer, L.: Biochemistry, W. H. Freeman and Co., New York 2002. ISBN 0-7167-4684-0; McKee T., McKee J. R.: Biochemistry. An Introduction, WCB Boston, 1996; Voet D., Voet J. G.: Biochemie, Victoria Publishing Praha, 1995 (respektive anglická verze); Šípal Z., Anzenbacher P., Peč P., Pospíšil J., Růžička I.: Biochemie, SPN Praha, 1992., & & Fundamentals of Biochemistry Molekuly a život. Význam a místo biochemie mezi přírodními vědami. Vývojové etapy biochemie. Vztah biochemie k ostatním chemickým oborům a k fyziologii. Aminokyseliny a peptidy. Názvosloví peptidů. Sekvenování peptidů a problematika peptidových syntéz. Přírodní peptidy: hormony, antibiotika, jedy a toxiny. Proteiny. Periodické struktury proteinů: alfa-helix a skládaný list. Terciární a kvartérní struktury proteinů. Allosterie. Metody stanovení Mr proteinů. Metody stanovení celkových proteinů. Enzymy. Třídění a názvosloví enzymů. Specifita a vztah k reakční rovnováze a aktivační energii reakcí. Podmínky enzymové aktivity (ph, teplota, koncentrace solí). Enzymová kinetika. Rovnice Michaelise a Mentenové, význam Km, jednotky a metody stanovení enzymové aktivity. Warburgův optický test. Aktivace enzymů. Reversibilní a ireversibilní inhibice. Typy reversibilních inhibicí. Allosterické enzymy. Mechanismus působení enzymů. Aktívní místo enzymu. Zymogeny. Koenzymy, kofaktory, kosubstráty a prosthetické skupiny. Koenzymy oxidoreduktas (nikotinamidové, flavinové, kys. lipoová a další). Koenzymy transferas (TPP, biotin, koenzym A). Funkce a úloha pyridoxal-5-fosfátu. Úloha vitaminů v souvislosti s koenzymy. Metabolismus. Změny volné energie. Průběh termodynamicky nevýhodných reakcí. ATP a další makroergické fosfáty. Strukturní základ vysokého potenciálu ATP pro přenos skupin. Glykolýza a alkoholové kvašení. Přeměny pyruvátu. Pyruvátdehydrogenasový komplex. Citrátový cyklus. Glyoxylátový cyklus. Oxidativní fosforylace - dýchací řetězec. Rozpojovače a inhibitory oxidativní fosforylace. Vysvětlení mechanismu tvorby ATP. Pentosový cyklus, regulace hladiny pentos a hexos. Tvorba NADPH. Metabolismus disacharidů a glykogenu. Glukoneogeneze, regulace hladiny sacharidů. Úloha insulinu a glukagenu. Lipidy. Metabolismus tuků, mastných kyselin.úloha karnitinu při vstupu mastných kyselin do matrix mitochondrie, odbourávání nasycených, nenasycených a větvených mastných kyselin. Metabolismus ketolátek a jejich význam. Biosyntéza mastných kyselin. Biosyntéza tuků a cholesterolu. Žlučové kyseliny a steroidní hormony. Odbourávání aminokyselin a močovinový cyklus. Aminokyseliny gluko - a ketogenní. Fotosyntéza. C3 a C4 rostliny. Fotorespirace. Calvin? Bensonův cyklus. Složky nukleových kyselin. Biosyntéza a odbourávání pyrimidinových a purinových nukleotidů. Struktura a funkce DNA a RNA. Replikace DNA.
26 / 60 Proteosyntéza. Membrány a membránový transport. Hormonální regulace metabolických dějů. KBC/BCHC Laboratorní cvičení z biochemie 4 Cvičení 5 HOD/TYD Zápočet Doc. RNDr. Lenka Luhová, Ph.D. Mgr. Marek Petřivalský, Dr. Doc. Mgr. Marek Šebela, Dr. RNDr. Ludmila Zajoncová, Ph.D. &: Peč P. a kol.: Laboratorní cvičení z biochemie, UP Olomouc, 2000; Voet D., Voet J. G.: Biochemie, Victoria Publishing Praha, 1995 (respektive anglická verze)., & & Practicals in Biochemistry Identifikace aminokyselin. Dělení směsi aminokyselin chromatografií na tenké vrstvě silikagelu. Stanovení celkových proteinů. Izolace aminoxidasy, stanovení aktivity. Gelová chromatografie barevného derivátu albuminu. Chemické vlastnosti lipidů. Stanovení lipofilních listových barviv a jejich rozdělení adsorpční chromatografií. Kvalitativní reakce sacharidů. Papírová chromatografie sacharidů v kruhovém uspořádání. Izolace DNA a RNA, identifikace nukleových kyselin. Stanovení aktivity diastasy, substrátové specifity alfa-amylasy a sacharasy, optimálního ph enzymové reakce alfa-amylasy, teplotního optima enzymové reakce sacharasy. Kinetika aminoxidasové reakce. Stanovení Michaelisovy konstanty interakce hrachové aminoxidasy s putrescinem a inhibiční konstanty zvoleného inhibitoru. Elektroforéza v polyakrylamidovém gelu. Stanovení močoviny enzymovou reakcí s ureasou. Stanovení aktivity proteolytických enzymů. Chemické modifikace proteinů.
27 / 60 KBC/BIME Biochemické metody 4 Přednáška 3 HOD/TYD Zkouška Doc. Mgr. Marek Šebela, Dr. &: Anzenbacher P., Kovář J.: Metody chemického výzkumu pro biochemiky, MŠ ČSR Praha, 1986. Ferenčík M., Škárka B.: Biochemické laboratórne metódy, Alfa Bratislava, 1981. Kalous V., Pavlíček Z.: Biofysikální chemie, SNTL Praha, 1980. Blackburn G. M., Gait M. J.: Nucleic Acids in Chemistry and Biology, Oxford University Press, 1996., & & Biochemical Methods Úvod. Zásady práce s biologickým materiálem. Homogenizace tkání a extrakce obsahu buněk. Centrifugační metody. Extrakční a precipitační metody. Dialýza a její provedení. Ultrafiltrace. Lyofilizace. Chromatografické metody. Elektromigrační metody. Imunochemické metody. Spektroskopické metody. Rentgenová strukturní analýza. Elektrochemické metody v biochemii. Biosenzory. Mikrokalorimetrie. Metody určování velikosti a tvaru biomakromolekul. Metody stanovení koncentrace proteinů a nukleových kyselin. Proteinová sekvenční analýza. Sekvenční analýza DNA. Chemická syntéza polypeptidů, proteinů a polynukleotidů. Interakce biomakromolekul s ligandy. Studium rychlých reakcí.
28 / 60 KBC/BTC Biotechnologie 3 Přednáška 2 HOD/TYD Zkouška Mgr. Marek Petřivalský, Dr. &: Walker, J. M., Gingold, E.: Molecular Biology and Biotechnology, Royal Society of Chemistry, Cambridge, 1992; Šifner, F.: Vybrané kapitoly z biotechnologií, UK Praha, 1998; Vodrážka, Z.: Biotechnologie, VŠCHT Praha, 1991., & & Biotechnology Úvod do biotechnologie - historický přehled vývoje a použití biotechnologií. Klasické a moderní biotechnologie. Technologické principy - bioreaktory. Kultivační média a průmyslové suroviny. Kinetika růstu buněk a tvorby produktu, jednorázové a kontinuální kultivace. Sterilace a aerace. Biotransformace imobilizovanými enzymy a buňkami. Biofilmy. Klasické biotechnologie I - výroba piva, vína, droždí, mléčné výrobky. Šlechtění průmyslově významných mikroorganismů. Výměna genetického materiálu u bakterií, kvasinek a plísní. Klasické biotechnologie II - výroba čistých látek s použitím mikroorganismů. Organické kyseliny, tuky, vitamíny, antibiotika, enzymy. Moderní biotechnologie - teoretické principy a metody. Techniky DNA manipulace, PCR a rekombinantní DNA. Přenos genů a fúze buněk. Buněčné a tkáňové kultury. Buněčná biopsie. Enviromentální biotechnologie těžba kovů, odstraňování toxických kovů. Zpracování odpadu, biodegradace. Bioremediace in situ. Biopaliva a biomasa. Geneticky modifikované rostliny šlechtění, hybridní a transgenní rostliny. Resistence k pathogenům, resistence k herbicidům. Ovlivnění výživné hodnoty rostlin. Terminator gen. Bioherbicidy a biopesticidy. Genetická poluce a eroze. Geneticky modifikovaná zvířata laboratorní a hospodářská zvířata. Krmiva na bázi GM rostlin, probiotika. Biotechnologie v humánní medicíně monoklonální protilátky, cytokiny, vakcíny, biofarmaceutika. Genomika - genová diagnostika a terapie. Identifikace genů a genomů. Manipulace s embryi, kmenové buňky. Trendy v biotechnologiích, nanotechnologie, cílení léků pomocí nano-částic. Biochipy a biokomputery. Ekonomické, etické a právní aspekty biotechnologií - biotechnologický průmysl. Bioetika. Bezpečnost biotechnologií a přístup veřejnosti. Právní normy regulující výzkum a aplikace biotechnologií.
29 / 60 KBC/IMCH Imunochemie 3 Přednáška 2 HOD/TYD Zkouška RNDr. Ludmila Zajoncová, Ph.D. &: Ferenčík M.: Imunochémia, Alfa Bratislava, 1989; Fučíková T. a kol: Současná imunologie, Triton Praha, 1993., & & Immunochemistry Úvod do problematiky imunologie a imunochemie, význam imunitního systému pro život, odvětví imunologie, předmět výzkumu imunochemie. Antigeny, které látky mohou být imunogeny, antigenní determinanty, rozdělení antigenů. Imunoglobuliny (protilátky), imunoglobulinové třídy, jejich vlastnosti, struktura, vazebné místo protilátek, funkce, izotypy, alotypy, idiotypy. Interakce protilátka - antigen, rovnovážná konstanta, afinita a její biologický význam, specifita, síly uplatňující se při vazbě antigenu s protilátkou, sekundární jevy: imunoprecipitace, imunoaglutinace. Tvorba protilátek, imunizace, adjuvantní látky, teorie o tvorbě protilátek, produkce polyklonálních sér. Příprava čistých imunoglobulinů, purifikace a charakterizace, frakční precipitace, elektroforetické metody, ionexová a gelová chromatografie, hydrofobní chromatografie, afinitní chromatografie. Monoklonální protilátky, umělá příprava monoklonálních protilátek, jejich vlastnosti a využití. Sérologické metody, precipitační imunochemické metody, i munonefelometrie, imunoturbidimetrie, aglutinační metody, imunodifúzní metody (jednoduchá, dvojitá). Imunoelektroforetické metody, raketová, střetná, dvojrozměrná, imunofixace, immunoblotting. Imunoradioizotopové metody, imunoenzymové metody, detaily postupů, vyhodnocování. Fluorescenční imunoanalýza, chemiluminiscenční analýza, protilátkové biosenzory. Syntéza konjugátů (hapten - protein, hapten - enzym, protilátka - enzym) navázání protilátek na rezonanční krystal. Použití protilátek v cytologii a histochemii, mapování enzymů v rostlinné buňce pomocí protilátek. Použití protilátek a imunochemických a imunologických technik v medicíně. Etické otázky týkající se přípravy a použití protilátek ve vědeckém výzkumu.
30 / 60 LRR/FZRSB Fyziologie rostlin 4 Přednáška,Cvičení 3 HOD/TYD + 3 HOD/TYD Zkouška Prof. Ing. Miroslav Strnad, CSc. &: Taiz, L., Zeiger, E.: Plant Physiology, The Benjamin Commings Publ.Comp, Inc., 2002 Raven, P.H., Evert, R.F., Eichhorn, S.E.: Biology of Plants, Worth Publishers, 1971 Procházka, S., Macháčková, I., Krekule,J., Šebánek, J.a kol.: Fyziologie rostlin, Academia Praha, 1998, & & Plant Physiology Složení rostlinného těla. Cukry, aminokyseliny a bílkoviny, tuky, mastné kyselinay, nukleotidy, význam, hlavní zástupci. Struktura a fyziologie rostlinné buňky. Membrány rostlinné buňky a membránový transport. Stavba membrány. Difuze, osmóza, aktivní transport. Symportové a antiportové pumpy. Pynocytóza, endocytóza, fagocytóza. Vodní provoz rostlin. Příjem, vedení a výdej vody. Kořenový vztlak, gutace. Pohyb vody kapilárou. Vodní napětí a kanitace. Transpirace. Minerální výživa. Mechanismy příjmu živin rostlinou. Esenciální prvky výživy rostlin,makro- a mikroelementy, koloběh, význam. Hydroponie. Heterotrofní výživa. Saprofytismus a parazitismus. Mixotrofní výživa. Mykorhiza. Floémový transport. P- protein a kalóza. Nakládání a vykládání floému. Zdroj a sink. Tlako-proudová hypotéza. Fotosyntéza. Primární a sekundární děje. Pigmenty. Fotofosforylace. Calvinův cyklus. C4 - rostliny. CAM - rostliny. Fotorespirace.Růst a vývoj. Růst. regulátory, mechanismus, přenos.( Auxiny. Cytokininy. Gibereliny. Brasinosteroidy. Kys. abscisová. atd.).klíčení. Klid semene, typy klíčních rostlin, charakteristika, podmínky.pohyby rostlin. Fyzikální, vitální, tropismy, nastie,pohyby samovolné. Dormance a senescence. Význam, fyziologické a biochemické změny. Fyziologie nemocné rostliny. Infekce hostitele, etapy.. Imunita rostliny a obranné reakce. Fiziologie stresu. Charakteristika, fáze stresu, vliv stresorů, aklimace, faktory. Dýchání. Glykolýza. Krebsův (citrátový) cyklus. Glyoxalátový cyklus. Pentosofosfátový cyklus. Přenos elektronů v dýchacím řetězci a oxidační fosforylace.celistvost rostlin. Podstata celistvosti, korelace, regenerace orgánů. Transplatace.
31 / 60 LRR/LAB Laboratorní technika 5 Cvičení,Seminář 3 HOD/TYD + 1 HOD/TYD Zápočet Mgr. René Lenobel, Ph.D. &: Pazdera P., Potáček M.: Cvičení z metod organické chemie, UJEP Brno, 1987. Peč P. a kol.: Laboratorní cvičení z biochemie, UP Olomouc, 2000. Anzenbacher P., Kovář J.: Metody chemického výzkumu pro biochemiky, MŠ ČSR Praha, 1986. Ferenčík M., Škárka B.: Biochemické laboratórne metódy, Alfa Bratislava, 1981., & & Eysseltová, J. a kol.: Základy laboratorní techniky, Nakladatelství Karolinium Praha, 2000. Ferenčík, M. a kol.:: Biochemické laboratórne metódy, Alfa Bratislava, 1981. Mareček, A. Káš, J. a kol.:: Laboratorní cvičení z biochemie, Nakladatelství Olomouc, 2000. Kašpárek, F. a kol.: Cvičení z laboratorní techniky, Vydavatelství UP Olomouc, 2000. Peč, P. a kol.:: Laboratorní cvičení z biochemie, Vydavatelství UP Olomouc, 2000. Růžička, A.:: Laboratorní technika pro nechemické obory, Vydavatelství MU Brno, Basic Course in Laboratory Work Výuka předmětu laboratorní techniky nabízí široký přehled o postupech a přístrojích používaných v různě zaměřených laboratořích. Sylabus předmětu pokrývá následující oblasti. Poučení o bezpečnosti práce, bezpečná práce v laboratoři, chemikálie, uchovávání, skladování. Základní pracovní postupy - Vážení, měření objemů a pipetování. Běžné laboratorní přístroje a vybavení. Centrifugace, sedimentace, filtrace, srážení, sušení pevných látek a kapalin, chlazení a chladicí směsi. Různé druhy destilace (za normálního tlaku a vakua). Elektromigrační techniky (agarózová elektroforéza, PAA elektroforéza, sekvenační gely, isoelektrická fokusace). Potenciometrie (kalibrace přístrojů, pufry, měření ph, redox potenciálu, vodivosti, rozpuštěného kyslíku, potenciometrické titrace). Spektrofotometrie (kolorimetrie, mobilní analytika, UV-VIS spektrofotometrie, kalibrační křivky). Chromatografie (základní pojmy a principy, rozdělení podle experimentálního uspořádání a typů stacionárních fází). Moderní instrumentální metody v laboratořích molekulární biologie a genetiky). Exkurze v laboratořích zabývajících se Molekulární a buněčnou biologií.
32 / 60 LRR/OACB Obecná a anorganická chemie pro biology 2 HOD/TYD Zkouška &: 1. Klikorka J., Hájek B., Votinský J. Obecná a anorganická chemie, SNTL, Praha, 1989. 2. Greenwood N. N., Earnshaw A. Chemie prvků. Sv. 1, : Chemie prvků. Sv. 2., Informatorium, Praha, 1993. 3. Rosický J. Anorganická chemie pro biology, UK Praha, 1988. 4. Kameníček J., Šindelář Z., Klečková M. Příklady a úlohy z obecné a anorganické chemie, UP Olomouc, 1996. 5. Kaim W., Schwederski B. Bioinorganic Chemistry: Inorganic Elements in the Chemistry of Life, Wiley, Chichester, 1996., & & Kurz je určen studentům biologických oborů a je dělen na dvě části, obecnou a anorganickou chemii. Obecná chemie se zabývá výkladem základních pojmů chemie, stavbou atomu, elektronovou konfigurací a její souvislostí s periodicitou, chemickou vazbou, chemickými reakcemi a jejich energetikou. Druhá část kurzu předkládá úvod do systematické chemie prvků a jejich všeobecné charakteristiky. Důraz je rovněž kladen na význam prvků v biologických systémech. Osnova: General & Inorganic Chem. for Biologists 4 Přednáška Mgr. René Lenobel, Ph.D. 1. Hmota, sloučeniny, směsi. Energie, čas, rychlost a rozměr v chemii. Základní chemické zákony. Atomová hmotnostní jednotka, hmotnost atomů a molekul. Relativní atomová a molekulová hmotnost. Avogadrova konstanta, látkové množství, molární hmotnost. 2. Elektromagnetické záření, částice a vlny. Struktura atomu, atomové orbitaly, kvantová čísla, konfigurace elektronů v atomu, valenční elektrony. Periodický systém prvků. Radioaktivita. 3. Chemická vazba. Vnitřní parametry struktury a jejich deformace. Slabé vazebné interakce. Fyzikální vlastnosti sloučenin a jejich souvislost se strukturou a rozdělením elektronové hustoty. Metody určování struktury látek. 4. Skupenství a fázové přeměny. Fázový diagram. Roztoky, rozpustnost, koncentrace roztoků. Polární a nepolární rozpouštědla. Dělení směsí. 5. Aktivace a hnací síla chemických reakcí - termodynamika a kinetika. Aplikace termodynamických funkcí pro posuzování chemických rovnováh a reakčních rychlostí. Teorie tranzitního stavu. Vnitřní a vnější faktory ovlivňující reaktivitu. Fyzikální a chemické metody určování chemických rovnováh a reakčních rychlostí. Katalýza v chemických reakcích. 6. Přenos protonu. Acidobazické rovnováhy ve vodném i nevodném prostředí a v plynné fázi. Brönstedova a Lewisova teorie kyselin a zásad. ph, hydrolýza solí, tlumivé roztoky. Oxidace a redukce. 7. Úvod do systematické anorganické chemie. Přechodné a nepřechodné prvky. Nekovy, kovy a polokovy. Vodík, alkalické kovy, kovy alkalických zemin. Bor, hliník. 8. Uhlík, karbidy, oxidy, soli a deriváty kyseliny uhličité. Uhlovodíky. Křemík, oxid křemičitý, křemičitany. 9. Dusík a fosfor. Amoniak, azidy, oxidy a oxokyseliny dusíku. Oxidy a oxokyseliny fosforu. Kyslík, oxidy, voda a peroxid vodíku. Síra, oxidy a