Structure and Properties of Biopolymers - MB140P37

• Title: Struktura a vlastnosti inf. biopolymerů
• Guaranteed by: Department of Genetics and Microbiology (31-140)
• Faculty: Faculty of Science
• Actual: from 2012 to 2012
• Semester: summer
• E-Credits: 5
• Examination process: summer s.:combined
• Hours per week, examination: summer s.:3/2, Ex [HT]
• Extent per academic year: 13 [weeks]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech
• Level: basic
• Additional information: http://pcfiser.natur.cuni.cz/BP/
• Note: enabled for web enrollment
• Guarantor: doc. RNDr. Radovan Fišer, Ph.D.
• Teacher(s): doc. RNDr. Radovan Fišer, Ph.D.
• Attributes: Modul Buněčná a molekulární biologie

Annotation

English

Last update: doc. RNDr. Radovan Fišer, Ph.D. (08.02.2016)

The lecture is focused (a) on description of molecular structures of biopolymers (proteins and nucleic acids) and their subunits, including conformational polymorphism, polymorphism of sequences, special structures and topology of nucleic acids, (b) properties of biopolymers, which are important for their function, determination of their concentration, isolation, separation, sequencing, denaturation, reassociation, degradation, modification and analysis and (c) basic methods exploited for separation and analysis of biopolymers especially those which are important in connection with genetic engineering - techniques. The lecture is an extension of the lecture "Molecular biology" and complementary to "Genetic engineering".

References:

The Biotol team: Analysis of Amino Acids, Proteins and Nucleic Acids. Butterworth and Heinemann Press, 1992

Czech

Last update: doc. RNDr. Radovan Fišer, Ph.D. (08.02.2016)

Přednáška se zaměřuje na konformaci informačních biopolymerů (proteinů a
nukleových kyselin) včetně konformačního a sekvenčního polymorfizmu DNA,
anomálií ve struktuře molekul a modifikací a topologie DNA. Popisuje vlastností
biopolymerů, které jsou důležité pro jejich funkci, identifikaci, stanovení
koncentrace, separaci, izolaci, sekvencování, deneturaci, reasociaci,
degradaci, modifikaci a sledování jejich vzájemných interakcí. Dále jsou popsány
separační a analytické metody důležité pro genové inženýrství , genomiku,
transkriptomiku a proteomiku. Přednáška navazuje na Molekulární biologii a je
doplňkem Genového inženýrství.

Literature

Last update: doc. RNDr. Radovan Fišer, Ph.D. (08.02.2016)

Materiály k předmětu budou aktualizovány v prostředí Moodle https://dl2.cuni.cz/

Základní literatura:

Voet P. a Voet J.G. (překlad Kotyk et al 1994) Biochemie, nakladatelství AVČR ACADEMIA, Praha

(Vybrané kapitoly týkající se NA+proteinů a jejich stavebních jednotek)

Vondrejs et al. Genové inženýrství I. II. III. IV.

(Vybrané kapitoly týkající se metod pro separaci a analýzu NA+ proteinů založených na vlastnostech biopolymerů)

Doplňující literatura:

Vacík a kol. : Přehled středoškolské chemie SPN 1999 str. 64-106

Zubay et al.: Principles of Biochemistry, (WCB 1995)

Chang: Chemistry (WCB 1998)

Doporučený software:

PyMOL http://www.pymol.org/

VMD http://www.ks.uiuc.edu/Research/vmd/

Cn3D http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/CN3D/cn3d.shtml

Ligand Explorer http://www.pdb.org/pdb/explore/viewerLaunch.do?viewerType=LX

Jmol http://http://jmol.sourceforge.net/

Requirements to the exam

Last update: doc. RNDr. Radovan Fišer, Ph.D. (08.02.2016)

Zkouška se koná formou testu. Každý test se skládá ze tří částí, ve kterých je student zkoušen ze znalosti následujích témat:

1A) Vzorce, názvy a zkratky podjednotek a prekurzorů nukleových kyselin odvozených od majoritních bází (+ pseudouridin, dideoxyNTP). Prostorové uspořádání a vlastnosti těchto struktur, keto-enol, amino-imino tautomery, číslování atomů a značení torzních úhlů, analogy bází, mutabilita, hydratace, vodíkové můstky,

Watson-Crickovy páry bází, způsoby záznamu oligonukleotidů.

1B) Kódované aminokyseliny-názvy, třípísmenové zkratky, vzorce disociace a asociace, přibližné hodnoty pKa skupin a jejich názvy, kyselé, bázické neutrální aminokyseliny, polární a nepolární, aromatické, obsahující S, -OH a různé další skupiny. Chiralita, vodíkové můstky a hydratace, peptidická a isopeptidická vazba- mesomerie.

2) Základní pojmy, vzorce a drobné úlohy k řešení okolo struktury a vlastností biopolymerů.

3) Drobné úlohy okolo využití a aplikace metod pro analýzu a separaci biopolymerů.

Syllabus

Last update: doc. RNDr. Radovan Fišer, Ph.D. (08.02.2016)

1. Struktura a vlastnosti DNA, RNA a jejich stavebních podjednotek, konformační

polymorfismus, sekvenční polymorfismus, strukturní anomálie a topologie DNA)

2. Struktura a vlastnosti proteinů a jejich podjednotek

3. Stanovení koncentrace informačních biopolymerů (spektrofotometrie,

fluorimetrie a kolorimetrie)

4. Sekvenování DNA, RNA a proteinů

5. Denaturace a reasociační analýza nukleových kyselin, reasociační sondy a

matrice (microarrays)

6. Sedimentační analýza biopolymerů, metoda pohyblivého rozhraní, diferenciální,

izokinetická a izopyknická centrifugace

7. Elektroforetická analýza a separace biopolymerů včetně pulzní elektroforézy.

8. Elektronová mikroskopie nukleových kyselin

9. Přehled separačních a purifikačních technik

10. Stanovení molární hmotnosti proteinových molekul

11. Hmotová spektrometrie proteinů

12. Metody sledování genové exprese resp. zastoupení různých RNA nebo proteinů v

biologických objektech

13. Transkripce a translace in vitro

14. Metody sledování interakcí biopolymerů

Povinná nebo doporučená časová posloupnost s ostatními kursy

Po absolvování základního kursu molekulární biologie

Další informace:

Doporučuje se využít nabídky speciálního cvičení a praktika z molekulární

biologie, které na přednášku navazují

Studijní literatura

V.Vondrejs,Z.Storchová: Genové inženýrství I , Nakladatelství

Karolinum,Praha2000

D.Voet,J.G.Voet: Biochemie,český překlad .Victoria Publishing, Praha, 1995

The Biotol team: Analysis of Amino Acids, Proteins and Nucleic Acids.

Butterworth and Heinemann Press, 1992