SubjectsSubjects(version: 849)
Course, academic year 2018/2019
   Login via CAS
Medical Biochemistry - E0104137
Title in English: Lékařská biochemie
Guaranteed by: Ústav lékařské chemie a biochemie (14-70)
Faculty: Faculty of Medicine in Pilsen
Actual: from 2011 to 2019
Semester: winter
Points: 14
E-Credits: 14
Examination process: winter s.:
summer s.:
Hours per week, examination: winter s.:2/4 C [hours/week]
summer s.:4/4 C+Ex [hours/week]
Capacity: winter:unlimited / unlimited (unknown)
summer:unlimited / unlimited (unknown)
Min. number of students: unlimited
State of the course: taught
Language: Czech
Teaching methods: full-time
Level:  
Note: deregister from the exam date if a requisite was not fulfilled
for a repeated registration for Course credit + Exam, the student must have the Course credit exam passed
Guarantor: prof. MUDr. Radim Černý, CSc.
prof. MUDr. Jaroslav Racek, DrSc.
Teacher(s): Ing. Václav Babuška, Ph.D.
prof. MUDr. Radim Černý, CSc.
MUDr. Ondřej Hradecký
Ing. Petra Chocholatá
Mgr. Jana Kolaja Dobrá, Ph.D.
doc. PharmDr. Radek Kučera, Ph.D.
MUDr. Vlastimil Kulda, Ph.D.
Mgr. Jan Michálek
MUDr. Petra Neužilová
Zdeněk Šebesta
MUDr. Radana Vrzáková
Classification: Medicine > Basic Sciences
Co-requisite : E0101136, E0102001, E0102002, E0102003
Is co-requisite for: E0106310, E0106023, E0106015, E0105085, E0105022, E0106113, E0105310
Is pre-requisite for: E0106013, E0106014
Annotation -
Last update: LEBA (05.06.2007)
Amino acids and proteins. Enzymes. Thermodynamics of biochemical events. Respiratory chain and energy formation.
Citrate cycle. Glycolysis. Conversions of pyruvate. Pentose phosphate pathway. Gluconeogenesis. UDP derivatives of
carbohydrates, metabolism of glycogen. Metabolism of galactose and fructose. Metabolism of lipids, oxidation ans
biosynthesis of fatty acids. Laboratory methods in biochemistry.


Metabolism of membrane lipids, lipoproteins, steroids. Metabolism of amino acids. Nucleotides, chemistry and biology of
nucleic acids. Molecular diseases, DNA diagnostics. Porphyrins, hemoglobin, plasmatic proteins. Biochemistry of connective
tissue, bone and teeth. Biochemistry of liver, kidney, muscles and brain. Xenobiochemistry. Foundations of laboratory
enzymology, clinical biochemistry and examination of body fluids.
Literature - Czech
Last update: MUDr. Vlastimil Kulda, Ph.D. (21.03.2018)

Povinná literatura:

Matouš B. a kol.: Základy lékařské chemie a biochemie. Galén, Praha 2010.
Kotyza J. a kol: Úvod do klinické biochemie a enzymologie pro studující lékařství. Karolinum, Praha 2007.

Doporučená literatura:

Humlová A., Balvín M.: Praktická cvičení z lékařské chemie II. Karolinum, Praha 1999.
Murray R.K. a kol.: Harperova ilustrovaná biochemie. Galén, Praha 2013.
Murray R.K. a kol.: Harperova biochemie. H&H, Praha 1998.

Requirements to the exam - Czech
Last update: Vendulka Votípková (25.05.2018)

Podmínky pro udělení zápočtu:
1. Úplná účast na všech předepsaných laboratorních cvičeních (absenci nutno nahradit). Podmínkou pro práci v laboratoři je plášť a dodržování bezpečnostních předpisů.
2. Odevzdané a schválené laboratorní protokoly z laboratorních cvičení.
3. Prokázané základní znalosti ve dvou testech v zimním semestru a ve dvou testech v letním semestru. Počet pokusů pro každý test je omezen na tři.

Požadavky ke zkoušce:
Základní podmínkou pro přihlášení se ke zkoušce je obdržení zápočtu v obou semestrech výuky lékařské biochemie. Ostatní podmínky pro přihlášení se ke zkoušce jsou dány prerekvizitami.
Požadavky znalostí u zkoušky jsou dány rozsahem přednášek, seminářů a laboratorních cvičení.
Vlastní zkouška se skládá z části písemné a části ústní. Pro úspěšné absolvování písemné části zkoušky je zapotřebí správné zodpovězení 66 % (2/3) otázek. Studenti úspěšní v písemné části zkoušky postupují k části ústní. Ta má ještě dvě části. Nejprve se koná ústní zkouška z praktické části výuky. Student si losuje otázku, v níž je kombinace dvou otázek, každá z praktických cvičení jednoho semestru. Poté si student losuje hlavní otázku z učiva, které je obsahem přednášek. Vylosovaná otázka má čtyři podotázky z různých oblastí biochemie. Student má nárok na písemnou přípravu. Otázky ke zkoušce jsou k dispozici předem na stránkách ústavu: http://biochemie.lfp.cuni.cz/pages/vyuka/otazky.php
Pokud student nevyhoví u jakékoliv části zkoušky, musí opakovat zkoušku jako celek, tj. písemnou i ústní část. Zkoušku nelze rozkládat do různých termínů.

 

Syllabus - Czech
Last update: Mgr. Jana Kolaja Dobrá, Ph.D. (03.04.2018)

Praktická cvičení:

nácvik přesnosti a sebekontroly při dávkování rozpuštěných látek pipetováním

dělení směsí látek chromatograficky (na příkladech jednosměrné TLC, papírové radiální, sloupcové na gelu)

extrakcelipofilního vitaminu z rostlinného materiálu; s následnou kontrolou čistoty preparátu spektrofotometrickým proměřením absorbancí

molekulární biologie (na příkladu SNP Leiden V.): odběr nativního vzorku DNA a jeho preparace, přípravy „master mixu“ a zkoumaných vzorků pro PCR, elektroforetické dělení produktů PCR a restrikčních fragmentů, diagnostické vyhodnocení elfo-gramu

polarimetrie a spektrofotometrie; vytvoření kalibračního grafu, identifikace AB indikátorů, polarimetrické stanovení koncentrace látek a rozlišení R a S enantiomerů

potenciometricky sledované chování kyselin (silné minerální, slabé organické a aminokyseliny) při titraci silnou zásadou;  odečtení a vyhodnocení údajů z grafu průběhu titrace

osmotické jevy (osmolalita, osmóza, dialýza) rozdíly mezi difusí a osmosou

magistraliter příprava roztoku isoosmotického  s plasmou a jeho kontrola prostřednictvím kryoskopické osmometrie

titrační sledování průběhu dialysy přes semipermeabilní rozhraní

kvantifikace a porovnání antioxidačních kapacit vybraných analytů (sérum krevní, sliny, vitamin C, vitamin E, komerčních směsných antioxidačních preparátů) technikami TEAC  = trolox equivqlent antioxidant capacity a FRAP  = rerric reducing antioxidant power

sérum krevní-diagnosticky významné analyty: celkový cholesterol enzymaticky; modelový příklad vyhodnocení aterogenního rizika, glukosa, močová kyselina, močovina, anionty chloridové spektrofotometricky a iontově selektivní elektrodou, kationty vápenaté, draselné a sodné, přímý a celkový bilirubin

plasmatické bílkoviny – stanovení celkové koncentrace bílkovin a frakce albuminové, elektroforetické dělení a barvení na agarosovém gelu, imunoprecipitace a barvení séra polyvalentním antisérem na agarovém gelu, vyhodnocení dysproteinémií z nálezů certifikované laboratoře

moč - sensorické, fyzikální a chemické vlastnosti; kvalitativní zkumavkové důkazy přítomnosti

bílkovin, redukujících sacharidů, ketolátek, krevního barviva, barviv žlučových, aminokyselin a jejich metabolitů

sediment močový (zhotovení a vyhodnocení barveného preparátu)

funkční zkouška ledvin stanovením clearance endogenního kreatininu

α-amylasa v moči- spektrofotometricky z produktů hydrolytické reakce a metodou podle Wohlgemutha

mozkomíšní mok – vyšetření přítomnosti bílkovin, glukosy, laktátu

acidobasická rovnováha (seminář) iontogram plasmy, vztah poruchy ABR a minerálového hospodářství,  pufrovací systémy krve, pH, respirační a metabolická složka, base deficit a base exces,  Buffer Base Serum, Anion Gap, Strong Ion Difference, Unmesurment  Anions, poruchy ABR, podíl plic a ledvin na udržování ABR a kompensaci poruch

enzymologie  – stanovení aktivit vybraných enzymů (alkalické fosfatasy, erythrocytární katalasy, ALT a AST, aldolasy, laktátdehydrogenasy)

– demonstrace principu kompetitivní inhibice na sukcinátdehydrogenase z mitochondrií srdeční tkáně

– sledování oxidačního vlivu xanthin-oxidoreduktasy na substrát

– zjištění pH optima pro aktivitu slinné amylasy

– porovnání specifit  α-amylasy a sacharasy

– zjištění Michaelisovy konstanty kyselé fosfatasy) a vyhotovení grafu v reciprokých hodnotách

Přednášky:

1. Úvod do studia biochemie

Biochemie a její místo v systému biologických, chemických a lékařských věd. Úloha biochemie v současné medicíně, její perspektivy.

2. Vlastnosti peptidů a proteinů

Rekapitulace aminokyselin a jejich třídění z hlediska polarity vedlejších řetězců, z hlediska acidobasických vlastností a z hlediska esenciálnosti. Výstavba peptidů a proteinů, jejich primární struktura. Informace o zjišťování primární struktury. Struktury vyšších řádů a jejich význam pro funkci peptidů a proteinů.

3. Enzymy

Základní charakteristika enzymů a základní vlastnosti enzymů. Substrátová a reakční specifita enzymů. Enzymy jako bílkoviny. Apoenzymy a koenzymy. Aktivní centrum enzymů. Mechanismus katalytického působení enzymů, příklady. Thermodynamické a kinetické aspekty enzymové katalysy. Rychlost enzymové reakce, Michaelisova konstanta a její praktický význam. Inhibice enzymové reakce. Inhibitory kompetiční a nekompetiční. Allosterické enzymy a allosterická inhibice a aktivace, její význam v metabolismu. Isoenzymy - vztah ke genovému uspořádání, význam funkční a medicinsko-diagnostický. Klasifikace enzymů.

4. Energetika metabolismu, úloha makroergních sloučenin

Chemické děje z thermodynamického hlediska. První a druhá věta thermodynamická. Enthaplie, volná energie, entropie. Děje endo- a exotermické. Entropie a živé systémy. Konzervace a přesun energie v živém systému, makroergní sloučeniny, ATP.

5. Oxidoredukční děje jako zdroj energie

Oxidace a redukce. Redoxní potenciál a standardní redoxní potenciál. Thermodynamika přenosu elektronů. Redoxní děje jako hlavní zdroj energie aerobních organismů.

6. Tkáňové dýchání a jeho význam v metabolismu

Mitochondrie a její stavba. Dehydrogenasy a jejich funkce. NAD a NADP. FMN a FAD. NADH dehydrogenasa. Koenzym Q. Cytochromový systém. Cytochrom c reduktasa  a cytochrom c oxidasa. Celkové uspořádání dýchacího řetězce, přesuny elektronů a přesuny protonů. Vznik protonového gradientu a jeho využití. Syntéza ATP jako důsledek protonového gradientu. Stechiometrie dehydrogenace a tvorby ATP. Protonový gradient a tepelná regulace. Inhibitory tkáňového dýchání, jejich experimentální a medicinský význam.

7. Citrátový cyklus

Struktura KoA, jeho vznik a funkce. Acetyl-KoA. Sled a popis metabolických přeměn v citrátovém cyklu. Dehydrogenační stupně citrátového cyklu a jejich spojení s tkáňovým dýchaním. Energetický výtěžek citrátového cyklu. Regulace citrátového cyklu na úrovni jednotlivých enzymů. Amfibolická povaha citrátového cyklu - nutnost doplňování cyklu. Hlavní anaplerotické (doplňující) reakce - pyruvátkarboxylasa. Mechanismus karboxylace, úloha biotinu.

8. Metabolismus sacharidů - glykolysa

Popis jednotlivých glykolytických přeměn a enzymů katalyzujících tyto reakce. Glykolysa v aerobních a anaerobních podmínkách. Význam a vzájemné propojení glyceraldehydfosfátdehydrogenasy a laktátdehydrogenasy. Vznik laktátu. Energetický výtěžek glykolysy v aerobních a anaerobních podmínkách. Regulace glykolysy. Význam fosfofruktokinasy a fruktosa-2,6-bisfosfátu. Aktivace typu feedforward.

9. Další přeměny pyruvátu

Anaerobní přeměna na laktát a její smysl. Alkoholové kvašení. Karboxylační přeměna na oxalacetát. Oxidační dekarboxylace pyruvátu a přeměna na acetyl-KoA. Celková energetická bilance přeměny glukosy za různých podmínek. Lokalizace jednotlivých metabolických pochodů v buňce, spojení extra- a intramitochondriálních redoxních dějů, malátový spoj, glycerolfosfátový spoj.

10. Glukoneogenesa

Popis jednotlivých stupňů glukoneogenese - vztah ke glykolyse. Odlišné reakce glykolysy a glukoneogenesy. Cyklování těchto metabolických stupňů a jeho význam. Regulace glukoneogenesy.

11. Vznik a odbourávání glykogenu

Struktura glykogenu, redukující a neredukující konce molekuly. Význam glykogenu v celkové koncepci energetického  metabolismu. Odbourání glykogenu. Fosforylasa a mechanismus její aktivace a regulace. cAMP kaskáda. Odvětvující enzym a jeho transferasová a glukosidasová aktivita. Thermodynamika metabolismu glykogenu. UDP-glukosa. Glykogensynthasa a větvící enzym. Celková regulace metabolismu glykogenu. Regulace hladiny glukosy v krvi.

12. Pentosový cyklus

Popis jednotlivých stupňů pentosového cyklu. Význam glukosa-6-fosfátdehydrogenasy pro vznik NADPH, redukovaného glutathionu a odbourání peroxidů. Vznik pentos a jejich význam. Transaldolasa a transketolasa. Spojení metabolitů pentosového cyklu s glykolysou. Význam pentosového cyklu pro fotosyntézu. Stručný popis fotosyntézy jako základního děje autotrofních organismů.

13. Metabolismus dalších sacharidů

Sacharidy ve výživě. Trávení škrobu a resorpce glukosy. Trávení sacharosy, utilizace fruktosy a její problémy. Přeměna glukosy na galaktosu, biosyntéza laktosy. Trávení laktosy, utilizace galaktosy a její poruchy.

14. Přeměny mastných kyselin

Mastné kyseliny jako předmět energetického metabolismu. Aktivace mastných kyselin - acyladenyláty a acyl-KoA. Transport aktivovaných mastných kyselin do mitochondrie. Acyl-karnitin. Beta-oxidace mastných kyselin, vznik acetyl-KoA. Energetický výtěžek oxidačního zpracování mastných kyselin. Porovnání oxidačních přeměn sacharidů a mastných kyselin z hlediska energetického výtěžku a z hlediska spotřeby kyslíku. Odbourání mastných kyslin v mitochondriích a v peroxisomech. Biosyntéza mastných kyselin. Přesun látkového a redukčního potenciálu pro tuto syntézu z mitochondrie do cytoplasmy. Tvorba malonyl-KoA a její regulace. Význam ACP a vlastní tvorba mastné kyseliny. Vzájemná regulace odbourávání a tvorby mastných kyselin.

15. Vznik ketolátek. Vzájemné vztahy metabolismu sacharidů a mastných kyselin.

Přeměna acetyl-KoA na hydroxymethylglutaryl-KoA. Vznik acetoacetátu a dalších ketolátek. Ketolátky jako ve vodě rozpustný ekvivalent mastných kyselin. Význam ketolátek při hladovění. Utilizace ketolátek myokardem, ledvinou a jinými tkáněmi, utilizace v mozku. Problém rovnováhy mezi tvorbou a utilizací ketolátek. Vzájemné přeměny sacharidů a tuků. Přeměna sacharidů na mastné kyseliny a tuky. Nemožnost přeměny mastných kyselin na sacharidy zdůvodnění tohoto jevu. Metabolický rozvrat při jednostranné utilizaci tuků, diabetes mellitus. Ketolátky jako indikátor rozvratu, ketoacidosa.

16. Triacylglyceroly v metabolismu

Triacylglyceroly jako zásobní látky. Jejich biosyntéza a štěpení. Tuky ve výživě. Jejich trávení a utilizace. Resyntéza v enterocytech a formování chylomikronů. VLDL. Lipoproteinlipasa. Utilizace mastných kyselin v různých tkáních, utilizace v adipocytech. Dynamická rovnováha tukových zásob. Absence glycerolkinasy v tukové tkáni a její význam. Vztah glykémie a odbourávání tukových zásob. Hormon sensitivní lipasa a její regulace. Mobilizace tuků. Neesterifikované mastné kyseliny v krvi a jejich transport albuminem.

17. Cholesterol a jeho metabolismus

Biosyntéza cholesterolu. Význam HMG reduktasy jako hlavního regulovaného enzymu této biosyntézy. Hlavní úkoly cholesterolu v organismu. Odbourávání a vylučování cholesterolu. Tvorba žlučových kyselin. Kyselina cholová a chenodeoxycholová, jejich přeměny na deoxycholovou a lithocholovou. Význam žlučových kyselin, jejich enterohepatální oběh. Možnost terapeutických zásahů do metabolismu cholesterolu na úrovni kompetičních inhibitorů HMG reduktasy a na úrovni vylučování žlučových kyselin.

18. Lipoproteiny krevní plasmy, jejich přeměny a význam

Trávení tuků a jejich resorpce. Formování chylomikronů, jejich cirkulace a rozklad lipoproteinlipasou. Odbourání chylomikronů remnans v játrech. Tvorba VLDL v játrech, jejich cirkulace v plasmě, odbourávání mastných kyselin, přeměna na IDL. Vznik LDL a jejich cirkulace. LDL receptory, utilizace LDL. Reversní transport cholesterolu, HDL, jejich vznik, význam a odbourání. Role jednotlivých apolipoproteinů a hlavních enzymů přeměn lipoproteinů. Zhodnocení jednotlivých typů lipoproteinů z hlediska jejich biologického významu a z hlediska významu rizik atherosklerosy. Vyšetření lipoproteinů krevní plasmy, hyperlipoproteinemie.

19. Steroidní hormony a vitaminy D

Vitamin D a jeho přeměny na kalcitriol. Biosyntéza jednotlivých skupin steroidních hormonů, jejich význam v metabolismu. Odbourání steroidních hormonů a možnosti stanovení jejich metabolitů.

20. Metabolismus acylglycerolů a sfingolipidů

Biosyntéza diacylglycerolfosfátu, aktivace na CDP-derivát, vznik fosfatidylserinu, fosfatidylaminoethanolu a fosfatidylcholinu. Inositolfosfatidy, kardiolipiny, etherové fosfolipidy a plasmalogeny, PAF. Fosfolipasy a jejich role v odbourávání fosfolipidů, produkce regulačních molekul - diacylglycerolu a inositoltrisfosfátu. Vznik sfingosinu, ceramidu a sfingolipidů - sfingomyelinů, cerebrosidů, sulfatidů a gangliosidů. Obecné zásady degradace sfingolipidů, možnost vzniku sfingolipidos.

21. Metabolismus nenasycených mastných kyselin a eikosanoidů.

Přehled nejdůležitějších nenasycených mastných kyselin a jejich význam. Desaturasy, jejich význam a limitace účinku. Elongasy a jejich kombinace s funkcí desaturas. Podstata esenciálních mastných kyselin. Vznik eikosanoidů - prostaglandinů, prostacyklinů, tromboxanů a leukotrienů. Cyklická a lineární dráha jejich syntézy, význam těchto produktů. Účinek aspirinu, podstata účinku nesteroidních analgetik, antiflogistik a antipyretik. Význam polyenových mastných kyselin, zejména EPA, na metabolismus eikosanoidů, jejich význam ve výživě.

22. Metabolismus dusíkatých látek - obecná část

Význam dusíkatých látek v metabolismu. Autotrofní a heterotrofní organismy z hlediska dusíkatého metabolismu. Esenciální aminokyseliny, dusíkatá bilance. Trávení bílkovin, vstřebávání aminokyselin. Degradace aminokyselin a dusíkatých látek. Organismy amonotelní, ureotelní a urikotelní. Odbourávání aminokyselin, centrální postavení glutamátu a aspartátu. Oxidační deaminace a transaminace. Detoxikace čpavku, význam glutaminu. Cyklus močoviny. Vztah cyklu močoviny k regulaci acidobasické rovnováhy.

23. Přeměny jednotlivých aminokyselin

Glukogenní a ketogenní povaha degradačních produktů aminokyselin. Glutamát - degradace, vznik prolinu, ornithinu, argininu a GABA. Vznik a význam NO. Aspartát - degradace, donor aminoskupiny, úloha při syntéze pyrimidinů. Alanin - degradace. Methionin - trans-methylační pochody, degradace, vznik cysteinu. Cystein - degradace, cysteová kyselina, taurin, PAPS (aktivní sulfát). Selenocystein a selenomethionin. Valin, leucin, isoleucin - jejich význam, degradační dráha. Fenylalanin a tyrosin - fenylalaninhydroxylasa, podstata PKU. Vznik katecholaminů a jejich degradace, vznik prekursorů melaninu. Degradace tyrosinu a její poruchy. Threonin, jeho odbourání. Tetrahydrofolát a jeho úloha v metabolismu, zvláště v přeměnách aminokyselin. Přeměny glycinu a serinu, tzv. cholinový cyklus. Odbourání glycinu a serinu. Histidin - biosyntéza a odbourání. Histamin. Tryptofan - vznik tryptaminu, serotoninu, melatoninu. Odbourání tryptofanu.

24. Biosyntéza porfyrinů, vznik hemu a jeho degradace

Základní metabolity biosyntetické dráhy vzniku porfyrinů, podstata porfyrií. Vznik hemu a jeho význam. Degradace hemu - biliverdin, bilirubin, konjugace bilirubinu, urobilinogeny, urobiliny. Vztah žlučových barviv k funkci jater, diagnostika žloutenek.

25. Biosyntéza a odbourání nukleotidů

Biosyntéza pyrimidinových nukleotidů a její regulace. Biosyntéza purinových nukleotidů a její regulace. Význam APRT a HGPRT pro regulaci syntézy purinových nukleotidů. Význam nukleotidů v metabolismu. Vznik deoxynukleotidů. Methylace dUMP na dTMP. Odbourání nukleotidů, nukleosidů a basí. Význam AMP deaminasy a adenosindeaminasy. Vznik kyseliny močové a její význam.

26. Nukleové kyseliny - struktura a funkce

Společné prvky a odlišnosti ve stavbě DNA a RNA. Význam těchto strukturních rozdílů pro funkci. Princip komplementarity a jeho význam pro uchování a předání genetické informace. Primární, sekundární a vyšší struktury DNA. Princip stanovení primární struktury DNA. Chromatin a základní principy jeho výstavby.

27. Nukleové kyseliny - biosyntéza

Biosyntéza DNA. DNA polymerasy, DNA ligasy. Mechanismus replikace DNA. Telomery a jejich význam. Postsyntetická kontrola replikované DNA. Reparace DNA. RNA polymerasy, biosyntéza jednotlivých typů RNA. Regulace transkripce, posttranskripční úpravy rRNA, tRNA a mRNA. Mechanismus a význam sestřihu (splicingu). Struktura a organizace genu, genové rodiny, vztah k isoenzymům.

28. Proteosyntéza

Úloha jednotlivých typů RNA v proteosyntéze. Stavba ribosomu. Role kodonu a antikodonu. Genetický kod, jeho principy. Mutace, jejich význam. Vlastní mechanismus proteosyntézy. Postsyntetické úpravy proteinů. Role endoplasmatického retikula, signální peptidy. Glykosylace, fosforylace, proteolytické a další úpravy proteinů a jejich význam.

29. Replikační cykly virů

Viry jako modely replikace nukleových kyselin. Mechanismus replikace DNA virů. Lysogenní viry. Mechanismus replikace RNA virů. Retroviry, mechanismus jejich replikace a jeho význam. Virus HIV. Význam virů v onkogenesi, onkogeny a protoonkogeny. 

30. Molekulární biologie jako nástroj biomedicinského výzkumu

Restrikční endonukleasy a jejich význam pro manipulaci s DNA. Klonování DNA a jeho význam. Podstata genomových a cDNA knihoven, jejich použití. Podstata přípravy proteinů cestou genové manipulace a exprese v bakteriálních buňkách. Význam pro diagnostické a terapeutické použití. PCR, její metodický a diagnostický význam. Diagnostický význam analýzy DNA a RNA. siRNA jako nástroj regulace genové exprese, nástroj výzkumu a možné terapie. Principy genové a buněčné terapie.

31. Hemoglobin - struktura a funkce

Struktura hemoglobinu, genové rodiny alfa a beta globinů, význam postupné exprese. Funkce hemoglobinu jako transportní molekuly a jako pufru, vzájemná podmíněnost obou funkcí. Hemoglobin jako allosterická molekula. Role BPG, CO2 a protonů v regulaci funkcí hemoglobinu. Podstata Bohrova efektu.

32. Imunoglobuliny - struktura a funkce

Stavba imunoglobulinů, těžké a lehké řetězce, konstantní a variabilní části. Třídy imunoglobulinů - jejich strukturní podstata. Výstavba imunoglobulinových genů, jejich přestavba a exprese. Mechanismus změn v produkci imunoglobulinů různých tříd. Stavba a smysl T- receptorů, jejich analogie s imunoglobuliny. Další proteiny imunoglobulinové superrodiny - biologická role MHC I a MHC II.

33. Biochemie jater a základy xenobiochemie

Úloha jaterního parenchymu v sacharidovém, lipidovém a dusíkatém metabolismu. Úloha jater v biotransformacích (xenobiochemii). Hlavní mechanismy biotransformací - dvoustupňový mechanismus biotransformací. Příklady biotransformací. Možný toxický a kancerogenní efekt biotransformací.

34. Biochemie svalu

Základní svalové proteiny a jejich role ve svalové kontrakci. Mechanismus svalové kontrakce a její řízení. Úloha kalciových iontů, troponinu, tropomyosinu, aktinu a myosinu. Kontrakce v příčně pruhovaném a hladkém svalu. Metabolismus ve svalové tkáni, úloha myoglobinu, kreatinu, glykogenu, oxidačních procesů a anaerobních procesů.

35. Biochemie nervové tkáně

Zvláštnosti metabolismu nervové tkáně. Spotřeba kyslíku a její důvody, spotřeba glukosy a její důvody, metabolismus ketolátek. Metabolismus aminokyselin v nervové tkáni. Některé vlastnosti tzv. hematoencefalické bariery a její význam. Nervové synapse - cholinergní, adrenergní, GABA. Přehled neurotransmiterů.

36. Struktura a funkce membrán

Výstavba membrán různého typu a důvody jejich složení. Přesun jednotlivých látek přes membrány, nutnost transportních mechanismů: pasivní transport, kotransport, antiport, aktivní transport, sekundární aktivní transport. Princip pumpy a kanálu, jejich význam.

37. Biochemie pojivových tkání

Význam extracelulární matrix a její složení. Kolageny - jejich role v tkáních. Biosyntéza kolagenu a posttranslační úpravy. Další proteiny matrix - elastin, fibronektin, jejich spojení s buňkami - integriny. Proteoglykanové komplexy pojivové tkáně, jejich význam. Kostní minerál, jeho složení, výstavba a resorpce.

38. Biochemie výživy a hladovění

Složení lidského těla a nutnost stálé obměny a energetického příjmu. Složky potravy, požadavky na správné složení potravy. Esenciální složky potravy. Hladovění - 4 fáze z hlediska převažujícího metabolismu. Zvláštnosti metabolismu při hladovění. Částečné hladovění, podvýživa.

39. Antimetabolity a jejich význam

Podstata antimetabolitů. Využití kompetičních inhibitorů jako antimetabolitů s léčebným účinkem. Příklady úspěšných antimetabolitů: analogy THFA, analogy nukleotidů. Význam pro chemoterapii a pro transplantace.

40. Kyslíkové radikály, antioxidační ochrana organismu

Vlastnosti molekulárního kyslíku, tendence k produkci radikálů: superoxidový ion, hydroperoxylový radikál, peroxid vodíku, hydroxylový radikál. Radikálové reakce, peroxidace lipidů. Ochrana - superoxiddismutasa, peroxidasy, katalasa, glutathion-peroxidasa, glutathionreduktasa. Návaznost na pentosový cyklus, možné poruchy. Jiné, než kyslíkové radikály, negativní vliv biotransformací. Tzv. zametače volných radikálů.

41. Regulace biochemických pochodů

Regulace v čase - regulace genovou expresí, regulace enzymové aktivity na různých úrovních, význam allosterických enzymů. Regulace v prostoru - kompartmentace a regulovaný transport, metabolity hladinové a metabolity "tunelované".

 

 
Charles University | Information system of Charles University | http://www.cuni.cz/UKEN-329.html