SubjectsSubjects(version: 978)
Course, academic year 2025/2026
   
Structure and function of biological membranes - MB150P42
Title: Struktura a funkce biologických membrán
Czech title: Struktura a funkce biologických membrán
Guaranteed by: Department of Physiology (31-152)
Faculty: Faculty of Science
Actual: from 2025
Semester: winter
E-Credits: 3
Examination process: winter s.:
Hours per week, examination: winter s.:2/0, Ex [HT]
Capacity: unlimited
Min. number of students: unlimited
4EU+: no
Virtual mobility / capacity: no
State of the course: taught
Language: Czech
Additional information: http://Výuka probíhá formou nahraných přednášek, které jsou studentům zpřístupněny přes odkazy v Moodle
Note: enabled for web enrollment
Guarantor: RNDr. Vladimír Rudajev, Ph.D.
Teacher(s): RNDr. Vladimír Rudajev, Ph.D.
Annotation -
Please note, the lectures are given in czech language only.

This course deals with the properties of lipids crucial for membrane evolution and maintenance, hydrophobic interactions, self-organozation and lateral segregation. It explains how individual lipids affect the membrane properties. Membrane models, physical properties of membranes and interactions between proteins and lipids are also doscribed. Attention is devoted to electrical phenomena, interactions with the cytoskeleton, endo- and exocytosis, as well as to cell movement.

Last update: Horníková Daniela, RNDr., Ph.D. (28.10.2019)
Literature -

Alberts, B.: Základy buněčné biologie (vybrané kapitoly)

Luckey, M.: Membrane Structural Biology (Cambridge University Press, 2008)

Last update: Horníková Daniela, RNDr., Ph.D. (28.10.2019)
Requirements to the exam - Czech

Předmět je ukončen písemnou a ústní zkouškou.

Last update: Horníková Daniela, RNDr., Ph.D. (12.09.2013)
Syllabus - Czech
  • 1. Úvod (obecná charakteristika membrán; modely membrán)
  • 2. Membránové lipidy (základní vlastnosti lipidových molekul; hydrofobní efekt, samouspořádání lipidů; důležité skupiny lipidů (fosfolipidy, sfingolipidy, steroly); fyzikální vlastnosti membrán (difuse, laterální segregace, fázový diagram); modelové membrány, působení detergentů
  • 3. Membránové bílkoviny (bílkoviny interagující s membránami; periferní proteiny (způsoby kotvení); integrální proteiny (interakční povrch); membránové enzymy; transportní bílkoviny; receptory; kanály; biogenese membránových proteinů
  • 4. Typy membrán (intracelulární membrány (ER, GA, mitochondrie,?); plasmatická membrána; prokaryotní membrány
  • 5. Významné jevy na membránách (elektrické jevy; interakce s cytoskeletem; exo a endocytosa; buněčný pohyb)
  • 6. Evoluční význam biomembrán

Last update: Horníková Daniela, RNDr., Ph.D. (04.04.2008)
Learning outcomes - Czech

Studenti:

Vyjmenují základní a speciální funkce buněčných membrán, popíší základní stavbu a uspořádání

Porovnají stavbu glycerofosfolipidů, glyceroglykolipidů, sfingofosfolipidů, sfingoglykolipidů, izoprenoidů (sterolů)

Popíší princip tekutosti/tuhosti a polopropustnosti membrán, model tekuté mozaiky

Vyjmenují a popíší nekovalentní interakce, objasní jejich principy a určí význam pro strukturu a funkci membrán

Vysvětlí pojem fázové uspořádání mastných kyselin a lipidů, uvedou příklady a popíší souvislost tvaru a velikosti molekuly s nekovalentními interakcemi a výslednou fází. Uvedou a zdůvodní tloušťku membrány.

Popíší rozdíly v typu, pozicích a počtu dvojných vazeb v molekulách mastných kyselin, vyjmenují významné typy zástupců nasycených, mono i polynenasycených (hlavně n-6 a n-3), porovnají a posoudí jejich výskyt a význam

Popíší syntézu mastných kyselin, glycerolipidů, sfingolipidů a izoprenoidů, včetně cholesterolu

Uvedou typy a význam úprav mastných kyselin v membránách (větvení, cykly, začlenění kyslíku)

Popíší stavbu, funkci, výskyt a význam glycerolipidů (fosfatidylcholinu, fosfatidyletanolaminu, fosfatidylserinu, fosfoinositidů, fosfatidylglycerolu, kardiolipinu, glykoglycerolipidů, diacylglycerolu, kyseliny fosfatidové a lysofosfatidové, bis(monoacylglycero)fosfátu)

Definují etherové lipidy, popíší jejich význam, výskyt a syntézu, uvedou zástupce

Porovnají stavbu a vlastnosti lipidů a membrán archaeí, bakterií a eukaryot. Popíší archaeální lipidy a jejich stavbu.

Popíší strukturu, význam a výskyt sfingolipidů, uvedou základní skupiny (sfingoidní báze, ceramidy, sfingofosfolipidy, glykosfingolipidy, cerebrosidy, oligoglykosylceramidy, gangliosidy) a jejich vlastnosti. Nakreslí schéma stavby.

Uvedou strukturu, význam a výskyt cholesterolu a ostatních izoprenoidů, včetně hopanoidů. Popíší vliv interakce cholesterolu s ostatními lipidy na fázové uspořádání lipidové dvojvrstvy.

Vysvětlí princip fázové separace lipidů a popíší lipidové rafty, kaveoly a membránové domény

Uvedou a popíší způsoby, kterými jsou periferní proteiny kotveny do membrány (lipidové kotvy, elektrostatické interakce, amfipatický helix, specifické domény – PH, BAR, C1, C2, ENTH aj.). Porovnají a popíší fosfolipázy.

Popíší typy a způsoby interakce membrány s cytoskeletem. Popíší interakci AB toxinů a kolicinů s membránou.

Charakterizují transmembránové segmenty bílkovin (zdůvodní primární a sekundární strukturu). Popíší stavbu, výskyt a význam transmembránových β-barelů.

Popíší vznik transmembránových a sekretovaných proteinů mechanismy kotranslační a posttranslační translokace.

Popíší váčkovou přepravu – sekreční dráhu (G proteiny, COPII, COPI, clathrinové váčky), endocytózu (dynamin), splývání váčků (Rab proteiny, SNARE, synatptotagmin), multivezikulární tělísko (endosom)

Uvedou mechanismy transportu látek přes membránu, vyjmenují typy membránových pump a uvedou jejich vlastnosti, význam a výskyt, popíší stavbu a funkci ATP-syntázy

Uvedou a popíší způsoby průchodu vody přes membránu

Popíší strukturu a fungování iontových kanálů, uvedou a popíší jejich typy a význam pro membránový potenciál

Vysvětlí vznik klidového a akčního membránového potenciál a způsob vedení vzruchu

Vysvětlí pojem redoxní potenciál a jeho vztah k energetickým procesům na membráně

Popíší membránovou stavbu mitochondrií a chloroplastů

Popíší spřažení tvorby gradientu protonů s cestou elektronu přes jednotlivé komplexy v koncovém oxidačním řetězci a fotosyntéze. Popíší Q-cyklus. Vyjmenují a popíší neproteinové kofaktory, které se účastní přenosu elektronů. Vysvětlí význam cyklické a lineární cesty fotosyntézy. Zdůvodní, proč dochází ve FRC ke genezi O2.

Porovnají sladkovodní a mořské prostředí ve vztahu ke vzniku váčků a prvních buněk v souvislosti se vznikem života.

Posoudí jednotlivé scénáře vzniku eukaryotické buňky.

Last update: Rudajev Vladimír, RNDr., Ph.D. (23.01.2026)
Entry requirements - Czech

Podmínkou je absolvování předmětu MB150P31 nebo MB150P73 nebo MB150P22 a současně MB150P04 nebo MB150P34 nebo MB150P40.

Last update: Horníková Daniela, RNDr., Ph.D. (03.04.2008)
 
Charles University | Information system of Charles University | http://www.cuni.cz/UKEN-329.html