|
|
|
||
|
Praktické cvičení Buněčné organely navazuje na přednášky z Biochemie a Fyziologie buňky. V prostředí laboratoře seznamuje studenty se základními i složitějšími metodami biochemické analýzy živočišných buněk. Cvičení probíhá na různé úrovni organismu, od tkání, přes buňky a buněčné organely, až po izolované proteiny. Účastníci kurzu si prakticky zmapují např. tok elektronů mitochondriálním dýchacím řetězcem, či stanovení kinetických parametrů vybraného enzymu.
Teoretická část kurzu probíhá v zimním semestru a koná se formou turnusu zahrnujícího tři až čtyři přednášky. Ty jsou v současné době rozvrhovány v pátek odpoledne. Turnus bývá pravidelně ke konci zimního semestru, tedy na přelomu listopadu a prosince. Tato část je zakončena zkouškou (písemným testem). Jejím úspěšným absolvováním je podmíněna účast na praktické části kurzu, která se uskuteční ke konci letního semestru. Praktická část je pro každého studenta dvoudenní (absolvuje dvě úlohy). Po vypracování a přijetí protokolu je udělen zápočet. O přesných termínech jak zimní, tak letní části jsou studenti s předstihem informováni. Last update: Šebková Nataša, RNDr., Ph.D. (24.09.2025)
|
|
||
|
Lehninger Principles of Biochemistry, 6th edition 2000, (ISBN 1-57259-153-6) Nelson, D.L., Cox, M.M. Worth Publishers, New York; Lodish et al.: Molecular Cell Biology. 7th ed., 2008 (ISBN 0-7167-7601-7), W.H. Freeman and Company, New York. I. O. Scheffler: Mitochondria, 2nd ed., 2008 (ISBN 978-0-470-04073-7), John Wiley and Sons, Inc
Last update: Kalous Martin, doc. RNDr., CSc. (27.03.2019)
|
|
||
|
Během zkoušky budou ověřovány znalosti z obsahu jednotlivých přednášek. Last update: Šebková Nataša, RNDr., Ph.D. (19.09.2019)
|
|
||
|
Sylabus přednášky Buněčné organely. 1. Struktura a funkce semiautonomních organel a) chloroplasty b) mitochondrie 2. Vybrané metabolické dráhy, poskytující energii v eukaryotní buňce a) cyklus kyseliny citronové b) oxidační fosforylace c) mechanismy produkce ATP 3. Základy enzymové kinetiky a) rovnice Michaelise – Mentenové b) metody stanovení Vmax a KM c) typy inhibice enzymově katalyzovaných reakcí 4. Základní laboratorní metody a) homogenizace biologického materiálu b) oddělení buněčných frakcí – diferenciální centrifugace 5. Pokročilé laboratorní metody a) oxygrafie – vysoce přesné měření spotřeby kyslíku mitochondriemi v závislosti na různých substrátech a inhibitorech b) spektrofotometrie – stanovení enzymatických aktivit vybraných enzymů a jejich kinetických parametrů Last update: Kalous Martin, doc. RNDr., CSc. (26.01.2026)
|
|
||
|
Struktura a funkce semiautonomních organel Vysvětlete pojem semiautonomní organely a uveďte jejich společné znaky (vlastní DNA, ribozomy, schopnost dělení). Popište stavbu chloroplastů a mitochondrií a přiřaďte jednotlivým částem jejich funkci. Objasněte endosymbiotickou teorii původu chloroplastů a mitochondrií.
Vybrané metabolické dráhy poskytující energii v eukaryotní buňce Vysvětlete význam buněčného metabolismu a jeho roli v energetickém hospodaření eukaryotní buňky. Objasněte souvislosti mezi jednotlivými metabolickými drahami podílejícími se na produkci energie. Určete lokalizaci metabolických procesů v mitochondrii a vysvětlete její význam. Popište roli ATP jako univerzálního energetického přenašeče v buňce. Cyklus kyseliny citronové (Krebsův cyklus): Popište průběh cyklu kyseliny citronové a jeho hlavní meziprodukty a určete lokalizaci cyklu v eukaryotní buňce. Vysvětlete význam cyklu jako centrální metabolické dráhy. Objasněte vznik redukovaných koenzymů (NADH, FADH₂) a jejich úlohu v dalších energetických procesech. Zhodnoťte význam cyklu kyseliny citronové pro energetický a látkový metabolismus buňky. Oxidační fosforylace: Vysvětlete pojem oxidační fosforylace a popište její princip, určete lokalizaci elektrontransportního řetězce v mitochondrii. Objasněte roli přenašečů elektronů a protonového gradientu. Vysvětlete funkci ATP-syntázy při tvorbě ATP a zhodnoťte význam oxidační fosforylace jako hlavního zdroje ATP v eukaryotní buňce. Mechanismy produkce ATP: Rozlište substrátovou a oxidační fosforylaci. Popište vznik ATP v průběhu Krebsova cyklu a oxidační fosforylace a vysvětlete chemický princip vysokoenergetické fosfátové vazby v ATP. Porovnejte energetickou výtěžnost jednotlivých mechanismů tvorby ATP
Základy enzymové kinetiky Rovnice Michaelise–Mentenové: Vysvětlete princip enzymově katalyzované reakce a předpoklady Michaelisovy–Mentenovy kinetiky. Zapište a interpretujte rovnici Michaelise–Mentenové. Objasněte fyzikálně-chemický význam konstant Vmax a KM a graficky znázorněte závislost rychlosti reakce na koncentraci substrátu a interpretujte tvar křivky. Metody stanovení Vmax a KM: Popište experimentální postup stanovení kinetických parametrů enzymu a rozlište přímé a linearizované metody vyhodnocení kinetických dat. Aplikujte metody Lineweaver–Burk, Hanes–Woolf a Eadie–Hofstee k určení Vmax a KM. Zhodnoťte výhody a omezení jednotlivých metod z hlediska přesnosti a chyb měření. Typy inhibice enzymově katalyzovaných reakcí: Definujte pojem enzymová inhibice a její biologický význam. Rozlište kompetitivní, nekompetitivní, akompetitivní a smíšenou inhibici a vysvětlete vliv jednotlivých typů inhibice na hodnoty Vmax a KM. Interpretujte kinetická data a grafy enzymových reakcí v přítomnosti inhibitorů.
Základní laboratorní metody Homogenizace biologického materiálu: Rozlište základní metody homogenizace (mechanická, ultrazvuková, chemická) a vyberte vhodný způsob homogenizace s ohledem na typ biologického materiálu a cíl experimentu. Posuďte vliv podmínek homogenizace na integritu buněčných struktur a biomolekul. Oddělení buněčných frakcí – diferenciální centrifugace: Objasněte princip centrifugace a význam relativní odstředivé síly (RCF). Popište postup diferenciální centrifugace a jednotlivé kroky oddělování buněčných frakcí. Identifikujte základní buněčné frakce získané diferenciální centrifugací. Vysvětlete postup při volbě vhodných parametrů centrifugace (rychlost, čas, teplota) pro separaci buněčných složek.
Pokročilé laboratorní metody Oxygrafie – měření spotřeby kyslíku: Vysvětlete vysvětlí princip oxygrafie a její význam při studiu mitochondriální respirace a popište konstrukci a funkci oxygrafického systému. Proveďte měření spotřeby kyslíku mitochondriemi v přítomnosti různých substrátů a inhibitorů Krebsova cyklu a oxidační fosforylace. Interpretujte respirační křivky a rozlište jednotlivé respirační stavy mitochondrií. Vyhodnoťte vliv substrátů a inhibitorů na rychlost oxidativní fosforylace a na základě získaných dat posuďte kvalitu přípravy mitochondrií. Spektrofotometrie – stanovení enzymatických aktivit a kinetických parametrů: Vysvětlete princip absorpční spektrofotometrie a její využití v enzymologii. Zvolte vhodné vlnové délky a experimentální podmínky pro měření enzymatické aktivity. Proveďte spektrofotometrické stanovení aktivit vybraných enzymů a z experimentálních dat vypočtěte kinetické parametry enzymů (Vmax, KM). Zhodnoťte přesnost a reprodukovatelnost měření a identifikujte možné zdroje chyb. Last update: Kalous Martin, doc. RNDr., CSc. (01.02.2026)
|