Kurz "Struktura a funkce RNA" je určen pro studenty magisterského a doktorského studia a rozšiřuje základní kurzy molekulární a buněčné biologie. Kurz je určen hlavně pro studenty, kteří chtějí rozšířit znalosti o regulaci genové exprese a o stále rostoucím světě RNA. Jednotlivé přednášky jsou zaměřeny na zpracování mRNA, stejně jako syntézu, zpracování a funkci nekódujících RNA. Většina objevů o RNA je dokumentována původními vědeckými publikacemi s vysvětlením klíčových experimentů.
Poslední úprava: Šebková Nataša, RNDr., Ph.D. (27.03.2018)
The course "RNA Structure and Function" is planned for master and PhD students and extends basic molecular and cell biology courses. The course is intended mainly for students who want to extend their knowledge about regulation of gene expression and about the ever-growing world of RNA. Individual lectures are focused on transcripts of RNA polymerases I, II and II, their synthesis, processing and function. We will also discuss function of non-coding RNAs, riboswitches and ribozymes. The majority of discoveries about RNAs is documented by original scientific publications with a description of key experiments.
Poslední úprava: Staněk David, prof. Mgr., Ph.D. (31.05.2019)
Literatura -
Genes IX, autor: Benjamin Lewin, (available on-line: http://biology.jbpub.com/book/genes/index.cfm)
Molecular Cell Biology. 5th edition. autor: Lodis, et al. New York: W. H. Freeman; 2003. ISBN-10 0-71674366-3
RNA World 3rd edition, CSHL Press, ISBN 978-087969739-6
Přednášky, prezentace a poznímky jsou dostupné na https://dl2.cuni.cz/course/view.php?id=326
Poslední úprava: Staněk David, prof. Mgr., Ph.D. (05.04.2022)
Genes IX, autor: Benjamin Lewin, (available on-line: http://biology.jbpub.com/book/genes/index.cfm)
Molecular Cell Biology. 5th edition. autor: Lodis, et al. New York: W. H. Freeman; 2003. ISBN-10 0-71674366-3
RNA World 3rd edition, CSHL Press, ISBN 978-087969739-6
Presentations, slides and notes can be also found at https://dl2.cuni.cz/course/view.php?id=326
Poslední úprava: Staněk David, prof. Mgr., Ph.D. (05.04.2022)
Požadavky ke zkoušce -
Požadavky na zkoušku Při ústní zkoušce se probírají 3-4 témata prezentovaná v průběhu kurzu. Nejméně tři dny před zkouškou musí studenti odevzdat krátkou (1-2 strany) úvahu nebo recenzi na téma z biologie RNA dle vlastního výběru. Může to být také shrnutí nedávné práce se zaměřením na RNA. Studenti si mohou zvolit jazyk, v němž bude esej napsána (angličtina nebo čeština), a stejný jazyk bude použit i při ústní zkoušce.
Poslední úprava: Staněk David, prof. Mgr., Ph.D. (05.04.2022)
Requirements for the exam
The oral exam covers 3-4 topics presented during the course. At least three days before the exam, students must submit a short (1-2 page) essay or review on a topic in RNA biology of their choice. This may also be a summary of a recent paper focusing on RNA. Students may choose the language in which the essay will be written (English or Czech), and the same language will be used in the oral exam.
Poslední úprava: Staněk David, prof. Mgr., Ph.D. (05.04.2022)
Sylabus -
Sylabus "Struktura a funkce RNA"
Úvod
Transkripty RNA polymerázy I
syntéza a zpracování ribozomální RNA, nukleární struktura a funkce, struktura a funkce ribozomů
Transkripty RNA polymerázy II
- regulace transkripce prostřednictvím sítě RNA, spojení mezi transkripcí a zpracováním
-dlouhé nekódující RNA, jejich přepis, zpracování a fungování a odkazem na konkrétní lncRNA (XIST, HOTAIR, Air, MALAT1 atd.)
- krátké nekódující RNA, snRNA a snoRNA biogeneze, scaRNA. struktura a funkce telomerázy
- zpracování pre-mRNA (úpravy na 5' a 3' koncích, editace, polyA), lokalizace a stabilita mRNA
- RNA sestřih
- regulace alternativního sestřihu
- buněčné struktury podílející se na metabolismu RNA
Transkripty RNA polymerázy III
transkripce, zpracování a funkce tRNA, 7SK, SRP, U6, RNA P a MRP
Katalytické RNA
ribozymy a ribosy, spliceosom a ribozom jako ribozymy
RNAi
syntéza, zpracování a funkce miRNA, piwiRNA, siRNA
Předmět je vyučován za podpory projektu Zvýšení kvality vzdělávání na UK a jeho relevance pro potřeby trhu práce, reg.č. CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_015/0002362.
Poslední úprava: Staněk David, prof. Mgr., Ph.D. (05.04.2022)
Syllabus "Structure and function of RNA"
Introduction
RNA polymerase I transcripts
Synthesis and processing of ribosomal RNA, nuclear structure and function, structure and function of ribosomes
RNA polymerase II transcripts
- regulation of transcription by non-coding RNAs, links between transcription and processing
- long non-coding RNAs, their transcription, processing and function of specific lncRNAs (XIST, HOTAIR, AIR, MALAT1, etc.)
- short non-coding RNAs, snRNA and snoRNA biogenesis, scaRNA. telomerase structure and function
- pre-mRNA processing (processing at 5' and 3' ends, editing, polyA), mRNA localization and stability
- RNA splicing
- regulation of alternative splicing
- cellular structures involved in RNA metabolism
RNA polymerase III transcripts
Transcription, processing and function of tRNA, 7SK, SRP, U6, RNA P and MRP
Catalytic RNAs
ribozymes and ribosomes, spliceosome and ribosome as ribozymes
RNAi
Synthesis, processing and function of miRNA, piwiRNA, siRNA
Translated with www.DeepL.com/Translator (free version)
Poslední úprava: Staněk David, prof. Mgr., Ph.D. (05.04.2022)
Výsledky učení -
Výsledky učení Po úspěšném absolvování kurzu Struktura a funkce RNA bude student schopen: 1. Vysvětlit strukturní rozmanitost molekul RNA a dát do souvislosti strukturu RNA s funkcí v buněčných procesech. (Porozumění) 2. Popsat syntézu, zpracování a funkční uspořádání transkriptů RNA polymerázy I, včetně biogeneze ribozomální RNA, struktury jádra a sestavení ribozomu. (Porozumění) 3. Analyzovat molekulární architekturu a funkci ribozomů a zhodnotit jejich úlohu jako ribozymů při syntéze bílkovin. (Analýza - hodnocení) 4. Vysvětlit mechanismy transkripce a ko-transkripčního zpracování transkriptů RNA polymerázy II a diskutovat o funkčním propojení mezi transkripcí a zpracováním RNA. (Porozumění - Analýza) 5. Vysvětlit, co je to transkripce a popsat a porovnat třídy dlouhých nekódujících RNA a zhodnotit biologické funkce vybraných lncRNA (např. XIST, HOTAIR, AIR, MALAT1) v genové regulaci a jaderné organizaci. (Analýza - hodnocení) 6. Vysvětlit biogenezi, zpracování a funkci krátkých nekódujících RNA, včetně snRNA, snoRNA, scaRNA, a popsat strukturu a funkci telomerázy. (Porozumění - analýza) 7. Popsat molekulární mechanismy zpracování pre-mRNA, včetně tvorby 5′ a 3′ konce, editace RNA, polyadenylace, a vysvětlit, jak tyto procesy ovlivňují lokalizaci a stabilitu mRNA. (Porozumění) 8. Analyzovat mechanismus sestřihu RNA a zhodnotit úlohu spliceosomu jako katalytického ribonukleoproteinového komplexu. (Analýza - hodnocení) 9. Vysvětlit regulační principy alternativního sestřihu a zhodnotit jeho vliv na rozmanitost transkriptomu a proteomu. (Analýza - hodnocení) 10. Popsat a porovnat transkripty RNA polymerázy III a vysvětlit transkripci, zpracování a buněčné funkce několika transkriptů RNA polymerázy III. (Porozumění - Analýza) 11. Popsat vlastnosti transkriptů RNA polymerázy III a vysvětlit principy katalytických RNA a porovnejte ribozymy, ribosomy a spliceosom s ohledem na katalýzu na bázi RNA. (Analýza) 12. Analyzovat a zhodnotit dráhy RNA interference a vysvětlit biogenezi a funkci miRNA, siRNA a piRNA v posttranskripční genové regulaci. (Analýza - hodnocení)
Poslední úprava: Šebková Nataša, RNDr., Ph.D. (03.02.2026)
Learning outcomes After successful completion of the course RNA Structure and Function, the student will be able to: 1. Explain the structural diversity of RNA molecules and relate RNA structure to function in cellular processes. (Understanding) 2. Describe the synthesis, processing, and functional organization of RNA polymerase I transcripts, including ribosomal RNA biogenesis, nucleolar structure, and ribosome assembly. (Understanding) 3. Analyze the molecular architecture and function of ribosomes and evaluate their role as ribozymes in protein synthesis. (Analysis – Evaluation) 4. Explain the mechanisms of transcription and co-transcriptional processing of RNA polymerase II transcripts and discuss the functional coupling between transcription and RNA processing. (Understanding – Analysis) 5. Describe and compare classes of long non-coding RNAs and evaluate the biological functions of selected lncRNAs (e.g. XIST, HOTAIR, AIR, MALAT1) in gene regulation and nuclear organization. (Analysis – Evaluation) 6. Explain the biogenesis, processing, and function of short non-coding RNAs, including snRNAs, snoRNAs, scaRNAs, and describe the structure and function of telomerase. (Understanding – Analysis) 7. Describe the molecular mechanisms of pre-mRNA processing, including 5′ and 3′ end formation, RNA editing, polyadenylation, and explain how these processes affect mRNA localization and stability. (Understanding) 8. Analyze the mechanism of RNA splicing and evaluate the role of the spliceosome as a catalytic ribonucleoprotein complex. (Analysis – Evaluation) 9. Explain the regulatory principles of alternative splicing and assess its impact on transcriptome and proteome diversity. (Analysis – Evaluation) 10. Describe and compare RNA polymerase III transcripts and explain the transcription, processing, and cellular functions of several RNA polymerase III transcripts (Understanding – Analysis) 11. Explain the principles of catalytic RNAs and compare ribozymes, ribosomes, and the spliceosome with respect to RNA-based catalysis. (Analysis) 12. Analyze and evaluate RNA interference pathways and explain the biogenesis and function of miRNAs, siRNAs, and piRNAs in post-transcriptional gene regulation. (Analysis – Evaluation)
Poslední úprava: Šebková Nataša, RNDr., Ph.D. (03.02.2026)
