Molekulární biologie

• 26 hod. přednášky
• 39 hod. laboratoře

Absolvent předmětu je schopen:
- popsat principy procesů probíhajících v živých organismech na molekulární úrovni,
- vysvětlit pojem genové exprese,
- popsat principy buněčné signalizace,
- diskutovat změny genetické informace,
- popsat základní i pokročilé metody molekulární biologie.

Cílem předmětu je poskytnout pokročilé znalosti o biologii nukleových kyselin, proteinů a jejich interakcí.

Student by měl být schopen vysvětlit základní principy klasické genetiky, měl by znát základní pojmy a zákony molekulární biologie. Obecně jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia.
Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka znalého pro samostatnou činnost“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

• Šmarda J. a kol.. Metody molekulární biologie, Brno, 2005.
• Alberts a kol: Základy buněčné biologie, Espero, 2000, 2005.

• Rosypal S. a kol. : Úvod do molekulární biologie. I.-IVdíl. Brno 1999-2002 (třetí vydání). 2006 - I. díl (čtvrté vydání)
• Rosypal S. a kol.: Terminologie molekulární biologie, Brno 2001.
• Relichová, J. Genetika populací. Masarykova univerzita v Brně, 1997, ISBN 80-210-1542
• Relichová, J. Praktická cvičení z genetiky. Masarykova univerzita v Brně, 1997, ISBN 80- 210-1484-9 (96 stran) Relichová, J. (1997): Praktická cvičení z genetiky. Masarykova univerzita v Brně, 1997, ISBN 80- 210-1484-9

1. Úvod do studia molekulární biologie, vznik a hlavní etapy vývoje. Buňka, chemické složení buňky, chemická energie, proteiny: struktura a funkce, struktura a funkce nukleových kyselin.
2. Genetická informace, genetický kód, definice genu, typy genů, struktura a informační obsah genomů.
3. Replikace DNA (zúčastněné enzymy a mechanismus).
4. Transkripce u prokaryot a eukaryot, posttranskripční úpravy RNA.
5. Translace, transferové RNA, ribozomy, kotranslační a posttranslační procesy, samosestavování.
6. Regulace genové exprese u prokaryot, struktura a vlastnosti promotoru, pozitivní a negativní regulace operonu, atenuace.
7. Regulace genové exprese u eukaryot, transkripční faktory, zesilovače transkripce. Buněčné dělení, kontrola buněčného cyklu
8. Molekulární základ tvorby imunitních molekul.
9. Buněčné signalizace (signální molekuly, receptory, signální dráhy). Struktura membrán, přenos látek přes membrány, komunikace mezi buňkami.
10. Změny genetické informace, mutace, obecná a místně specifická rekombinace, reparace mutačně poškozené DNA.
11. Mobilní elementy (prokaryotické a eukaryotické transpozony, retrotranspozony). Tkáně.
12. Základy genového inženýrství, příprava transgenních organismů a jejich využití, mutageneze in vitro, příprava biopreparátů metodami GI, genové terapie.
13. Základy použití biochemických metod v molekulární biologii.

1. Izolace DNA (kultivace a charakterizace buněčných kultur), příprava pro izolaci, izolační techniky a postupy
2. Gelová elektroforéza (metody založené na separaci nukleových kyselin na agarózových a polyakrylamidových gelech)
3. Restrikční štěpení (endonukleásové enzymy štěpící nukleové kyselin na fragmenty, praktické možnosti, RFLP)
4. Automatická čipová elektroforéza (hybridizační techniky, interakce nukleových kyselin s membránami, vizualizace).

až 40 bodů ze cvičení (1x test, 12x vypracovaný protokol, aktivita v laboratořích)
až 60 bodů za ústní zkoušku
Zkouška je zaměřena na ověření orientace v nadstavbových pojmech molekulární biologie.

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Laboratorní výuka je povinná. Řádně omluvené zameškané hodiny lze nahradit po domluvě s vyučujícím.