Univerzita P. J. Šafárika v Košiciach >> Prírodovedecká fakulta >> Ústav chemických vied

Katedra biochémie

 Pracovisko biochémie a štruktúrnej analýzy biomakromolekúl

Predmety štúdia


Biochémia I

Vyučujúci: Antalík

Anotácia: Príroda-biológia-chémia. Postavenie a perspektíva biochémie. Moderné metódy v biochémii. Bunky - prokarytické, eukaryotické. Bacteria, eukarya, archaea. Mezofily, termofily, psychrofily, acidofily. Štruktúry a kompartmentizácia buniek. Viacbunkové organizmy. Vodné prostredie, tlmivé roztoky. Kovalentné, iónové, vodíkové, van der Waalsove väzby, hydrofóbne interakcie. Termodynamika a dynamika v biochémii. Aminokyseliny, vlastnosti. Peptidy, vlastnosti, funkcie, syntéza peptidov. Peptidická väzba, disulfidické, desmozínové väzby. Proteíny, funkcie, primárne zloženie, maturácia, sekvenovanie, štruktúra, zbaľovanie a rozbaľovanie, konformačné prechody. Agregácia proteínov a s ňou spojené ochorenia. Myoglobín, hemoglobín. Enzýmy, kinetika, katalýza, ustálený stav. Michaelis Mentenovej analýza, regulácia, inhibícia, aktivácia. Vplyv teploty, pH. Klasifikácia enzýmov. Puríny, pyrimidíny, nukleozidy, nukleotidy, polynukleotidy, DNA, RNA, štruktúry a vlastnosti. Plazmidy, štruktúry a vlastnosti. Gén, genetický kód. Prenos informácie DNA-RNA-proteín. Evolúcia biomakromolekúl. Sacharidy, polysacharidy, štruktúra, vlastnosti, funkcie. Lipidy, tuky, fosfolipidy, štruktúra, vlastnosti, funkcie. Membrány štruktúry, vlastnosti, funkcie. Prenos látok cez membrány, ionofóry, kanály, prenášače, ATPázy. Signálne molekuly. Prenos signálov cez membrány, komunikácia medzi bunkami. Nervové a hormonálne procesy.


Biochémia II

Vyučujúci: Antalík

Anotácia: Základné princípy metabolizmu, integrácia metabolizmu. Glykolýza, glukoneogenéza, glykogénový metabolizmus. Citrátový cyklus, glyoxalátový cyklus. Metabolizmus lipidov, syntéza lipidov a steroidov. Transport elektrónov a oxidačná fosforylácia. Fotosyntéza. Calvinov a pentózový cyklus. Proteínový obrat, katabolizmus aminokyselín, močovinový cyklus. Fixácia dusíka, syntéza amikokyselín, aminokyseliny- zdroje biomolekúl. Metabolizmus nukleotidov. Replikácia DNA. Transkripcia. Translácia. Kontrola génovej expresie.


Biochémia - pre medziodborové štúdium a biológiu

Vyučujúci: Tomášková

Anotácia: Štruktúra a funkcia proteínov, štúdium proteínov, DNA a RNA, a tok genetickej informácie, štúdium génov, Enzýmy: základne vlastnosti a kinetika, katalytické a regulačné stratégie, Sacharidy (monosacharidy, disacharidy, polysacharidy – funkcie a vlastnosti), Lipidy a bunkové membrány, membránové kanály a pumpy, Metabolizmus: Základné koncepty a design, signálno-transdukčné dráhy, Glykolýza a glukoneogenéza, metabolizmus glykogénu, Citrátový cyklus a glyoxylátový cyklus, Oxidačná fosforylácia, reakcie svetelnej fázy fotosyntézy, Kalvinov cyklus a pentózový cyklus, Metabolizmus mastných kyselín a močovinový cyklus, DNA replikácia, transkripcia (RNA syntéza), Syntéza a degradácia proténov, integrácia metabolizmu.


Moderné trendy v molekulovej biológii a biochémii

Vyučujúci: Víglaský

Anotácia: Aktuálne trendy v oblasti molekulovej biológie a biochémie, interakciie nukleových kyselín, ich biologický význam pri metabolických procesoch v bunkách. Mutácie a opravné mechanizmy. Onkogény a tumor supresorové gény, neoplastická transformácia, molekulová podstata karcinogenézy. Klasifikácia vírusov, pôsobenie fyzikálnych a chemických faktorov na vírusy. Biochémia vírusov vo vzťahu k imunitnému systému: replikácia vírusov, vplyv vírusov na onkogenézu. retrovírusy, HIV a AIDS. Prióny. Génová terapia. Molekulová podstata prejavu geneticky podmienených ochorení a ich detekcia na základe biochemických vyšetrení.


Praktikum z biochémie

Vyučujúci: Kožurková, Sabolová, Varhač, Tomášková

Anotácia: Najdôležitejšie biochemické laboratórne metódy. Kvantitatívne metódy stanovenia aminokyselín a bielkovín. Časový priebeh enzýmovo katalyzovanej reakcie: stanovenie enzýmovej aktivity, určenie rýchlostnej konštanty prvého poriadku, výpočet príkladov, vplyv koncentrácie substrátu na počiatočnú rýchlosť reakcie, určenie Km a Vmax pre ureázu. Izolácia a detekcia nukleových kyselín.


Pokročilé praktikum z biochémie

Vyučujúci: Víglaský

Anotácia: Predmet "Pokročilé praktikum z biochémie" úzko nadväzuje na Praktikum z biochémie a je jeho nadstavbovou časťou. Ťažiskom predmetu je bližšie oboznámenie študentov s modernými trendmi štúdia nukleových kyselín, rôznych ligandov a proteínov ako aj ich vzájomnými interakciami.


Bioenergetika a bioelektronika

Vyučujúci: Antalík

Anotácia: Energetický metabolizmus. Prenos elektrónov v mitochondriách, chloroplastoch a mikroorganizmoch. Oxidačná fosforylácia, elektrochemický potenciál, syntéza ATP. Vodiče a pamäťové jednotky vytvorené z organických a biologických materiálov. Nanotechnológie, konštrukcia nanoštruktúr.


Proteíny, štruktúra a funkcia

Vyučujúci: Varhač

Anotácia: Aminokyseliny - fyzikálnochemické vlastnosti. Detekcia aminokyselín, proteínov. Spektrálne metódy štúdia proteínov - UV VIS, CD, fluorescencia. Určenie kovalentnej štruktúry polypeptidov. Syntéza peptidov. Hydrodynamické vlastnosti proteínov. Separačné metódy. Biosyntéza proteínov. Postranslačná modifikácia proteínov. Zbaľovanie proteínov. Translokácia proteínov. Evolúcia proteínov. Fyzikálne interakcie určujúce vlastnosti proteínov. Konformačné vlastnosti polypeptidového reťazca. Interakcia proteínov s inými molekulami. Proteíny v roztoku, neštruktúrované proteíny. Membránové proteíny. Agregácia proteínov a prióny. Degradácia proteínov.


Enzymológia

Vyučujúci: Sedlák

Anotácia: Naučiť sa používať základné rovnice enzýmovej kinetiky. Schopnosť určiť základné kinetické a termodynamické parametre enzýmovo-katalyzovanej reakcie.


Biofyzikálna chémia I

Vyučujúci: Antalík

Anotácia: Predmetom štúdia sú biologické systémy, zákony ich výstavby, dynamiky, stability. Princípy evolučného vývoja biologických systémov, zákonitosti prechodu z chemického pohybu na biologický. Nerovnovážna termodynamika. Súvislosti medzi mikroskopickými a makroskopickými veličinami biologických systémov. Kooperatívne javy, bifurkácie. Informácia a cena informácie. Využitie synergetiky, teórie singularít, teórie katastrof v biologických systémoch.


Biofyzikálna chémia II

Vyučujúci: Antalík

Anotácia: Fyzikálnochemické metódy pre štúdium vlastností biologických systémov.


Praktikum z biofyzikálnej chémie

Vyučujúci: Antalík

Anotácia: Využitie fyzikálnochemických metód pri štúdiu biologických systémov.


Biomateriály a tkanivové kultúry

Vyučujúci: Antalík

Anotácia: Náplňou prednášky je aktuálny prehľad nových technológií a látok používaných ako alternatívne náhrady ľudských tkanív a časti orgánov. Ukážky praktického využitia syntetických a rekombinantne pripravených biomateriálov. Prednáška je vhodná ako pre odborné zamerania, tak aj pre učiteľské kombinácie.


Biotechnológia

Vyučujúci: Sabolová

Anotácia: Význam, metódy a oblasti využitia biotechnológie. Kultivácia, kultivačné zariadenia. Substráty pre biotechnologické procesy. Odpady a ich likvidácia. Využitie materiálov biologického pôvodu. Umelé biodegrabilné materiály Štruktúra, zloženie, funkcia a umelé náhrady ľudských orgánov: kosť, zuby, koža. Krvotvorné kmeňové bunky. Mikroorganizmy používané pri príprave aminokyselín, ich fermentačná príprava, izolácia a použitie. Produkcia bunkovej hmoty - biomasy. Mikroorganizmy v poľnohospodárstve. Antibiotiká, ich producenti, rozdelenie a vlastnosti. Vitamíny a hormóny. Ich izolácia z prírodných substrátov a mikroorganizmy. Alkoholické nápoje. Výroba piva, vína a destilátov.


Praktikum z biotechnológie

Vyučujúci: Sabolová

Anotácia: Alkoholové kvasenie – destilácia alkoholu z vykvaseného záparu, výroba vína, mliečne kvasenie – výroba tvarohu, syra, kefíru a jogurtu. Pektínové želírujúce látky a ich alkalimetrické stanovenie. Potravinové konzervačné látky a ich kvalitatívny a kvantitatívny dôkaz. Papierová chromatografia aminokyselín. Antibiotiká – bakteriocíny. Vitamíny - antioxidačné pôsobenie vitamínu C. Výroba kozmetických prípravkov.


Molekulová biológia I/Biochémia nukleových kyselín I

Vyučujúci: Víglaský

Anotácia: Štruktúra, rozdelenie a biologické funkcie proteínov, štruktúra DNA a RNA, štruktúra prokaryotického a eukaryotického chromozómu. Genetická informácia, genetický kód, pojem génu a transkripčnej jednotky: prokaryotický a eukaryotický gén (exóny, intróny), kodónové a antikodónové vlákno. Prokaryotický a eukaryotický genóm: jadrová a mimojadrová DNA. Replikácia bakteriálneho genómu, chromozómovej a plazmidovej DNA, replikácia eukaryotického genómu. Transkripcia bakteriálneho genómu, štruktúrnych génov a génov pre rRNA a tRNA, tanskripcia eukaryotického genómu - transkripcia RNA polymerázou II, I, III. Postranskripčné úpravy eukaryotickej RNA, pre-mRNA, pre-rRNA a pre-tRNA. Translácia bakteriálnej mRNA, eukaryotickej RNA, posttranslačné modifikácie proteínov Regulácia génovej expresie. Regulácia expresie bakteriálneho genómu. Regulácia expresie eukaryotického genómu: regulácia na úrovni transkripcie, postranskripčných uprav, translácie a posttranslačných úprav. Regulácia expresie genov počas životného cyklu, alebo ontogenetického vývinu. Rekombinácia genetického materiálu a jeho prenos pri pohlavnom rozmnožovaní. Dedičnosť, dedičné ochorenia, génová terapia (gene targeting). Transpozícia genetického materiálu. Molekulárna podstata mutagenézy. Opravy poškodenej DNA.


Molekulová biológia II/Biochémia nukleových kyselín II

Vyučujúci: Víglaský

Anotácia: Izolácia a charakterizácia nukleových kyselín: princípy izolácie DNA, RNA. Enzýmy v génovom inžinierstve. Príprava rekombinantných DNA. Amplifikačné metódy: PCR, a iné. Analýza nukleových kyselín. Sekvenčná analýza. Vírusy v molekulárnej genetike.


Laboratórne cvičenia z molekulovej biológie

Vyučujúci: Víglaský

Anotácia: Základné laboratórne techniky. Izolácia chromozomálnej DNA. Izolácia plazmidovej DNA. Príprava rekombinantnej DNA. Transformácia buniek E. coli. Identifikácia rekombinantných klonov, PCR. Analýza DNA pomocou PC.


Využitie PC pri analýze biomakromolekúl

Vyučujúci: Pristaš

Anotácia: Úvod do problematiky, problémy spojené s analýzou sekvencií biopolymérov. Využitie PC a možností siete Internet pri tejto analýze. História, vývoj a služby siete Internet. FTP, Gopher, E-mail, možnosti získavania informácií. Voľne prístupné biologicky a biomedicínsky orientované databázy (PubMed, GenBank, SwissProt) a vyhľadávanie v nich. Analýza sekvencií biopolymérov - nukleové kyseliny. Analýza sekvencií biopolymérov - proteíny. Párové porovnania sekvencií - program blast - nastavenie a vplyv parametrov. Párové porovnania sekvencií - program fasta - nastavenie a vplyv parametrov. Porovnania viacerých sekvencií - program clustal - nastavenie a vplyv parametrov. Biologická významnosť získaných výsledkov, ich verejná dostupnosť (zverejnenie v GenBank-u). Molekulárna taxonómia baktérií. Analýza evolučnej a fylogenetickej príbuznosti biopolymérov. Predpovedanie sekundárnej a terciárnej štruktúry biopolymérov.


Biochémia mikroorganizmov

Vyučujúci: Kožurková

Anotácia: Rozdelenie mikroorganizmov z hľadiska špecifických metabolických dráh. Mikroorganizmy a prostredia, v ktorých žijú. Metabolizmus zlúčenín uhlíka. Metabolizmus zlúčenín dusíka. Metabolizmus zlúčenín síry. Metabolizmus využívajúci vodík a metán. Zapojenie anorganických zlúčenín do metabolizmu, meď, železo, nikel, molybdén, wolfrám. Využitie svetla ako zdroja energie mikroorganizmami. Výstavba bunkových stien a membrán. Biochémia nukleových kyselín mikroorganizmov. Prirodzený imunitný a obranný systém mikroorganizmov. Štruktúra a vlastnosti toxínov produkovaných mikroorganizmami. Degradácia materiálov znečisťujúcich prostredie mikroorganizmami. Symbióza mikroorganizmov s vyššími organizmami.


Biochémia fyziologických procesov

Vyučujúci: Tomášková

Anotácia: Bunkový cyklus. Regulačné mechanizmy embryogenézy. Apoptóza a degradácia biomakromolekúl, regeneračné procesy. Biochemická špecializácia vnútrobunkových partikúl. Orgánová špecializácia. Metabolické funkcie pečene a ľadvín. Endokrinný systém, hormóny. Druhí poslovia. Prenos nervového vzruchu. Imunitný systém. Zrážanie krvi. Komunikácia medzi organizmami, symbióza, ekológia.


Biochemické analytické metódy

Vyučujúci: Varhač

Anotácia: Úvod do analytických metód používaných v klinickej biochémii. Účinnosť zvoleného systému metód na zaistenie požadovanej úrovne analytickej spoľahlivosti. Spracovanie a interpretácia výsledkov získaných doporučenými bioanalytickými metódami. Metódy stanovenia elektrolytov, minerálov: sodíka a draslíka plameňovou emisnou spektrofotometriou, potenciometriou s použitím iónových selektívnych elektród, fotometrické a enzýmové metódy. Ďalšie metódy využívané pri stanovovaní chloridov, vápnika, fosforečnanov, železa, horčíka a medi. Princípy stanovenia bielkovín v krvnom sére, celkových bielkovín v moči, bilirubínu, glukózy, močoviny, cholesterolu, kyseliny močovej a kreatinínu. Stanovenie katalytickej koncentrácie enzýmov pomocou medzinárodne štandardizovaných metód: AST, ALT, ALP, GMT, LDH. Kalibrácia koncentrácie pomocou enzýmového kalibrátora. Stanovenie jednotlivých plazmatických bielkovín a špecifických proteínov pomocou turbidimetrie, nefelometrie. Imunodiagnostické metódy. Toxikologické vyšetrenia. Komerčne dostupné prístroje využívané v biochemickom laboratóriu. Nové bioanalytické metódy, testovanie prístrojov a setov.


Xenobiochémia

Vyučujúci: Sabolová

Anotácia: Základná charakterizácia xenobiochémie a xenobiotík. Toxíny- jedy, pesticídy, cudzorodé látky v potravinách. Liečivá - rozdelenie, základná charakterizácia Metabolizmus cudzorodých látok v pečeni. Typy biotransformačných reakcií - oxidácia, redukcia, hydrolýza, konjugácia. Kyslík a jeho reaktívne formy. Zdroje ich vzniku. Peroxizómy, mechanizmus oxidatívneho poškodenia. Peroxidácia lipidov. Ochranné systémy voči účinkom reaktívnych foriem kyslíka - enzýmové neenzýmové. Konjugované enzýmové systémy - glukuronácia, sulfátova konjugácia, konjugácia s glutatiónom, peptidová konjugácia, acylačné a alkylačné reakcie. Hydrolytické systémy biotransformácie xenobiotík. Mikrozomálna oxigenáza obsahujúca flavín. Systém mikrozomálneho hemoproteínu P-450. Hydroxylácia substrátu cytochrómom P-450. Regulácia biotransformácie xenobiotík. Indukcia a inhibícia biotransformačných reakcií. Biotransformácie a vývoj nových liečiv. Vplyv ťažkých kovov na zmeny v tkanivách a orgánoch živočíchov. Biotesty a ich aplikácia v analytike životného prostredia. Testovanie účinku xenobiotík na ľudský organizmus. Použitie výsledkov testov na zostavenie hygienických noriem.


Seminár diplomantov

Vyučujúci: Kožurková

Anotácia: Odborná príprava pri vypracovaní diplomových prác.


Klinická biochémia

Vyučujúci: Molčányiová

Anotácia: Klinická biochémia – náplň, význam a prínos v liečebno-preventívnom procese. Metabolizmus cukrov - metabolizmus glukózy. Metabolizmus tukov - metabolizmus lipoproteínových častíc in vivo. Metabolizmus bielkovín. Metabolizmus nukleových kyselín. Moč, tvorba moču za fyziologických podmienok. Vyšetrenie a vyhodnotenie vyšetrenia moču. Gastrointestinálny trakt - vyšetrenie slín, žalúdočnej šťavy, duodenálnej šťavy a stolice. GIT- pečeň, funkcia a vyšetrovacie prístupy, pankreas, funkcia a vyšetrovacie prístupy. Metabolizmus svalov kostrových a srdcového, vyšetrovacie možnosti. Metabolizmus kostí, vyšetrovacie možnosti. Hormóny – rozdelenie, mechanizmus účinku, regulácie, hormóny hypotalamu a hypofýzy. Hormóny štítnej žľazy a prištítnych teliesok. Hormóny drene a kôry nadobličiek. Acidobázická rovnováha. Vyšetrenie moču – chemické a mikroskopické, stanovenie kvantitatívnej glykozurie a proteinourie. Odber krvi - venózny a kapilárny. Stanovenie glykémie - rôzne metódy stanovenia. Bielkoviny – stanovenie celkových bielkovín v plazme, sére, mozgomiešnom moku, stanovenie albumínu, elektroforetické delenie bielkovín. Enzýmy – rôzne prístupy k stanoveniu enzýmov, stanovenie AST, ALT, GMT, ALP, AMS, CK, LD a ich izoenzýmov.


Patobiochémia

Vyučujúci: Molčányiová

Anotácia: Patobiochémia: náplň, význam a prínos v liečebno-preventívnom procese. Poruchy metabolizmu cukrov, diabetes melitus, diagnostika, vyšetrenie diabetika. Poruchy metabolizmu lipoproteínov, vzťah k rozvoju arterosklerózy. Poruchy metabolizmu aminokyselín a bielkovín. Poruchy metabolizmu nukleových kyselín. Moč, tvorba moču za patologických podmienok. Vyšetrenie moču pri funkčných a organických ochoreniach obličiek. Gastrointestinálny trakt. GIT- pečeň, poruchy proteosyntézy, detoxikácie, vyšetrenie integrity hepatocytov, typy ikterov. Poruchy metabolizmu svalov kostrových a srdcového, diagnostika akútneho infarktu myokardu. Poruchy metabolizmu kostí, osteoporóza. Hormóny - hyper a hypopituitarizmy. Poruchy acidobázickej rovnováhy. Vyšetrenie a hodnotenie patologických močových nálezov. Vyšetrenie diabetika. Disproteinémie - elektroforéza bielkovín. Dyslipoproteinémie - elektroforetické rozdelenie lipoproteínov. Trávenie - diagnostika porúch sekrécie žalúdočnej a duodenálnej šťavy. Biochemický obraz pečene. Pankreas - diagnostické prístupy v biochémii. Infarkt myokardu, stanovenie markerov a interpretácia vyšetrení. Dif. diagnostika enzýmového obrazu pri ochorení srdca, pečene a svalov. Hormóny - imunochemické princípy stanovenia, vyhodnocovanie fyziologických a patologických nálezov. Stanovenie acidobázickej rovnováhy, hodnotenie fyziologických nálezov, metabolické a respiračné poruchy acidobázickej rovnováhy.



Viac informácii...