Základy molekulární biologie

Sylabus

1) Historické milníky v genetice a molekulární biologii, vysvětlení základních experimentů. Rozdíly mezi doménami Bacteria, Eukarya a Archaea. Modelové organismy, jejich krátký popis a srovnání. Úvod do genomiky, transkriptomiky, proteomiky a metabolomiky. Genomy a jejich analýza, hlavní veřejné mol. biol. databáze a orientace v nich.

2) Složení živých buněk: malé molekuly a makromolekuly, chemické vazby a interakce. Primární, sekundární, terciární a vyšší struktury nukleových kyselin a proteinů.

3) Uchovávání a replikace genetické informace: Definice genu. Centrální dogma molekulární biologie a jeho dnešní podoba. Bakteriální, archaealní a eukaryontní chromosom; plasmidová, mitochondriální a chloroplastová DNA. Transposabilní elementy. Replikace DNA a regulace iniciace replikace - srovnání bakterií, archae, eukaryont.

4) Projev (exprese) genů: bakteriální, archaealni a eukaryontní transkripce a translace, genetický kód. Postranskripční a posttranslační modifikace. Lokalizace, stabilita a degradace proteinů a mRNA. Modelové příklady regulace projevu genů u všech tří domén organismů. RNA interference.

5) Mutace, mutageneze a opravy DNA. Genetické základy kancerogeneze.

6) Základní techniky genového inženýrství: PCR, Real-time PCR, sekvenování, analytická elektroforetická separace proteinů a nukleových kyselin, DNA vektory, základy tvorby rekombinantních molekul, genomové a cDNA knihovny. Metody sledování transkriptomu a mapování protein-proteinových interakcí in vivo. Základní mol. biol. databáze - práce s NCBI-NIH atd. Více informací, texty a presentace přednášek včetně aktualizovaných seznamů doporučené literatury jsou pro studenty zapsané do kurzu k dispozici na http://web.natur.cuni.cz/~pospisek/

Anotace

Přednáška si klade za cíl vysvětlit základy molekulární biologie v historickém kontextu vývoje molekulární genetiky. Důraz je kromě nezbytné faktografie kladen na vysvětlení experimentů, které vedly k zásadním objevům molekulární biologie.

Veškeré vysvětlované biologické procesy jsou paralelně vysvětlovány na zástupcích všech třech hlavních forem života - bakteriích, archaea a eukaryotech. Existují-li rozdíly na úrovni replikace a projevu genetické informace mezi jednobuněčnými a mnohobuněčnými, jsou porovnáni i zástupci těchto.

Přednáška obsahuje i praktické odkazy zejména do medicínské praxe. K přednášce je jako vhodný doplněk doporučováno Základní praktikum z molekulární biologie, které sestává z teoretické, demonstrační a praktické části.

Probírány jsou i historické milníky vývoje molekulární biologie, základy genomiky a proteomiky a základy genového inženýrství. Přednáška může být navštívena v kterémkoliv ročníku bez návaznosti na ostatní přednášky, první ročník bakalářského studia nevyjímaje.