Biochemia I

ogólnoakademicki

obowiązkowy

drugi

Chemia ogólna i organiczna, biofizyka.

Podczas kursu student poznaje strukturę i właściwości związków (białek, kwasów nukleinowych, węglowodanów i lipidów) budujących żywy organizm oraz ich funkcje, ze szczególnym uwzględnieniem procesów katalitycznych, regulacyjnych, magazynowania i przenoszenia energii, oraz magazynowania i przenoszenia informacji. Posługuje się podstawowymi metodami i aparaturą stosowaną w biochemii i biologii molekularnej. Osiąga wiedzę i słownictwo konieczne do zrozumienia materiału wykładanego przy nauczaniu takich przedmiotów jak: biologia molekularna, genetyka, fizjologia, farmakologia, mikrobiologia i inne.

1. Aminokwasy, peptydy i białka (wiązanie peptydowe i I-rzędowa struktura białek, II i III-rzędowa struktura białek, białka fibrylarne, zależność między strukturą a funkcją, mechanizm magazynowania tlenu przez mioglobinę, budowa hemoglobiny, mechanizm przenoszenia tlenu przez hemoglobinę, efekt allosteryczny i efekt kooperacji, efekt Bohra)

2. Kwasy nukleinowe (budowa i nazewnictwo nukleotydów, budowa DNA i RNA, kod genetyczny i jego właściwości, mutacje DNA, hemoglobinopatie)

3. Błony biologiczne (struktura i własności lipidów błonowych, struktura i własności białek błonowych, glikoproteiny, mozaikowy model budowy błon biologicznych, sygnalizacja komórkowa, transport błonowy i jego typy, przenośniki, kanały i pompy błonowe)

4. Enzymy i bioenergetyka (pojęcia energii swobodnej i energii aktywacji, różnica pomiędzy katalizą chemiczną a biokatalizą, ogólna budowa, klasyfikacja oraz nomenklatura enzymów, drobnocząsteczkowe kofaktory działania enzymów, kinetyka enzymatyczna, mechanizmy regulacji aktywności enzymów, podstawowe typy inhibicji enzymatycznej,

podstawowe pojęcia i definicje, związki „wysokoenergetyczne” i inne magazyny energii w organizmie zwierzęcym (własności chemiczne, podział, funkcje, znaczenie), budowa i funkcja mitochondrialego łańcucha oddechowego, oksydacyjna fosforylacja, cykl kwasów trójkarboksylowych – przebieg, regulacja, znaczenie).

5. Przemiana cukrowców (budowa i własności cukrowców, glikoliza - znaczenie, przebieg, regulacja, przemiany pirogronianu, glukoneogeneza - znaczenie, przebieg, regulacja, ważne związki glukogenne, metabolizm glikogenu - przebieg glikogenolizy i syntezy glikogenu, regulacja glikogenolizy i syntezy glikogenu, kinazy białkowe, szlak pentozo-fosforanowy - znaczenie, przebieg, regulacja, procesy fermentacji celulozy u zwierząt).

6. Przemiana lipidowa (katabolizm kwasów tłuszczowych - β-oksydacja, znaczenie, przebieg, regulacja, ciała ketonowe - powstawanie, znaczenie, biosynteza kwasów tłuszczowych -znaczenie, przebieg, regulacja, pochodne kwasów tłuszczowych – eikozanoidy, synteza i rozkład triacylogliceroli, synteza lipidów złożonych, fosfolipazy i aktywne biologicznie pochodne inozytolu, powstawanie cholesterolu - znaczenie, przebieg, regulacja, transport cholesterolu i triacylogliceroli, kwasy żółciowe, hormony sterydowe, witamina D – budowa).

7. Przemiana azotowa (odłączanie grup aminowych z aminokwasów, oksydacyjna deaminacja, cykl mocznikowy, katabolizm szkieletów węglowych aminokwasów, synteza aminokwasów endogennych, metabolizm grup jednowęglowych, aminokwasy jako substraty do syntezy innych fizjologicznie ważnych metabolitów lub hormonów, Metabolizm porfiryn na przykładzie hemu, synteza nukleotydów purynowych - adenylanu, guanylanu, synteza nukleotydów pirymidynowych - cytydylanu, tymidylanu i urydylanu, katabolizm nukleotydów purynowych i pirymidynowych.

8. Integracja metabolizmu.

9. Replikacja DNA (widełki replikacyjne i procesy w nich zachodzące, polimerazy DNA, inne enzymy i białka wchodzące w skład replisomu u Prokariota, polimerazy DNA u Eukariota, mutacje i naprawa DNA, typy mutacji i ich przyczyny, mutageneza i karcynogeneza, naprawa DNA).

10. Synteza i obróbka RNA (przebieg transkrypcji u Prokariota, przebieg transkrypcji u Eukariota, potranskrypcyjna obróbka RNA u Eukariota, alternatywny splicing i jego znaczenie, różnice w transkrypcji pomiędzy Prokariota i Eukariota

11. Translacja mRNA: synteza białka (budowa i funkcja rybosomów i tRNA, tworzenie aminoacylo-transportujących RNA, inicjacja translacji, elongacja i terminacja translacji).

12. Kierowanie białek i ich katabolizm (sekwencje sygnałowe występujące w różnych białkach, transport białek błonowych, wydzielniczych i lizosomalnych, białka opiekuńcze i ich rola, katabolizm białek, rola ubikwityny i proteosomów).

13. Regulacja ekspresji genów u Prokariota i Eukariota (operonowy model regulacji ekspresji genów, operon lac jako przykład operonu indukowanego i negatywnie kontrolowanego, kontrola pozytywna przez kataboliczną represję (operon ara), negatywna kontrola przez korepresję (operon trp), kontrola za pomocą atenuacji, wielopoziomowa struktura chromatyny, genowe sekwencje regulatorowe, czynniki transkrypcyjne, kombinatoryczny model regulacji ekspresji genów, regulacja ekspresji genów przez hormony sterydowe).

14. Rearanżacje genów (homologiczna rekombinacja, rekombinacja zlokalizowana, rearanżacje genów dla łańcuchów L i H immunoglobulin, transpozomy).

15. Technologia rekombinowanego DNA (narzędzia stosowane w technologii rekombinowanego DNA, klonowanie przy pomocy wektorów plazmidowych, tworzenie bibliotek cDNA, klonowanie bibliotek przy pomocy wektorów fagowych, tworzenie bibliotek genomowych, wektory ekspresyjne, białka rekombinowane, analiza metodą Southern i Northern, analiza metodą polimorfizmu długości fragmentów restrykcyjnych (RELP), sekwencjonowanie DNA, łańcuchowa reakcja polimeryzacji (PCR) i jej wykorzystanie w diagnostyce, zwierzęta transgeniczne, klonowanie somatyczne, terapia genowa).

- obowiązkowa

1. BIOCHEMIA, Berg, Tymoczko, Stryer L. PWN (możliwie najnowsze wydanie)

2. BIOCHEMIA HARPERA, R.K. MURRAY i inni PZWL (możliwie najnowsze wydanie)

3. Ćwiczenia z Biochemii. Praca zbiorowa pod redakcją Leokadii Kłyszejko-Stefanowicz. Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa (możliwie najnowsze nowe wydanie)

- uzupełniająca

1. PODSTAWY BIOLOGII KOMÓRKI, B.ALBERTS i inni PWN 1999

2. IMMUNOLOGIA pod redakcją M. Jakóbisiaka PWN (możliwie najnowsze wydanie)

Po ukończeniu przedmiotu student

W zakresie wiedzy:

1. szczegółowo charakteryzuje procesy metaboliczne na poziomie molekularnym, komórkowym, narządowym i ustrojowym

Egzamin (pisemny, praktyczny), zaliczenie (forma) Wet_WSP_04

2. zna w pogłębionym stopniu i rozumie zasady i mechanizmy leżące u podstaw zdrowia zwierząt, powstawania chorób i ich terapii – od poziomu komórki, przez narząd, zwierzę, stado zwierząt do całej populacji zwierząt

Egzamin (pisemny, praktyczny), zaliczenie (forma) Wet_WSP_10

3. opisuje i charakteryzuje zasady i procesy dziedziczenia oraz zaburzenia genetyczne i podstawy inżynierii genetycznej

Egzamin (pisemny, praktyczny), zaliczenie (forma) Wet_WSP_14

W zakresie umiejętności:

1. posługuje się podstawowymi technikami laboratoryjnymi, takimi jak: analiza jakościowa, miareczkowanie, kolorymetria, pehametria, chromatografia oraz elektroforeza białek i kwasów nukleinowych

Egzamin (pisemny, praktyczny), zaliczenie (forma) Wet_USP_02

2. oblicza stężenie molowe i procentowe substancji i związków w roztworach izoosmotycznych

Egzamin (pisemny, praktyczny), zaliczenie (forma) Wet_USP_03

3. przewiduje kierunek procesów biochemicznych w zależności od stanu energetycznego komórek

Egzamin (pisemny, praktyczny), zaliczenie (forma) Wet_USP_05

W zakresie kompetencji społecznych:

1. korzysta z obiektywnych źródeł informacji

Obserwacja Wet_ KS_04

2. pogłębia wiedzę i doskonali umiejętności

Obserwacja Wet_ KS_07

3. komunikuje się ze współpracownikami i dzieli się wiedzą

Obserwacja Wet_ KS_08

Ocena z ćwiczeń 60%, ocena z wykładu 40%.