|
Vyučující
|
-
Berka Karel, doc. RNDr. Ph.D.
-
Šponer Jiří, prof. RNDr. DrSc.
|
|
Obsah předmětu
|
Klíčové biomolekuly jako DNA, RNA a bílkoviny uskutečňují i ty nejjemnější biologické funkce především na základě svých unikátních trojrozměrných (3D) struktur. Příroda dokázala v průběhu evoluce vyvinout neuvěřítelné bohatství trojrozměrných architektur biomolekul. Nalezení vztahu mezi primární genetickou informací a 3D strukturou kódovaných biomolekul je zásadním krokem k pochopení všech biochemických procesů. Budou probrány základní typy molekulových interakcí a sil, které formují 3D strukturu nukleových kyselin. Bude analyzována vzájemná souhra těchto příspěvků a identifikována jejich role v jednotlivých třídách nukleových kyselin. V přímé návaznosti na další přednášky budou okomentovány i základní úrovně popisu těchto interakcí od kvantové chemie až po empirické potenciály, s důrazem na specifické problémy studia fundamentálních aspektů nukleových kyselin. Budou probrány hlavní třídy molekul RNA a DNA, s důrazem na základní principy jejich formování, vztah mezi primární sekvencí, 3D strukturou a funkcí, a lokální i globální konfirmační variabilitou. Probraná tématika bude nakonec detailně demonstrována na analýze struktury a funkce ribosomů, jakož i dalších katalytických RNA molekul, a neobvyklých struktur DNA jako jsou guaninové kvadruplexy. 1. Úloha nukleových kyselin v biologii. 2. Vodíkově vázané páry bází. 3. Nekanonické páry bází v RNA a DNA. 4. Vertikální interakce a jejich vliv na stabilitu a lokální variace nukleových kyselin. 5. Cukrfosfátová páteř. 6. Interakce s okolím, ionty a voda. 7. "Promiskuita" molekulárních interakcí v DNA a RNA, aneb, proč nemůžeme přenést mechanicky naše zkušenosti z jedné třídy molekul na jinou. 8. Strukturní vlastnosti dvojšroubovice DNA ? o něco víc než pravidelná dvoujšroubovice, a jak ji ostatní molekuly čtou. 9. Biologicky a farmakologicky významné nekanonické formy DNA. 10. Struktura, organizace a funkce malých katalytických molekul RNA. 11. Transferové RNA. 12. Struktura, organizace a funkce velké ribosomální podjednotky: peptidyl transferase. 13. Struktura, organizace a funkce malé ribosomální podjednotky: dekodování. 14. Základní stavební jednotky a principy terciárních interakcí ve funkčních molekulách RNA - RNA jako jedno velké LEGO. 15. Interakce ribosomu s antibiotiky a jejich interference s funkcí ribosomu.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Dialogická (diskuze, rozhovor, brainstorming)
- Příprava na zkoušku
- 0 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Přednáška je zaměřena pokročilé studium různých aspektů dotýkajících se nukleových kyselin.
Sdružovat informace, rozpoznat strukturní souvislosti u nukleových kyselin
|
|
Předpoklady
|
nespecifikováno
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Ústní zkouška
|
|
Doporučená literatura
|
-
Bevilacqua P.C., Brown T.S., Nakano S., Yajima R. (2004). Catalytic roles for proton transfer and protonation in ribozymes. Biopolymers 73, 90-109.
-
Moore P.B., Steitz T.A. (2003). The structural basis of large ribosomal subunit function. Rev. Biochem., 72, 813-850.
-
Ogle J.M., Carter A.P., Ramakrishnan V. (2003). Insights into the decoding mechanism from recent ribosome structures. Trends Biochem. Sci. 28, 259-266.
-
Réblová K., Špačková N., Šponer J.E., Koča J., Šponer J. (2003). Molecular dynamics simulations of RNA kissing-loop motifs reveal structural dynamics and formation of cation-binding pockets. Nucl. Acids. Res. 31, 6942-6952, 1.
-
Voet D. a kol. (2006). Fundamentals of Biochemistry. New York.
|