Přístupnostní navigace
E-přihláška
Vyhledávání Vyhledat Zavřít
Detail předmětu
FEKT-MPA-MOLAk. rok: 2026/2027
Předmět poskytuje porozumění fyziologickým a patologickým procesům v živých organismech na molekulární úrovni. Zabývá se molekulárními rozdíly a interakcemi mezi eukaryotickými, prokaryotickými a virovými systémy, se zaměřením na klíčové buněčné procesy, biomolekulární mechanismy a regulační sítě, které řídí život na molekulární a buněčné úrovni. Studenti získají přehled o organizaci genomu, genové expresi, struktuře a funkci proteinů, enzymatických mechanismech a rolích nekódujících RNA, stejně jako o molekulárních základech imunitních reakcí, buněčné diferenciace a vývoje. Studenti si osvojí komplexní teoretické znalosti a praktické dovednosti v moderních experimentálních a výpočetních metodách, včetně analýzy DNA/RNA, charakterizace proteinů, sekvenování, omických technologií a bioinformatické analýzy dat. Tyto základy jsou nezbytné pro aplikace v biomedicíně, genetickém inženýrství, biotechnologiích a komerční bioprodukci, a připravují studenty na řešení současných výzev.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Nabízen zahraničním studentům
Vstupní znalosti
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 „osoby poučené - § 4 NV 194/2022 SB.“, kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana „Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy. “
Způsob zakončení předmětu a pravidla hodnocení studentů
Celkové hodnocení předmětu je založeno na kombinaci průběžného hodnocení laboratorních cvičení, projektu a ústní zkoušky:až 40 bodů za laboratorní cvičení (včetně jednoho testu, aktivní účasti v laboratoři a domácí přípravy),až 20 bodů za projekt,až 40 bodů za ústní zkoušku.Ústní zkouška ověřuje porozumění a orientaci studentů v pokročilých konceptech molekulární biologie, biotechnologií a moderních molekulárních metod.Laboratorní výuka je povinná. Řádně omluvená absence může být nahrazena pouze po předchozí domluvě s vyučujícím.
Učební cíle
Cílem předmětu je poskytnout studentům pokročilé znalosti molekulárních biologických rozdílů mezi eukaryoty, prokaryoty a viry, včetně jejich vzájemných interakcí, a umožnit pochopení principů, které řídí funkce a regulaci buněk. Předmět klade důraz na interdisciplinární přístup, propojení s biomedicínským výzkumem a biotechnologickými aplikacemi, včetně aspektů komerční biotechnologické produkce.
Studenti se naučí interpretovat molekulární procesy, kriticky hodnotit experimentální data a aplikovat principy molekulární biologie v teoretických, výpočetních i praktických kontextech. Současně si osvojí schopnost integrovat znalosti z molekulární biologie, biotechnologií a biomedicínského výzkumu, pracovat efektivně v multidisciplinárních týmech a řešit současné výzvy v oblasti moderní biomedicíny a biotechnologie.
Základní literatura
Doporučená literatura
Elearning
Zařazení předmětu ve studijních plánech
specializace NBIO , 0 ročník, zimní semestr, volitelný
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
1. Původ a evoluce molekulárních a buněčných systémů 2. Buněčná organizace a funkční diverzita 3. Biomolekulární základy buněčných funkcí 4. Struktura genomu a genetická informace 5. Genová exprese a regulační mechanismy 6. Transkriptomika a biologie nekódujících RNA 7. Mikrobiální a virové systémy v interakci s hostitelem 8. Vývojová biologie a biologie kmenových buněk 9. Aplikované molekulární metody I – nukleové kyseliny 10. Aplikované molekulární metody II – proteiny a metabolity 11. Aplikace v biotechnologiích a biomedicíně
Laboratorní cvičení
1. Úvod do laboratoře, absorpční spektroskopie2. Izolace DNA z bakterií3. Izolace DNA z živočišných buněk4. Kontrola kvality a kvantity DNA5. Návrh PCR primerů in silico6. PCR Amplifikace7. Pasážování buněk8. Bradfordova metoda pro kvantifikaci proteinů, barevné reakce aminokyselin9. Štěpení restrikčními enzymy in silico10. Štěpení restrikčními enzymy II11. Kvantitativní real-time PCR12. 2D elektroforéza izolovaných protenů
Projekt
Studenti a studentky budou pracovat v malých pracovních týmech. Cílem projektu je seznámit se s vybranými moderními a pokročilými laboratorními technikami využívanými v současném biomedicínském a biologickém výzkumu (např. pokročilé systémy CRISPR-Cas, cryo-CT mikroskopie, technologie organ-on-chip, omiky).Studenti a studentky provedou odbornou analýzu vybrané metody, kterou zasadí do kontextu běžně používaných laboratorních technik. Zaměří se na princip fungování dané technologie, její fyzikálně-chemické základy, technické parametry, výhody a limity, oblasti využití a potenciál pro základní i aplikovaný výzkum. Součástí projektu bude také srovnání s tradičními metodami, včetně hodnocení jejich přínosů, náročnosti, reprodukovatelnosti a možností interpretace výsledků.Důležitou součástí projektu je rovněž analýza možností zpracování a interpretace výstupních dat, včetně přehledu používaných analytických přístupů, bioinformatických nástrojů a statistických metod. Výstupy projektu budou prezentovány formou odborného sdělení koncipovaného jako mini-konference. Studenti a studentky představí své výsledky před publikem složeným z vyučujících a spolužáků, přičemž součástí prezentace bude odborná diskuse a odpovědi na dotazy publika.
Individuální příprava - vypracování zadaných úkolů
Studenti a studentky mají ke každé laboratorní úloze k dispozici studijní materiály. Tyto materiály samostatně studují předem, přičemž využívají také prezentace ke cvičením, zdroje uvedené v e-learningovém prostředí předmětu a další relevantní odborné a vědecké zdroje. Součástí jejich přípravy je rovněž práce na projektu, v jehož rámci zpracovávají a prezentují předem stanovené téma.
Individuální příprava na závěrečnou zkoušku