|
Vyučující
|
-
Dolinová Iva, Mgr. Ph.D.
-
Svobodová Lucie, Ing. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
Přednášky: 1. Buňka a její vlastnosti. Rozdíly mezi prokaryotní a eukaryotní buňkou. Organizace buňky a buněčné regulace. Mezibuněčná komunikace. Základní nástroje a metody studia buňky a buněčných procesů. 2. Genetika buňky. Rozdíly mezi prokaryoty a eukaryoty v dělení buňky a předání genetické informace. Mutace. Regulace exprese genů: pojmy up-regulace a down-regulace. Analýza DNA pomocí real time PCR. 3. Sekvenace buněčného genomu. Pokročilé sekvenační technologie. Metagenomika, metatranskriptomika a metabolomika. 4. Fluorescenční a optická mikroskopie a jejich aplikace ve studiu buněk. Charakterizace buněk pomocí analýzy obrazu. 5. Elekronová mikroskopie a mikroskopie rastrující sondy. Principy TEM, SEM, STM, AFM a jejich využití pro studium buněk a dalších biologických struktur. 6. Určování struktury organických látek, jejich identifikace a kvantifikace: Elektroforéza, chromatografie, hmotnostní spektrometrie. 7. Modelování biologických systémů. Srovnání metod a algoritmů, které jsou používané při modelování a simulačních experimentech s modely reprezentujícími různé biologické systémy. Cvičení: 1. Modelování vnitrobuněčných procesů. Simulace chování buňky v různých prostředích pomocí programu Matlab. Praktická aplikace modelů do formy stavových diagramů a rovnic. 2. Praktická ukázka analýzy DNA pomocí metody Real Time PCR. Interpretace získaných dat. 3. Next Generation Sequencing - ukázka přístroje Ion Torrent. Práce s hrubými daty, diskuze procesu jejich hodnocení a interpretace. 4. Praktické úlohy na zpracování snímků mikroorganizmů získaných z optické a fluorescenční mikroskopie. Seznámení s různými programy k analýze obrazu a návrh vlastního postupu hodnocení objektů. 5. Analýza krevních buněk pomocí optické mikroskopie v kombinaci s AFM. Studium biologických systémů pomocí SEM. 6. Ukázky různých technik přípravy vzorků pro analýzu. Plynově chromatografická separace a vyhodnocení hmotnostně spektrometrických dat. Moderní postupy předúpravy vzorků. 7. Respirometrie - využití pro studium buněčných kultur. Vyhodnocení dat získaných z respirometru.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování), Samostatná práce studentů (studium textů, literatury, problémové úkoly,výzkum, pisemná práce), Laboratorní praktika
- Příprava na zápočet
- 16 hodin za semestr
- Účast na výuce
- 28 hodin za semestr
- Semestrální práce
- 15 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Představení různých nástrojů a metod studia biologických systémů na buněčné a molekulární úrovni. Studenti získají přehled o současných metodách analýzy pomocí genetických analyzátorů, optické a fluorescenční mikroskopie, mikroskopie atomárních sil, rastrovací elektronové mikroskopie, hmotnostní spektrometrie, chromatografie a respirometrie. Modelování chování buněk a buněčných systémů. V rámci cvičení si studenti jednotlivé metody samostatně vyzkouší a získají tak praktické znalosti o principech analýz a následného hodnocení získaných dat.
|
|
Předpoklady
|
Předmět Principy studia biologických systémů navazuje na předměty z bakalářského studijního oboru Biomedicínská technika a to: Modelování a simulace fyziologických dějů a Úvod do systémů a signálů.
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Kombinovaná zkouška
Klasifikovaný zápočet: aktivní účast na cvičeních, vypracování protokolů, písemný test.
|
|
Doporučená literatura
|
-
Ivanov A.R., Lazarev A.V.. Sample preparation in biological mass spectrometry. Springer 2011.
-
MICHAEL J. a kol. Biological Electron Microscopy Theory, Techniques, and Troubleshooting. Boston: Springer, 2013. ISBN 978-1461348566.
-
POTŮČEK, Jiří. Metodologie modelování biologických systémů. Praha: České vysoké učení technické, 2009. ISBN 978-80-01-04412-4.
|