FARMACEUTSKO-BIOKEMIJSKI FAKULTET SVEUČILIŠTA U ZAGREBU IZVEDBENI LAN akademska godina 2012./2013. ljetni semestar Naziv kolegija: Biokemija Naziv studija: Medicinska biokemija Godina i semestar studija: 2. godina, IV semestar Nastava predviđena prema programu: Oblici Sati /tjedno Sati/semestralno izvođenja predavanja 4 60 nastave: seminari 15 vježbe 45 Izvoditelji nastave: voditelj/ica, suradnik/ca, tehnički suradnik/ca Voditelj/ica, Znanstveni Ime i prezime suradnik/ca, stupanj Znanstveno-nastavno ili tehnički (dr.sc. ili suradničko zvanje suradik/ca mr. sc.) Tihana Žanić voditeljica dr.sc. redovita profesorica Karmela Barišić voditeljica dr.sc. redovita profesorica Lada Rumora voditeljica dr.sc. redovita profesorica Marija Grdić Rajković suradnica dr.sc viši asistent Mirela Matokanović suradnica znanstvena novakinja Andrea Hulina suradnica znanstvena novakinja Vesna Boričević tehnička suradnica viša tehnička suradnica Suzana Hrajnik tehnička suradnica viša tehnička suradnica
Uvjeti za potpis: Redovito pohađanje predavanja, seminara i vježbi te pristupanje parcijalnim testovima. Način polaganja ispita: pisani i usmeni ispit Termini za konzultacije: prema dogovoru
lanirana nastava redavanja Datum Vrijeme (od do) Nastavnik/ suradnik 28. veljače 12,00-14,00 T. Žanić 4. ožujak 11,00-13,00 T. Žanić Tema Struktura i funkcije proteina I: dinamički aspekti strukture i funkcije proteina Građa proteina: karakteristike peptidne veze, uloga slabih interakcija u očuvanju strukture. Konformacija polipeptidnih lanaca, važnost aminokiselinskog slijeda, primarna struktura, sekundarna, tercijarna i kvaternarna struktura. Struktura i funkcije proteina II: više razine u organizaciji proteina. Nabiranje proteina in vivo, uloge izomeraza i chaperona. Denaturacija i renaturacija proteina. roteini s posebnim funkcijama: globularni proteini - interakcije s ligandima roteini s posebnim funkcijama: hemoglobin i mioglobin: hemoglobin - alosterički protein, struktura, funkcija i regulacija, kooperativno vezanje kisika;.mioglobin - razlike između monomera i tetramera 7. ožujak 12,00-14,00 K. Barišić roteini metode izolacije i karakterizacije 11. ožujak 11,00-13,00 T. Žanić roteini s posebnim funkcijama kolagen i elastin: građa kolagena, tropokolagen, primarna struktura, hidroksilacija - prolil hidroksilaza, lizil hidroksilaza, glikozilacija, skorbut,denaturacija kolagena, tropokolagena, kooperativnost u organizaciji kolagenskog vlakna, izgradnja i razgradnja kolagena, osteoporoza roteini s posebnim funkcijama - aktin i miozin: mehanizam kontrakcije mišića 14. ožujak 12,00-14,00 L. Rumora Izvanstanični matriks: sastav izvanstaničnog matriksa; specijalni proteini izvanstaničnog matriksa proteoglikani, adhezijski proteini (fibronektin, laminin); receptori matriksa integrini; razgradnja komponenti matriksa metaloproteinaze matriksa. 18. ožujak 11,00-13,00 T. Žanić roteini s posebnim funkcijama enzimi i koenzimi: principi enzimske katalize, regulacija enzimske aktivnosti 21. ožujak 12,00-14,00 Marija Luić Metode kristalografije i rontgenske analize u studiju proteinske strukture 25. ožujak 11,00-13,00 L. Rumora Glikoliza: tijek metaboličkog puta, kontrola i regulacija, alosterički regulirani enzimi, heksokinaza, fosfofruktokinaza, piruvat kinaza, stvaranje AT-a, važnost oksidacije NADH i reakcija LDH. 28. ožujak 12,00-14,00 L. Rumora Glukoneogeneza: neugljikohidratne metaboličke preteče, razlike glikolize i glukoneogeneze, biotin i karboksilacije, uloga oksaloacetata, regulacija glikolize i glukoneogeneze je recipročna, Corijev ciklus i iskorištavanje laktata, utrošak energije u glukoneogenezi. Metabolizam fruktoze i galaktoze 4. travanj 12,00-14,00 T. Žanić Oksidativna dekarboksilacija piruvata i ciklus limunske kiseline: stvaranje acetil-coa iz piruvata, kompleks piruvat dehidrogenaze-koenzimi i prostetske skupine, sinteza citrata i pregled reakcija u ciklusu limunske kiseline, energijske promjene u rekcijama i kontrola odvijanja, ciklus je izvor biosintetskih preteča i energije za stanicu, anaplerotičke reakcije nadopunjavanja međuprodukata ciklusa, 8. travanj 11,00-13,00 T. Žanić Oksidativna fosforilacija i respiratorni lanac: redoks potencijali i promjena slobodne energije, unutrašnja membrana mitohondrija i lokalizacija respiracijskih multienzimskih kompleksa, kaskadna oksidacija Stude ntska skupi na
koenzima NADH i FADH 2 kisik je krajnji akceptor H + i elektrona, crpke protona i stvaranje gradijenta H +, veza s fosforilacijom i sintezom AT, AT sintaza-mehanizam i građa, energijska iskoristivost kompletne oksidacije glukoze, regulacija iksidativne fosforilacije 11. travanj 12,00-14,00 L. Rumora ut pentoza fosfata: direktna oksidacija glukoze i nastajanje riboza-5- fosfata i NADH. Transaldolaza i transketolaza povezuju put pentoza fosfata i glikolizu. Glutation i oksidacijski stres: glutationski ciklus, djelovanja glutationa, oksidansi i antioksidansi. 15. travanj 11,00-13,00 L. Rumora Metabolizam glikogena: sinteza i razgradnja, fosforilaza i fosforolitička razgradnja glikogena, enzimi za skidanje ogranaka, sinteza UD-glukoze. Hormonska regulacija sinteze i razgradnje. Kaskada reakcija i kontrola fosforilacije enzima, cam. Metabolizam glikogena u jetri i kontrola koncentracije glukoze u krvi. 18. travanj 12,00-14,00 L. Rumora Biokemijske osnove djelovanja hormona: hormoni sinteza i djelovanje, hormonski receptori na staničnoj membrani i unutar stanice, prijenos signala na unutarstanične mete. 22. travanj 11,00-13,00 T. Žanić Biokemijske karakteristike membrana krvnih stanica 25. travanj 12,00-14,00 arcijalni test I 29. travanj 11,00-13,00 T. Žanić 2. svibanj 12,00-14,00 T. Žanić 6. svibanj 11,00-13,00 T. Žanić 9. svibanj 12,00-14,00 T. Žanić Metabolizam lipida biosinteza i razgradnja masnih kiselina, triacilgliceroli kao koncentrirana skladišta metaoličke energije, lipaze i kontrola hidrolize, uloga cam, aktivacija masnih kiselina sinteza acil- CoA, karnitin i transport masnih kiselina preko membrane mitohondrija, β-oksidacija zasićenih i nezasićenih masnih kiselina, razgradnja masnih kiselina s neparnim brojem C atoma, energija koja se dobije u obliku AT pri razgradnji masnih kiselina, citoplazmatski multienzimski kompleks za biosintezu masnih kiselina, citrat kao prijenosni metabolit acetil-coa, nastanak malonil-coa, ciklus elongacije u sintezi, izvori NADH za sintezu, energija potrebna za sintezu, kontrola sinteze, pomoćni enzimi za sintezu duljih i nezasićenih masnih kiselina Neravnoteže u razgradnji ugljikohidrata i lipida- sinteza i razgradnja ketonskih spojeva sinteza acetoacetata, acetona i 3-OH maslačne kiseline, uloga acetoacetata kao glavnog metaboličkog goriva kod produženog gladovanja Metabolizam aminokiselina transaminacija i razgradnja aminokiselina, mehanizam reakcije i uloga piridoksal fosfata u transaminaciji aminokiselina, serin i treonin dehidrataze, sudbina C-atoma razgrađenih aminokiselina, C-3, C-4 i C-5 obitelji, razgradnja razgranatih aminokiselina, razgradnja aromatskih aminokiselina i sinteza adrenalina, ketogene aminokiseline, biosinteza neesencijalnih aminokiselina, serin, glicin Urea ciklus i biosinteza purinskih i pirimidinskih nukleotida, različiti načini izlučivanja dušika iz organizma, urikotelne, ureotelne i amonotelne životinje, alaninski i glutaminski ciklus prijenosa dušika iz raznih tkiva u jetru, oksidacijska deaminacija glutamata, sinteza karbamoil fosfata i tijek urea ciklusa, kontrolni enzimi i utrošak energije u urea ciklusu, veza urea ciklusa i ciklusa limunske kiseline, + mehanizam toksičnosti NH 4 iona u mozgu, sinteza purinskih i pirimidinskih baza, sinteza deoksiribonukleotida, razgradnja purinskih baza i sinteza mokraćne kiseline, razgradnja pirimidina Integracija biokemijskih procesa u stanici-osnovni principi regulacije metabolizma i strategija metabolizma, glavni principi i motivi u regulaciji metabolizma, glavni metabolički putovi i mjesta kontrole, ključne raskrsnice, glukoza-6-fofat, piruvat i acetil-coa, hormonska regulacija energetskog metabolizma, uloga jetre u održavanju homeostaze glukoze u krvi, adaptacija organizma u dugotrajnom
gladovanj 13. svibanj 11,00-13,00 K. Barišić Struktura nukleinskih kiselina centralna dogma molekularne biologije, DNA može transformirati stanice, veliki informacijski kapacitet DNA, strukturni čimbenici nukleinskih kiselina: baze, nukleozidi, nukleotidi, fizikalna i strukturna svojstva nukleozida i nukleotida, struktura, konformacija i stabilnost polinukleotida, kovalentna struktura DNA, faktori koji stabiliziraju dvostruku uzvojnicu DNA, denaturacija i renaturacija, hibridizacija, konformacija dvostruke uzvojnice; A, B i Z oblici DNA, nekanonsko strukture DNA, svijena DNA, DNA u obliku križa, trolančana uzvojnica, četvorolančana DNA, genomska DNA, superuzvojnica i njena svojstva, topoizomeraze, organizacija prokariotskog i eukariotskog genoma, nukleosomi i polinukleosomi, nukleofilamenti, Mali dio eukariotske DNA kodira funkcionalne gene, ponavljajući sljedovi, RNA: struktura, vrste RNA, katalitička RNA 16. svibanj 12,00-14,00 K. Barišić Nukleinske kiseline metode izolacije i karakteirzaicje 20. svibanj 11,00-13,00 K. Barišić Replikacija DNA, osnove, kemisjki temelji replikacije, DNA polimeraze, replikacijske rašlje, problem polarnosti lanaca DNA, klice, Okazakijevi fragmenti, DNA ligaza, semikonzervativnost replikacije DNA, prokariotski i eukariotski enzimi djelatni u replikaciji, inicijacija i terminacija replikacije, replikacija telomera; Rekombinacija i popravak DNA, homologna i nehomologna replikacija, Hollidayev model, Meselson- Raddingov model, model prekida u oba lanca, ključni enzimi u rekombinaciji, oštećenje DNA, mutacije, popravak izrezivanjem baza i nukleotida, popravak povezan s transkripcijom, popravak krivo sparene baze, premošćenje oštećenja, regulacija popravka SOS regulacija 23. svibanj 12,00-14,00 K. Barišić Transkripcija, mehanizam transkripcije: inicijacija, elongacija, terminacija, RNA polimeraze, prepoznavanje promotora, transkripcija u prokariotima, eukariotske RNA polimeraze, transkripcija RNA polimerazom II, transkripcija RNA polimerazom I i III, transkripcijski fakotori Dorada RNA, dorada ribosomalne i transfer RNA u prokariotima, dorada ribosomalne i transfer RNA u eukariotima, dorada mrna u eukariotima: dodavanje kape, dodavanje polia repa, prekrajanje mrna (splicing), alternativno prekrajanje, uređivanje, degradacija RNA 27. svibanj 11,00-13,00 K. Barišić Sinteza proteina: aktiviranje aminokiselina za sintezu; genetički kod; ribosomi, inicijacija, elongacija i terminacija translacije; sličnosti i razlike između translacije kod prokariota i eukariota; degeneracija genetičkog koda i teorija kolebljive baze 3. lipanj 11,00-13,00 K. Barišić Ekspresija gena, kontrola ekspresije gena u prokariotima: laktoza operon, triptofanski operon, cis- i transdjelujući elementi u eukariota, pojačivači i izolatori, struktura transkripcijskih faktora, proteina koji se vežu na DNA, eukariotski represori, povezanost kromatinske strukture i transkripcije, modifikacije histona, nukleosomni remodelirajući faktori, regulacija transkripcije nekodirajućim RNA, metiliranje DNA, genomski utisak, regulacija feritina i transferinskih receptora 6. lipanj 12,00-14,00 K. Barišić Razvrstavanje proteina: sinteza membranskih proteina na ribosomima združenim s endoplazmatskim retikulom; kotranslacijska i posttranslacijska translokacija; strukturiranje proteina u endoplazmatskom retikulu; posttranslacijske modifikacije; razvrstavanje proteina, sekretorni put; ugradnja proteina u biološke membrane arcijalni test II
Seminari Datum Vrijeme (od do) Nastavnik/ suradnik 28.03. 10,00-12,00 K. Barišić 04.04. 10,00-12,00 L. Rumora 11.04. 10,00-12,00 L. Rumora 18.04. 10,00-12,00 L. Rumora 25.04. 10,00-12,00 L. Rumora 02.05. 10,00-12,00 K. Barišić 09.05. 10,00-12,00 T. Žanić 16.05 10,00-12,00 T. Žanić 23.05. 10,00-12,00 K. Barišić 06.06. 10,00-12,00 T. Žanić 03.06. 13,30-16,30 T. Žanić Tema Rasprava i rješavanje problemskih zadataka na teme: Struktura i funkcije proteina: proteinska konformacija i biološka aktivnost proteina, primarna, sekundarna, tercijarna i kvaternarna struktura proteina roteini s posebnim funkcijama - hemoglobin i mioglobi, enzimi i koenzimi, enzimska kinetika i inhibicije, kolagen i elastin, strukturna svojstva, sazrijevanje kolagena, elastin, proteoglikani, fibronektin, Aktin i miozin, Izvanstanični matriks Glikoliza: Koraci u razgradnji glukoze, ulazak frukotze i galaktoze u glikolizu, kontrola glikolitičkog procesa, sudbina piruvata, strukturna svojstva i mehanizam djelovanja glikolitičkih enzima Rasprava i rješavanje problemskih zadataka na teme: Glikoliza: Koraci u razgradnji glukoze, ulazak frukotze i galaktoze u glikolizu, kontrola glikolitičkog procesa, sudbina piruvata, strukturna svojstva i mehanizam djelovanja glikolitičkih enzima Glukoneogeneza: Fiziološka uloga, tijek i regulacija glukoneogeneze, Corijev ciklus. Metabolizam fruktoze i galaktoze ut pentoza fosfata:fiziološka uloga, oksidativna grana i njena regulacija, neoksidativna grana, transaldolaze i transketolaze, glutation. Metabolizam glikogena :Sinteza i razgradnja,. Kontrola metabolizma, fosforiliranje i defosforiliranje glikogenske sintaze i fosforilaze, regulacija koncentracije glukoze u krvi, bolesti nakupljanja glikogena Rasprava i rješavanje problemskih zadataka na teme: Oksidativna dekarboksilacija piruvata i ciklus limunske kiseline, fiziološka uloga, tijek i regulacija ciklusa Oksidativna fosforilacija i respiratorni lanac, tijek i regulacija Biokemijske karakteristike membrana krvnih stanica Biokemijske osnove djelovanja hormona: hormoni sinteza i djelovanje, hormonski receptori na staničnoj membrani i unutar stanice, prijenos signala na unutarstanične mete Metabolizam lipida biosinteza i razgradnja masnih kiselina, neravnoteže u razgradnji ugljikohidrata i lipida- sinteza i razgradnja ketonskih spojeva, Metabolizam aminokiselina, DNA i RNA, struktura, replikacija Transkripcija i dorada RNA Ekspresija gena; Translacija proteina, sazrijevanje, razvrstavanje Studentski seminari Stud. skupina
K. Barišić L. Rumora 05.06. 12,00-14,00 T. Žanić K. Barišić L. Rumora Studentski seminari Vježbe Datum Vrijeme (od do) Nastavnik/suradnik Oblik nastave Tema Studentska skupina Napomena 22.04.2013. 14.00 18.00 Marija Grdić Rajković vježbe Alkalna fosfataza i Elektroforeza hemoglobina V1 23.04.2013. 08.00 13.00 Andrea Hulina vježbe Homogeniziranje, diferencijalno V1 centrifugiranjevanje, određivanje DNA i laktata u staničnim frakcijama 24.04.2013. 10.00 14.00 Marija Grdić Rajković vježbe Određivanje početne brzine acetilkolinesteraze V1 26.04.2013. 13.00 18.00 Marija Grdić Rajković vježbe Glikoliza u tkivnim pripravcima V1 29.04.2013. 14.00 20.00 Andrea Hulina vježbe Ispitivanje citotoksičnosti MTT testom V1 30.04.2013. 08.00 13.00 Marija Grdić Rajković vježbe Određivanje tiolnih skupina V1 03.05.2013. 13.00 18.00 Andrea Hulina vježbe Izolacija plazmidne DNA iz transformiranih bakterija V1
reporučena literatura red. Naziv: broj 1. Biochemistry; Autori: Jeremy M. Berg, John L. Tymoczko, Lubert Stryer; 7. izdanje, 2012. 2. Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations; Autori: Thomas M. Devlin; 7. izdanje, 2011. 3. Biochemistry; Autori: Donald Voet, Judith G. Voet; 4. izdanje, 2011. Voditelji predmeta: prof. dr. sc. Tihana Žanić prof. dr. sc. Karmela Barišić prof. dr. sc. Lada Rumora redstojnik Zavoda/Centra: prof. dr. sc. Tihana Žanić