Biofizyka doświadczalna 1101-5Bio11
Celem wykładu jest przypomnienie podstaw i wyczerpujące przedstawienie zaawansowanej tematyki, współczesnej biofizyki molekularnej, ktore umożliwią zrozumienia strukturalnych i dynamicznych aspektów procesów biologicznych z udziałem białek, kwasów nukleinowych i lipidów w języku fizyki oraz zapoznanie z najważniejszymi biofizycznymi metodami badania tych zagadnień. Program wykładu obejmuje kluczowe zagadnienia i pojęcia biofizyki,
1. Biofizyka i jej miejsce w badaniach z zakresu fizyki i nauk biomedycznych; kluczowe zagadnienia współczesnej BIOFIZYKI MOLEKULARNEJ (1 wykład)
2. Struktura chemiczna, metabolizm i biologiczna rola biopolimerów: kwasy nukleinowe DNA i RNA, białka, lipidy i polisacharydy (przegląd i uzupełnienie wiadomości; 3 wykłady)
3. Oddziaływania elektrostatyczne i hydrofobowe stabilizujące struktury makrocząsteczek i kompleksów molekularnych; rola rozpuszczalnika (1 wykład)
4. Przegląd zaawansowanych TECHNIK badania struktur i dynamiki biopolimerów i ich kompleksów z rozdzielczością molekularną; techniki mikroskopowe; manipulacja pojedynczymi cząsteczkami (1 wykład)
5. GENOMIKA i sekwencjonowanie DNA; budowa chromosomu, mutageneza, kancerogeneza i systemy naprawcze, nanostruktury DNA (3 wykłady)
6. PROTEOMIKA: zastosowania spektrometrii mas (MS); przestrzenne struktury białek: dyfrakcja rentgenowska i magnetyczny rezonans jądrowy NMR, dynamika ruchów molekularnych, interaktom (6 wykładów)
7. ZWIJANIE BIAŁEK (PROTEIN FOLDING): mechanizmy zwijania in vitro i in vivo - badania doświadczalne i teoretyczne, „błędne” zwijania i agregacja (formy amyloidalne) (3 wykłady)
8. Struktury przestrzenne i zwijanie RNA; TRANSKRYPTOMIKA: mikromacierze i profile ekspresji, biosensory (2 wykłady)
9. Kompleksy biomolekularne: kinetyka i dynamika asocjacji (1 wykład)
10. SPECYFICZNE ODDZIAŁYWANIA biopolimerów w kompleksach: białko-ligand, białko-DNA i białko-RNA, projektowanie leków (DRUG DESIGN); struktury subkomórkowe - motory molekularne (3 wykłady)
11. BŁONY BIOLOGICZNE i PROCESY BIOENERGETYCZNE w komórce: transfer elektronów i protonów (2 wykłady)
12. Biopolimery w „żywej komórce” (in vivo NMR, in cell NMR) (1 wykład)
13. OBRAZOWANIE NMR w diagnostyce medycznej (MRI i fMRI); porównanie z tomografią komputerową (X-ray CT) i pozytonową (PET) (1 wykład)
14. "Niekonwencjonalne" zastosowania biofizyki molekularnej
Nakład pracy studenta:
Wykład = 60 godzin
Samodzielne przygotowanie do wykładu (2 godz. tygodniowo) ok. 30 godzin.
Przygotowanie do egzaminu ok. 30 godzin
Razem ok. 120 godzin.
Opis sporządził: Ryszard Stolarski, sierpień 2013.
Kierunek podstawowy MISMaP
Tryb prowadzenia
Założenia (opisowo)
Efekty kształcenia
Po zaliczeniu przedmiotu student:
WIEDZA:
1. Zna podstawowe i zaawansowane prawa i koncepcje biofizyki oraz aktualne zagadnienia, którymi zajmuje się współczesna biofizyka molekularna (KW_01, KW_02, KW_04, KW_07).
2. Zna najważniejsze metody doświadczalne i teoretyczne biofizyki, ze szczególnym uwzględnieniem metod, które służą do uzyskiwania danych na temat strukturalno-dynamicznych własności biopolimerów biologicznych (KW_05).
3. Zna podstawowe zastosowania biofizyki w naukach biomedycznych (KW_01, KW_03).
UMIEJĘTNOŚCI:
1. Umie powiązać i zinerpretować molekularne podstawy funkcjonowania biopolimerów w interdyscyplinarnym ujęciu fizyki, chemii i biologii (K_U01, K_U03, K_U05).
2. Umie dobrać właściwą metodę biofizyczną do rozwiązania problemu biofizycznego (K_U02).
KOMPETENCJE SPOŁECZNE:
1. Rozumie konieczność systematycznego uzupełniania i pogłębiania wiedzy przyrodniczej (K_K01, K_K05).
2. Rozumie wartość i znaczenie zastosowań metodologii i pojęć z zakresu fizyki w naukach biologicznych (K_K03).
3. Rozpoznaje, na czym polega uczciwość i odpowiedzialność w pracy badawczej (K_K04, K_K06).
Kryteria oceniania
Warunki zaliczenia: egzamin ustny (w sesji zwykłej i poprawkowej) w formie pytań problemowych, dostępnych na stronie WWW przedmiotu.
Praktyki zawodowe
Nie ma
Literatura
1. W. Saenger „Principles of nucleic acid structures"
2. T.E. Creighton „Proteins. Structures and molecular properties"
3. I.N. Serdyuk, N.R. Zaccai i J. Zaccai „Methods in Molecular Biophysics”
4. Aktualne odnośniki literaturowe podawane na wykładzie.
5. Tekst wykładu i plansze na:
http://www.biogeo.uw.edu.pl/Biofizyka_doswiadczalna/
Więcej informacji
Więcej informacji o poziomie przedmiotu, roku studiów (i/lub semestrze) w którym się odbywa, o rodzaju i liczbie godzin zajęć - szukaj w planach studiów odpowiednich programów. Ten przedmiot jest związany z programami:
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: