Struktura polimerów i biopolimerów 1200-STPO-OG

Celem wykładu jest uzasadnienie, dlaczego biopolimery naturalne: białka i kwasy nukleinowe mają taką a nie inną strukturę i jakie pełnią funkcje. Wiedza ta umożliwia zaprojektowanie zupełnie sztucznych białek - molekularnych maszyn i przekaźników.

1) Statystyczny opis polimerów syntetycznych
Rodzaje polimerów syntetycznych i ich parametry fizykochemiczne: promień żyracji, kłębek losowy, długość Kuhna. Modele teoretyczne. Teoria reptacji.

2) Budowa chemiczna białek i ich struktura drugorzędowa
Białka jako polimery naturalne. Wiązanie peptydowe i jego geometria. Kąty Phi, Psi, omega. Oddziaływania odpowiedzialne za powstawanie struktury drugorzędowej: wiązania wodorowe i wyłączona objętość. Geometryczny opis alfa-helis i beta-kartek. Mapa Ramachandrana. Statystyczny opis geometrii łańcucha głównego białek.

3) Struktura trzeciorzędowa i czwartorzędowa białek
Oddziaływania stabilizujące strukturę trzeciorzędową białka. Mapa kontaktów. Mapa wiązań wodorowych. Pojęcie rotameru. Nakładanie struktur białek: parametry crsmd i GDT. Struktury maszyn molekularnych i prostych wirusów.

4) Struktura kwasów nukleinowych: DNA i RNA

5) Ewolucyjne spojrzenie na struktury białek i RNA
Rodziny sekwencji i struktur; klasy strukturalne białek

6) Termodynamiczny i kinetyczny opis fałdowania się białek
Paradoks Levinthala; hipoteza Anfinsena; bilans entropii i entalpii w trakcie zwijania się białka; Chaperony

7) Projektowanie i inżynieria białek i kwasów nukleinowych

Rodzaj przedmiotu

ogólnouniwersyteckie

Założenia (opisowo)

Podstawowa wiedza z zakresu chemii fizycznej i organicznej, termodynamiki statystycznej i fizyki molekularnej.

Koordynatorzy przedmiotu

Dominik Gront
Andrzej Koliński

Efekty kształcenia

Student umie opisać, jak zbudowane są białka i kwasy nukleinowe a także umie uzasadnić, z czego ta struktura wynika. Umie opisać oddziaływania, które na poziomie atomowym wpływają na konformację biopolimeru. Rozumie, jak proces ewolucji sekwencji powiązany jest ze strukturą białek.

Kryteria oceniania

Test zaliczeniowy składający się z około 10 pytań zamkniętych i 5 otwartych (przeprowadzony w sali) lub egzamin ustny (możliwy w trybie zdalnym).

Praktyki zawodowe

nie dotyczy

Literatura

1. P. G. de Gennes, Scaling Concepts in Polymer Physics, Cornell, 1979
2. P. J. Flory, Statistical Mechanics of Chain Molecules, Interscience, 1968
3. C. Branden, J. Tooze, Introduction to Protein Structure, Garland Pub. 1991
4. P. C. Turner, A. G. McLennan, A. D. Bates, M. R. H. White, Instant Notes in Molecular Biology, Springer 1998

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:

Strona przedmiotu 1200-STPO-OG w USOSweb