1. letnik

Temelji biokemije

Cilji

Študent se pri pouku spozna z biomolekulami v človeškem telesu in s temeljnimi zakonitostmi ter mehanizmi biokemičnih dogajanj, ki predstavljajo osnovo za razumevanje življenjskih procesov v zdravem in bolezenskem stanju organizma.

Vsebina

Uvod: biokemija, molekulske osnove življenja; zgradba atoma, kemične vezi, medmolekulske sile. Voda: struktura, lastnosti, H-vezi, hidrofobne interakcije, voda kot topilo, voda kot reagent. Raztopine: Raztapljanje plinov v vodi (Henryjev zakon), koligativne lastnosti raztopin (Raoultov zakon,znižanje zmrzišča, zvišanje vrelišča, osmozni tlak), osmozni pojavi v celici (toničnost, Donnanovo ravnoteje, pasivni transport – Fickov zakon).  pH: Ionizacija vode, Kw, pH,šibki in močni elektroliti, kisline in baze (titracijske krivulje, Ka, Kb, pKa, pKb), pufri (Henderson-Hasselbalchova enačba), puferski sistemi v organizmu, biološki pomen pH. Termodinamika:zakoni termodinamike, termodinamske funkcije,standardno stanje, kemični potencial,spontani in nespontani procesi. Kemično ravnotežje: kemični, kinetični in termodinamski aspekt kemičnega ravnotežja, vpliv koncentracije, pH in temperature na kemično ravnotežje; topnostni produkt; sklopljene reakcije, vloga ATP pri sklopljenih procesih, aktivni transport. Oksidoredukcija: definicije, kvantitativna karakterizacija redoks reakcij (Nernstova reakcija); redoks potencial in reakcijska prosta entalpija; Fotosinteza in respiracija kot zgled redoks sistema v celici. Hitrost kemičnih reakcij: definicije, red in molekularnost reakcij; teorije o hitrosti kemične reakcije (Arrheniusova teorija, teorija trkov, teorija o aktiviranih kompleksih); hitrost kemičnih reakcij in ravnotežje (energijski profil reakcije); vpliv koncentracije, pH, ionske moči in temperature na hitrost reakcije; kataliza. Molekulske osnove življenja: biološko pomembni elementi, ioni in biomolekule; Ogljikov atom: elektronska konfiguracija, resonanca, sterične lastnosti. Vezi med ogljikovimi atomi in med ogljikom in drugimi elementi. Organske biomolekule: izomerija; medsebojni vpliv funkcionalnih skupin (induktivni in rezonančni efekt); kratek pregled organskih spojin po funkcionalnih skupinah in biokemičnem pomenu. Ogljikovi hidrati: kemija sladkorjev; monosaharidi; disaharidi; polisaharidi – homoglikani in heteroglikani; encimska razgradnja glikozidnih vezi; detoksifikacija organskih spojin v organizmu; enostavni in sestavljeni polisaharidi; glikoproteini; bakterijska celična stena; celična površina – membranske karakteristike; krvne skupine. Lipidi – enostavni in sestavljeni: maščobne kisline, triacilgliceroli, sfingolipidi; lipoproteini, liposomi; biološke membrane – struktura in funkcija; prostaglandini in terpeni. Steroidi: splošne značilnosti, klasifikacija, kemija steroidov, izomerija pristeroidih;steroli,žolčne kisline;steroidni hormoni – klasifikacija,struktura in lastnosti; osnove delovanja hormonov na molekulskem nivoju. Nukleotidi: purinske in pirimidinske baze, nukleozidi in nukleotidi – struktura in nomenklatura, Nukleotidi in njihova vloga pri prenosu energije; ciklični nukleotidi kot sekundarni obveščevalci, nukleotidi kot gradniki nukleinskih kislin. Nukleinske kisline: vrste nukleinskih kislin, struktura in biološka vloga; definicija in strukturne lastnosti gena; osnove replikacije, transkripcije in translacije; mutacije; zgradba človeškega genoma, prijekt človeški genom, genomika, proteomika, razumevanje vzrokov in posledic genskih bolezni/okvar na molekulski ravni. Vitamini: klasifikacija vitaminov; vodotopni vitamini (vitamini tiamin, riboflavin, nikotinska kislina, folna kislika, vitamin C, kobalamin struktura in biološka vloga), koencimi in prostetične skupine; lipidotopni vitamini (vitamini A, D, E, K struktura in biološka vloga). Aminokisline: struktura, lastnosti, nomenklatura; izoelektrična in izoionska točka; analitika aminokislin. Peptidi: biološko aktivni peptidi; biogeni amini; strukturne osnove delovanja peptidnih hormonov in biogenih aminov. Beljakovine: splošna zgradba in lastnosti; razdelitev po funkciji (encimi, transportne, skladiščne, kontraktilne, strukturne, obrambne in regulatorne beljakovine); razdelitev po strukturi (fibrilarne in globularne beljakovine). Struktura beljakovin: primarna struktura – sekvenca; sekundarna struktura (α-heliks, ß-struktura); terciarna in kvartarna struktura; samosestavljanje beljakovin; konformacija in konformacijska sprememba. Fibrilarne beljakovine: α-keratin, kolagen in elastin – struktura in funkcija. Monomerna in oligomerna struktura beljakovin: mioglobin in hemoglobin. Kontraktilne beljakovine: mišične kontraktilne beljakovine (miozin, aktin, troponin in tropomiozin); krčenje progastih in gladkih mišic; nemišične kontraktilne beljakovine (kinezin in dinein). Membranske beljakovine: v membrani eritrocita (glikoforin, spektrin, transportna beljakovina za anione); K, Na-ATPaza; G-proteini (struktura in vloga pri delovanju hormonov); insulinski receptor; rodopsin (vidni ciklus). Encimi: splošne značilnosti; encimska kinetika (Michaelis-Mentenova kinetika, večsubstratna kinetika, kooperativnost, inhibicija in aktivacija); mehanizmi encimskih reakcij; regulacija encimske aktivnosti (alosterična modulacija, kovalentna modifikacija (glikogen-fosforilaza), regulacija preko proteolitičnih encimov (tripsin)); klasifikacija in nomenklatura encimov. Druge beljakovine: apoproteini plazemskih lipoproteinov; imunoglobulini (struktura in molekulske osnove imunskega odgovora). Zaključek: funkcionalne povezave – od biomolekul do kompleksnih celičnih struktur.

PDF dokument

PDF dokument

REŽIM ŠTUDIJA

(REŽIM ŠTUDIJA)

URNIK

(URNIK)

OBVESTILA O PREDMETU

DRUGE INFORMACIJE O PREDMETU