Úvod do studia biologie. Obecná, molekulární a buněčná biologie. Podstata života, obecné charakteristiky a organizovanost živých soustav, hierarchické systémy. Dějiny biologie, J.E. Purkyně. Biologie na počátku 21. století, vývojové trendy.
Buněčná teorie, buňka jako systém, tok látek, energie, informace. Buňky prokaryotní a eukaryotní. Buněčné struktury. Evoluce eukaryontních buněk (endosymbiotická teorie). Nebuněčné formy života.
Chemické složení živých soustav. Hypotézy o vzniku života a buňky, replikativní ribozymový hypercyklus. Období oxidu uhličitého, metanu, kyslíku. Prvkové a látkové složení bioplazmy, voda, biopolymery (proteiny, nukleové kyseliny, polysacharidy, lipidy). Proteomika.
Energie, katalýza, biosyntéza. Získávání energie buňkou, fotosyntéza, respirace. Aktivované nosičové molekuly. Katabolismus. Princip získávání energie v mitochondriích a chloroplastech, chemiosmostická spřažení.
Paměťový systém buňky, genetická informace. Gen strukturní, geny pro rRNA, tRNA, negenové oblasti DNA. Genom, genofory, plazmidy, chromozomy eukaryotické, prokyryotické (mitochondriální, chloroplastové, jaderné). Exprese genetické informace. Transkripce, translace. Posttranskripční úpravy.
Posttranslační modifikace proteinů. Ubikvitinace. Regulace genové exprese. RNA-silencing, siRNA. Replikace genetické informace. Oprava chyb na DNA. Transpozice, transpozony, (prokaryota, eukaryota - retroelementy), repetitivní DNA.
Metody molekulární biologie: izolace DNA; enyzmy v molekulární biologii; amplifikace úseků DNA pomocí PCR – princip a využití; restrikční analýzy. Separační metody: gelová elektroforéza. Sekvenování – princip a aplikace. Základní metody analýzy proteomu.
Membránový systém buňky. Lipidová dvojná vrstva. Syntéza membrán. Membránové proteiny. Zesílení plazmatické membrány. Vnější ochrana buněk. Přenos látek přes membrány. Pasivní transport, aktivní transport. Transportní membránové proteiny. Vnitrobuněčné oddíly a vezikulární transport. Endocytóza, pinocytóza, fagocytóza. Lyzosomy
Cytoskeletální princip buňky. Cytoskelet. Střední (intermediární) filamenta. Mikrotubuly. Centrosom. Aktinová vlákna. Molekulové motory (kinesiny, dyneiny, myosiny). Pohyb buněk závislý na aktinu, svalové stahy. Cytoskelet u bakterií.
Buněčná signalizace. Formy signálu. Typy extracelulárních signálů (hormony, cytokiny, neurotransmitery). Vnitrobuněčná signální kaskáda (obecně). Typy receptorů na povrchu buňky a intracelulární signální dráhy. Receptory spojené s G-proteiny, receptory spojené s enzymy. Ras protein.
Buněčný cyklus. Fáze buněčného cyklu. Mitoza, meioza, cytokineze. Regulace buněčného cyklu. Cykliny, cyklin-dependentní kinázy. Zastavení buněčného cyklu, buněčné stárnutí. Regulace počtu buněk v mnohobuněčném organismu. Typy programované buněčné smrti. Apoptóza, nekróza buňky. Diferenciace buněk, genová regulace ontogeneze.
Využití molekulární biologie v praxi na příkladu - antibiotika, mechanismy účinku a rezistence bakterií proti těmto účinkům. Antibiotika působící na buněčnou stěnu, antibiotika inhibující syntézu prekurzorů RNA/DNA, inhibice syntézy RNA/DNA, inhibice proteosyntézy, narušení funkce plazmatické membrány. Mechanismy antibiotické rezistence. Horizontální přenos genetické informace u bakterií.
Základy evoluční biologie. Vývoj evolučních teorií, Ch. Darwin, moderní syntetická teorie evoluce. Základní mechanismy evoluce, vývoj genetické informace, přírodní výběr. Mikroevoluce, speciace, makroevoluce. Člověk jako zdroj evolučních změn.

Zvýrazněná výuka je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

I. ročník (FVHE, FVL, magisterský studijní program, forma prezenční)

Sylabus cvičení z Biologie a genetika

Týden	Náplň cvičení	Počet hodin
1.	Úvod, mikroskopická technika I organizace cvičení, vedení pracovního protokolu světelné mikroskopy a jejich složení, zásady mikroskopování suché objektivy, zastavení objektu v zorném poli rozlišovací schopnost objektivů	20.-24.9.2010
2.	Mikroskopická technika II trvalý preparát středění objektu, funkce kondenzoru a clony krevní nátěr a barvení měření mikroskopických objektů	27.9.- 1.10.2010
3.	Mikroskopická technika III, nativní preparát optické roviny a měření výšky objektu nativní preparát a barvení pozorování ve fázovém kontrastu	4.-8.10.2010
4.	Prokaryota roztěr bakterií a barvení otiskový preparát pozorování pod imerzí sinice MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE I informace k cvičení z molekulární biologie II a III	11.-15.10.2010
5.	Chemické složení bioplazmy průkaz bílkovin, tuků, DNA, vody, škrobu, enzymová aktivita amylázy	18.-22.10.2010
6.	Nebuněčné formy života, elektronové mikroskopy viry a elektronové mikroskopy 1. test z buněčné biologie	25.-29.10.2010
7.	Eukaryota - živočišná buňka a Protozoa tvar buněk, tvar a počet jader, buněčné organely, buněčné inkluze	1.-5.11.2010
8.	Pohyb a dráždivost Brownův molekulární pohyb, pohyb améboidní, řasinkový, bičíkový buňky s řasinkovým epitelem, příčně pruhovaný sval, fagocytóza oxygenotaxe a chemotaxe u prvoků	8.-12.11.2010
9.	Eukaryota - rostlinná buňka buněčná stěna, chloroplasty, vakuoly, krystalické inkluze MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE II příprava tkáně k izolaci DNA	15.-19.11.2010
10.	MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE III izolace DNA, příprava PCR, vlastní provedení PCR	22.-26.11.2010
11.	MOLEKULÁRNÍ BIOLOGIE IV restrikční reakce s PCR produktem, elektroforéza DNA, vizualizace a hodnocení PCR produktu, ukázka sekvenace DNA	29.11.-3.12.2010
12.	Metody studia biologie buněčné kultury, práce s inverzním mikroskopem 2. test z buněčné biologie	6.-10.12.2010
13.	Udělení Zápočtu	13.-17.12.2010

Zvýrazněná výuka je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

Prof. MVDr. Ivan Literák, CSc., přednosta ústavu, garant výuky

Investice do rozvoje vzdělávání