Repozitorij
Repozitorij je prazan
Anketa
Na ovoj stranici trenutno nije odabrana niti jedna anketa!
Biokemija
Šifra: 149962
ECTS: 4.0
Nositelji: izv. prof. dr. sc. Tatjana Gazivoda Kraljević
prof. dr. sc. Marijana Hranjec
doc. dr. sc. Dragana Vuk
Prijava ispita: Studomat
Opterećenje:

1. komponenta

Vrsta nastaveUkupno
Predavanja 30
Seminar 15
* Opterećenje je izraženo u školskim satima (1 školski sat = 45 minuta)
Opis predmeta:
CILJ KOLEGIJA:

Upoznavanje studenata s molekularnom logikom biokemijskih procesa u živom organizmu te dinamikom sinteze i razgradnje prirodnih biomakromolekula: proteina, polisaharida, lipida i nukleinskih kiselina. Studiraju se načela staničnog metabolizma i principi regulacije i kontrole.

IZVEDBENI PROGRAM KOLEGIJA:

1. TJEDAN
Uvod - Biokemija kao znanost, veza između prirodnih i biomedicinskih znanja,
proteini - raznolikost funkcija proteina i peptida, aminokiselinska građa proteina, peptidna veza, konformacija, dinamički aspekti strukture i funkcije proteina, temelji istraživanja i principi izolacije poteina.

2. TJEDAN
Proteini s posebnim funkcijama - hemoglobin, modelni globularni protein, interakcije hemoglobina s ligandima, struktura, funkcija i regulacija, alosterija kooperativno vezanje kisika, mioglobin.

3. TJEDAN
Razlike između monomera i tetramera. Fibrilarni proteini - kolagen, elastin.

4. TJEDAN
Enzimi i temelji enzimske katalize - regulacija aktivnosti metabolički važnih enzima - strategija i mehanizmi, alosterička regulacija aktivnosti enzima, aktivatori i inhibitori, koenzimi i prostetske skupine: struktura i funkcija, proteini koji se vežu za DNA.

5. TJEDAN
Stvaranje i pohrana metaboličke energije: metabolizam - osnovni pojmovi i svojstva. Metabolička razgradnja glukoze - tijek metaboličkog puta, kontrola i regulacija, alosterički regulirani enzimi, heksokinaza, fosfofruktokinaza, piruvat kinaza, stvaranje ATP, važnost oksidacije NADH i reakcija LDH.

6. TJEDAN
Glukoneogeneza - neugljikohidratne metaboličke preteče glukoze, razlike glikolize i glukoneogeneze, biotin i karboksilacije, uloga oksaloacetata, regulacija glikolize i glukoneogeneze je recipročna, Cori ciklus i iskorištavanje laktata, utrošak energije u glukoneogenezi, Metabolizam fruktoze i galaktoze.

7. TJEDAN
Oksidacijska dekarboksilacija piruvata, 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. TJEDAN
Stanična bioenergetika, ciklus ATP, respiratorni lanac i oksidacijska fosforilacija. Redoks potencijali i promjena slobodne energije, unutrašnja membrana mitohondrija i lokalizacija respiracijskih multienzimskih kompleksa, kaskadna oksidacija koenzima NADH i FADH2 kisik je krajnji akceptor H+ i elektrona, crpke protona i stvaranje gradijenta H+, veza s fosforilacijom i sintezom ATP, ATP sintaza-mehanizam i građa, energijska iskoristivost kompletne oksidacije glukoze, regulacija iksidativne fosforilacije.

9. TJEDAN
Put pentoza fosfata direktna oksidacija glukoze i nastajanje riboza-5- fosfata i NADPH. Transaldolaza i transketolaza povezuju put pentoza fosfata i glikolizu.

10. TJEDAN
Metabolizam glikogena: glikogeneza i glikogenoliza, tijek i hormonska regulacija. Fosforilaza i fosforolitička razgradnja glikogena, enzimi za skidanje ogranaka, Sinteza UDP-glukoze. Hormonska regulacija sinteze i razgradnje. Kaskada reakcija i kontrola fosforilacije enzima, cAMP. Metabolizam glikogena u jetri i kontrola koncentracije glukoze u krvi.

11. TJEDAN
Metabolizam masti: razgradnja triacilglicerola, b-oksidacija masnih kiselina, biosinteza masnih kiselina, biosinteza triacilglicerola.Urea ciklus i različiti načini izlučivanja dušika iz organizma, 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 NH4+ iona u mozgu.

12. TJEDAN
Metabolizam aminokiselina. Razgradnja aminokiselina i ciklus ureje. 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.

13. TJEDAN
Nukleinske kiseline - građa, funkcija biosinteza i razgradnja.Struktura nukleotida, građa, biosinteza purinskih i pirimidinskih baza, sinteza deoksiribonukleotida, razgradnja purinskih baza i sinteza mokraćne kiseline, razgradnja pirimidina, osobine i replikacija DNA, građa i vrste RNA, sinteza proteina, tijek prijenosa genetičke informacije.

14. TJEDAN
Informacija u biološkim sustavima. DNA - genetička uloga, struktura, organizacija genoma, kromosomi i geni. Pakiranje DNA i histoni. Konformacije DNA. Replikacija DNA, vjernost replikacije. Greške u DNA i njihov popravak. RNA u stvaranju i translaciji genetičke poruke. Sinteza i modifikacije funkcionalnih RNA molekula: mRNA i transkripcija, t-RNA, aktivacija i uloga u sintezi proteina, građa ribosoma i rRNA.

15. TJEDAN
Genetička šifra i odnosi gena i proteina. Sinteza proteina. Kontrola ekspresije gena u prokariota: Lac-operon i Trp-operon. Kromosomi eukariota i kontrola ekspresije eukariotskih gena. Značenje introna i eksona.

RAZVIJANJE OPĆIH I SPECIFIČNIH KOMPETENCIJA STUDENATA:
Nakon odslušanog kolegija student stječe sposobnost kritičkog promišljnja o biokemijskim procesima i metaboličkim reakcijama u različitim organima i tkivima koji su važni za razumjevanje fizioloških i patoloških procesa.

OBAVEZE STUDENATA U NASTAVI I NAČINI NJIHOVA IZVRŠAVANJA:
Studenti su obavezni nazočiti predavanjima.
Studenti su obavezni nazočiti seminarima.
Studenti su obavezni predati zadaće putem e-učenja.

UVJETI ZA DOBIVANJE POTPISA:
75% tna nazočnost na predavanjima.
75% tna nazočnost na seminarima.
Predane zadaće putem e-učenja.

NAČIN IZVOĐENJA NASTAVE:
Predavanja (ex cathedra).
Seminari (ex cathedra).
Konzultacije prema dogovoru sa studentima.

NAČIN PROVJERE ZNANJA I POLAGANJA ISPITA:
3 obavezne pismene provjere znanja tijekom semestra (60% bodova na svakoj od provjera znanja donosi oslobađanje od usmenog ispita).
Pismeni ispit (potrebno 50% bodova za prolaz).
Usmeni ispit

NAČIN PRAĆENJA KVALITETE I USPJEŠNOSTI KOLEGIJA:
Studentska anketa.

METODIČKI PREDUVJETI:
Položeni ispiti iz Opće i anorganske kemije i Organske kemije I i II.

ISHODI UČENJA KOLEGIJA:
1. Kritički promišljati o biokemijskim procesima i metaboličkim reakcijama u različitim organima i tkivima koji su važni za razumijevanje fizioloških i patoloških procesa.
2. Razumjeti uvjetovanost trodimenzijske građe i biološke aktivnosti na primjeru proteina.
3. Diskutirati o stvaranju i pohrani metaboličke energije, te sveukupnoj strategiji metabolizma.
4. Definirati osnovne principe i važnost centralne dogme molekularne biologije te osnovne pojmove vezane uz nastajanje i strukturu nukleinskih kiselina u živim organizmima.
5. Objasniti mehanizme replikacije DNA, transkripcije DNA i translacije RNA.

ISHODI UČENJA NA RAZINI PROGRAMA:
1. Sposobnost prepoznavanja i rješavanja kvalitativnih problema primjenom prikladnih kemijskih principa i teorija.
2. Kompetencije u procjeni, interpretaciji i sintezi kemijskih informacija i podataka.
3. Kompetencije prezentiranja materijala vezanih uz predmet studija, usmeno i pismeno, stručnom auditoriju.
4. Vještine učenja i kompetencije potrebne za nastavak stručnog usavršavanja.

NASTAVNE CJELINE S PRIPADAJUĆIM ISHODIMA UČENJA I KRITERIJIMA VREDNOVANJA:

Nastavna cjelina

1. Konformacija i dinamika. Uvjetovanost trodimenzijske građe i biološke aktivnosti na primjeru proteina. Mioglobin i hemoglobin. Enzimi. Kolagen i elastin.

Ishodi učenja:
- prepoznati vezu između prirodnih i biomedicinskih znanja
- usporediti raznolikost funkcija proteina i peptida
- odrediti aminokiselinsku građu proteina, peptidnu vezu, konformaciju, dinamičke aspekte strukture i funkcije proteina
- razlikovati proteine s posebnim funkcijama, hemoglobi, modelni globularni protein te interakcije hemoglobina s ligandima, i mioglobin
- razumjeti uvjetovanost građe i funkcije fibrilarnih proteina kolagena i elastina
- znati temelje enzimske katalize, alosteričku regulaciju aktivnosti enzima, aktivatore i inhibitore, koenzime i prostetske skupine

Kriteriji vrednovanja:
- znati napisati strukture svih 20 aminokiselina
- definirati građu složenih proteina, od primarne do kvaterne
- primijeniti znanje o strukturi i funkciji proteina na hemoglobin i mioglobin, te fibrilarne proteine kolagen i elastin, kao proteine s posebnim funkcijama
- poznavati regulaciju aktivnosti metabolički važnih enzima, koenzima i prostetskih skupina

2. Stvaranje i pohrana metaboličke energije. Sveukupna strategija metabolizma.

Ishodi učenja:
- objasniti osnovne pojmovei i svojstva metabolizma
- razumjeti metaboličku razgradnju glukoze - tijek metaboličkog puta, kontrolu i regulaciju, alosterički regulirane enzime, stvaranje ATP, važnost oksidacije NADH
- skicirati ciklus glukoneogeneze, ciklus limunske kiseline, Cori ciklus
- objasniti staničnu bioenergetiku, ciklus ATP, respiratorni lanac i oksidacijsku fosforilaciju, kaskadnu oksidaciju koenzima NADH i FADH2
- napisati osnovne stupnjeve metabolizma masti: razgradnju triacilglicerola i b-oksidaciju masnih kiselina
- usporediti u urea ciklusu različite načine izlučivanja dušika iz organizma, alaninski i glutaminski ciklus prijenosa dušika iz raznih tkiva u jetru, oksidacijsku deaminaciju glutamata, tijek urea ciklusa, te mehanizam toksičnosti NH4+ iona u mozgu

Kriteriji vrednovanja:
- uočavati razlike u stupnjevima pojedinih metaboličkih ciklusa
- poznavati zajedničke prekursore više ciklusa, te ulazne i izlazne komponente
- primijeniti znanje o sveukupnoj strategiji metabolizma na svaki pojedinačni ciklus

3. Centralna dogme molekularne biologije.

Ishodi učenja:
- definirati osnovne principe i važnost centralne dogme molekularne biologije
- objasniti nastajanje nukleinskih kiselina u živim organizmima
- definirati viših strukturnih oblika DNA kod prokariota i eukariota
- objasniti mehanizme replikacije DNA, transkripcije DNA i translacije RNA

Kriteriji vrednovanja:
- objasniti pojam i važnost centralne dogme molekularne biologije vlastitim riječima
- znati način na koji nastaju nukleinske kiseline u živim organizmima
- poznavati način nastajanja viših strukturnih oblika DNA kod prokariota i eukariota
- razumjeti mehanizme replikacije DNA, transkripcije DNA i translacije RNA
- uočiti razliku između replikacije DNA, transkripcije DNA i translacije RNA
Literatura:
  1. L. Stryer: Biokemija, Školska knjiga, Zagreb, 2013.
    J. M. Berg, J. L. Tymoczko, L. Stryer: Biochemistry, fifth edition, Freeman, New York, 2002.
    D. Voet, J. G. Voet, Biochemistry 3rd ed., J. Wiley & Sons, New York 2004.
    P. Karlson, Biokemija za studente kemije i veterine, Školska knjiga, 2004.
1. semestar
Izborni kolegij - Redovni studij - Ekoinženjerstvo
Izborni kolegij - Redovni studij - Kemija i inženjerstvo materijala
Izborni kolegij - Redovni modul - Kemija okoliša
Izborni kolegij - Redovni modul - Kemijske tehnologije i proizvodi
Izborni kolegij - Redovni modul - Kemijsko inženjerstvo u zaštiti okoliša
Izborni kolegij - Redovni modul - Kemijsko-procesno inženjerstvo
Izborni kolegij - Redovni modul - Primijenjena organska kemija
Izborni kolegij - Redovni modul - Specifični materijali i napredne tehnologije
Obavijesti