Biochemia

Jest to klasyczny kurs biochemii ogólnej ze szczególnym uwzględnieniem procesów metabolicznych i towarzyszących im efektów energetycznych komórki oraz organizmu jako całości, które są istotne w procesach trawienia i wchłaniania składników odżywczych oraz związków bioaktywnych żywności.

Wykłady:

Rys historyczny. Pojęcia podstawowe. Znaczenie biochemii w naukach przyrodniczych. Biochemia a dietetyka. Budowa i skład chemiczny komórki. Rola wody i mikroelementów. Budowa i funkcje struktur podkomórkowych. Związki makroergiczne. Mechanizm sprzężenia energetycznego. Transport przez membrany

Aminokwasy, peptydy i białka. Ogólna budowa i własności białek. Struktury rzędowe białka. Białka jako składnik produktów żywnościowych - białka zbóż, mięsa, mleka, jaj. Analiza sekwencji aminokwasów i analiza składu aminokwasowego białek .

Enzymy. Energetyka reakcji biochemicznych. Mechanizm katalizy enzymatycznej. Klasyfikacja, budowa i ogólne własności enzymów. Kinetyka reakcji enzymatycznych. Inhibicja. Kontrola i regulacja aktywności enzymów. Mechanizmy aktywacji zymogenów enzymów trawiennych w przewodzie pokarmowym. Zastosowanie preparatów enzymatycznych w technologii przemysłu spożywczego

Witaminy rozpuszczalne w wodzie i koenzymy. Koenzymy oksydoreduktaz i transferaz. Witaminy a koenzymy (biochemia a nauki żywieniowe). Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach. Związki sterydowe, karotenowce, chinony izopentenolowe

Sacharydy. Budowa chemiczna i własności mono- oligo- i polisacharydów. Przemiany glikolityczne cukrów. Fermentacja etanolowa i mleczanowa. Cykl fosforanów pentoz. Energetyka przemian katabolicznych cukrowców

Utlenianie biologiczne. Łańcuch oddechowy. Fosforylacja oksydacyjna. Cykl kwasów trikaboksylowych. Enzymy i energetyka cyklu Krebsa. Fosforylacje substratowe. Glukoneogeneza. Kontrola hormonalna i metaboliczna glikolizy i glukoneogenezy. Adrenalina i kaskada sygnałów biochemicznych jej towarzysząca. Mechanizm wykorzystania energii świetlnej w fotosyntezie. Fotosystemy I i II. Fosforylacje fotosyntetyczne niecykliczna i cykliczna. Tworzenie cukrów w cyklu Calvina. Fotosynteza C4

Metabolizm białek i aminokwasów. Enzymy proteolityczne, biosynteza aminokwasów, cykl mocznikowy

Metabolizm lipidów. Trawienie lipidów. Enzymatyczne beta-utlenienie kwasów tłuszczowych. Przemiany glicerolu. Biosynteza kwasów tłuszczowych. Powiązania między metabolizmem tłuszczowców, cukrowców i aminokwasów Glikogenoliza i synteza polisacharydów

Kwasy nukleinowe, ich budowa, własności i mechanizm biosyntezy. Funkcje kwasów nukleinowych. Replikacja, transkrypcja i translacja. Podstawowy aksjomat biologii molekularnej. Mechanizm biosyntezy białka. Regulacja ekspresji genów. Operony lac i trp. Cykl lityczny i lizogeniczny bakteriofaga (lambda). Mapa restrykcyjna plazmidu pBR322. Wprowadzenie do technik rekombinowanego DNA

Ćwiczenia:

Aminokwasy: ogólne reakcje na wykrywanie aminokwasów i ich grup funkcyjnych, rozdział aminokwasów metodą chromatografii bibułowej, wyznaczenie pI metodą miareczkowania potencjometrycznego

Cechy budowy i aktywności biologicznej białek, metody ilościowej i jakościowej analizy białek, techniki rozdziału i frakcjonowania białek (elektroforeza, chromatografia)

Enzymy: wpływ stężenia substratu na szybkość reakcji enzymatycznej - teoria Michaelisa-Menten

Enzymy: wykrywanie oksydoreduktaz w tkankach roślinnych i wykrywanie wybranych hydrolaz w tkankach zwierzęcych

Cukry: badanie właściwości fizyko-chemicznych mono- i oligosacharydów (4

Tłuszcze: izolacja lecytyny i oznaczenie jej składowych, badanie właściwości błon lipidowych

Witaminy rozpuszczalnych w tłuszczach: ilościowe i jakościowe metody oznaczania witamin rozpuszczalnych w tłuszczach

Kwasy nukleinowe: izolacja nukleoprotein z materiału biologicznego, wykrywanie poszczególnych składników nukleoprotein

1. Kączkowski, J. 2012. Podstawy biochemii. Wyd. XV ( lub późniejsze), WNT

2. Hames, B. D.; Hooper, N.M. 2016. Biochemia. Krótkie wykłady. PWN,

3. Kłyszejko-Stefanowicz, L. 2003. Ćwiczenia z biochemii. PWN, Warszawa

Literatura uzupełniająca:

1. Kołodziejczyk, A. 2013, Naturalne związki organiczne. PWN, Warszawa

2. Murray, R., Granner, D., Rodwell, V. 2016. Biochemia Harpera Ilustrowana, PZWL, Warszawa

3. Stryer, L., Berg, J.M., Tymoczko, J.L.2013. Biochemia Krótki Kurs. PWN, Warszawa

WIEDZA - absolwent zna i rozumie:

znaczenie budowy związków naturalnych dla ich właściwości fizycznych, chemicznych i biochemicznych. Rozumie i potrafi scharakteryzować reguły, które decydują o budowie biopolimerów, ich strukturach rzędowych oraz budowie przestrzennej i zasadach upakowania

hierarchiczną budowę komórek (pro- i eukariotycznych) ich funkcję oraz właściwie lokalizuje podstawowe przemiany biochemiczne w strukturach subkomórkowych. Rozróżnia mechanizmy transportu różnych elementów w obrębie komórki i tkanki: od protonów i elektronów do makrofagów.

zasady chemii oraz termodynamiki dotyczące biokatalizy oraz rolę enzymów oraz innych białek determinujących funkcje komórki i organizmu jako całości. Posiada wiedzę o różnych stopniach i typach asocjacji związków naturalnych: od koenzymów i grup prostetycznych do energetycznego i koenzymatycznego sprzęgania reakcji.

mechanizmy przemian biochemicznych prowadzące do generowania energii chemicznej, jej magazynowania oraz wykorzystywania w procesach życiowych.

drogi metanolizmu sacharydów, białek i lipidów, ich powiązania i regulacje. Rozumie rolę i funkcje metabolitów wyjściowych, pośrednich, centralnych i końcowych.

UMIEJĘTNOŚCI - absolwent potrafi:

właściwie opracować i zinterpretować wyniki doświadczenia oraz sformułować wnioski

dobrać, zaplanować i przeprowadzić doświadczenia wykrywania podstawowych grup związków w próbkach biologicznych oraz prawidłowo przeprowadzić oznaczenia ilościowe (aminokwasów, białek, cukrów redukujących i nieredukujących, polisacharydów, lipidów, witamin rozpuszczalne w tłuszczach)

wykorzystać techniki analityczne potrzebne w podstawowych badaniach biochemicznych (miareczkowanie, spektrofotometria, chromatografia, elektroforeza)

stosować zasady BHP i dobrych praktyk w laboratorium biochemicznym

KOMPETENCJE SPOŁECZNE - absolwent jest gotów do:

ciągłego dokształcania się i podnoszenia kwalifikacji zawodowych oraz rozwoju osobistego

wykazania odpowiedzialności za pracę własną i innych w zakresie bezpieczeństwa

do pracy w zespole oraz umiejętnego zarządzania czasem

Zaliczenie ćwiczeń na podstawie:

- sprawozdań z prac laboratoryjnych- dokładność i precyzja otrzymanych wyników (umiejętność wykonania analiz i użycia sprzętu), interpretacja wyników, formowanie wniosków (suma punktów) -maksymalna ilość punktów wynosi 2

- 3 kolokwia cząstkowe z zakresu (suma punktów) ćwiczeń maksymalna ilość punktów wynosi 15 Ocena pozytywna dla min. 51% punktów - udział w ocenie końcowej modułu 49-10%

Ocena pozytywna jest konieczna do przystąpienia do egzaminu.

Ocena negatywna z zaliczenia jest jednoznaczna z oceną negatywną kursu.

Egzamin w formie pisemnej; na ocenę pozytywną należy udzielić co najmniej 51% prawidłowych odpowiedzi na zadane pytania. Udział w ocenie końcowej z przedmiotu - 50% w terminie 1, 90% w terminie 2, 90% w teminie 3.