Průvodce:Biologie I, II (LF OU)

Biologie I - zimní semestr

Hlavním smyslem předmětu v prvním semestru je srozumitelně a moderní formou představit základní pojmy a koncepty spojené s buňkou jakožto komplexním molekulárním systémem. Náplň předmětu v zásadě vychází ze světově rozšířené učebnice "Essential Cell Biology" od autora Bruce Albertse a kolektivu. Absolvování předmětu by mělo studentům umožnit vybudování pevné znalostní báze, na níž budou stavět v navazujících předmětech rozvíjejících jednotlivé aspekty projevů a fungování lidského těla.

Přednášky

Předmět rozšiřuje znalosti studentů především z obecné a buněčné biologie. Seznamuje studenty s nebuněčnými a buněčnými živými soustavami, objasňuje otázky buněčného cyklu, dělení a diferenciaci buněk, dotýká se také evoluce živých soustav a ekologie. Mezi témata také patří onkogenetika a základy obecné genetiky. Účast na přednáškách nepatří mezi povinná kritéria pro úspěšné absolvování předmětu. Přednášky jsou v I. semestru vedeny panem doc. RNDr. Petrem Pečinkou, CSc. z Katedry biologie a ekologie PřF OU a paní doktorkou Mgr. Janou Kotulovou, Ph.D. z Ústavu laboratorní medicíny LF OU.

Rozpis témat jednotlivých přednášek v zimním semestru:

1. Buňka jako základní stavební a funkční jednotka života, prokaryota vs eukaryota.
2. Základní stavební kameny buněk - proteiny, nukleové kyseliny.
3. Mechanizmy replikace, transkripce a translace.
4. Chromatin, chromozómy, regulace genové exprese.
5. Lipidy, biologické membrány a endomembránový systém - trasport a sorting.
6. Cytoskelet, motilita buněk, bičíky.
7. Principy a mechanizmy buněčné regulace a signalizace.
8. Buněčný cyklus a diferenciace buněk, programovaná buněčná smrt, rakovinná transformace.
9. Energetický metabolismus, mitochondrie, plastidy, fotosyntéza.
10. Extracelulární matrix, mnohobuněčnost - tkáně a pletiva.
11. Specializované typy buněk a jejich fungování.
12. Hlavní metody studia struktury a funkce buněk.

Cvičení

Praktická cvičení jsou koncipována tak, aby studenti pochopili vztahy mezi buněčnými strukturami a jejich funkcí. Náplň praktických cvičení má úzkou návaznost na přednáškový cyklus, což by mělo vést k prohloubení a procvičení probíraných témat. Cvičení jsou členěna na teoretickou a praktickou část. Teoretickou částí se vyučující snaží, aby studenti získali základní přehled o situaci. Probíhají v laboratořích hlavní budovy fakulty (INLEK), kde se studenti seznámí s mikroskopováním, s prací s preparáty, s některými i trochu více toxickými látkami a s postupy, které práce v laboratoři vyžaduje, vč. pipetování, izolace, užití různorodých nástrojů a přístrojů.

Rozpis témat jednotlivých cvičení v zimním semestru:

1. Eukaryotická buňka - typy, stavba buňky, organely.
2. Buněčný cyklus a dělení buněk.
3. Metody molekulární biologie I - izolace DNA, měření koncentrace nukleových kyselin.
4. Metody molekulární biologie II - restrikční štěpení DNA, separace nukleových kyselin.
5. Aktuální témata biologie - genová terapie, buněčná terapie, SARS-CoV-2 (metody detekce a vakcíny).

Zápočet

Pro udělení zápočtu je nutná úplná docházka na cvičení a odevzdání několika protokolů ze cvičení. Zároveň musí studenti úspěšně splnit zápočtový test, jež probíhá v počítačových učebnách ve výukovém rozhraní Moodle, s úspěšností alespoň na 60%. V testu se objevují otázky převážně z přednášek, ale některé mohou být i ze cvičení.

Pro přípravu na daný zápočtový test vám všem doporučuji si projít tato skripta molekulární a buněčné biologie, jež vám doc. Pečínka poskytne skrze váš ročníkový mail, případně skrze Teamsy. Tato skripta vznikly ve spolupráci s panem doktorem Jiřím Pergerem jako jakýsi ucelený souhrn základů buněčné biologie na molekulární úrovni. Je to poměrně obsáhlý dokument, první z mnoha, se kterým příjdete na medicíně do křížku, a je už jen na vás, jak se touto výzvou na přelomu roku vypořádáte. Otázek v Moodle testu bylo celkem 25.

Biologie II - letní semestr

Myšlenkou a záměrem předmětu v druhém semestru studovaného ročníku je osvojení základních poznatků studentem týkající se obecných zákonitosti dědičnosti a proměnlivosti. Aby se student naučil správně užívat základní pojmový aparát a byl připraven aplikovat získané poznatky na široký okruh biologických jevů a kvalifikovaně je interpretovat. Důraz je zároveň kladen na osvojení si poznatků v obecné rovině a pochopení vývoje a perspektiv obecné genetiky, genomiky a klinické genetiky.

Předmět je v průběhu II. semestru rozdělen na dva samostatné celky, na předmět "Biologie II", který končí písemnou zkouškou a "Biologie II - semináře, cvičení", jenž končí písemným zápočtem vycházejícím rozsahem z praktických cvičení.

Přednášky

Přednášky, které mají na starost vyučující z Ústavu laboratorní medicíny LF OU, jež probíhají jednou týdně a samy o sobě nejsou povinné. Přednášky jsou tématicky rozděleny na 3 hlavní výukové části:

1. Obecná genetika (první 4 přednášky) - jež má na starost paní doktorka Ing. Kateřina Smešný Trtková, Ph.D.,
2. Genomika (4 přednášky) - pod taktovkou paní doktorky Mgr. Jany Režnarové, Ph.D.,
3. Klinická genetika - v níž se už jednotliví přednášející střídají.

Rozpis témat jednotlivých přednášek v letním semestru:

1. Úvod do studia genetiky a genomiky. Mendelismus, interakce.
2. Vazba genů, mapování, polygenní dědičnost.
3. Úvod do populační genetiky. Mutageneze.
4. Dědičnost a pohlaví.
5. Struktura a proměnlivost genomů.
6. Funkční genomika a "omické" technologie.
7. Bioinformatika ve studiu genomů.
8. Genomika v medicíně a systémová biologie.
9. Cytogenetické metody, post/prenatální cytogenetická diagnostika.
10. Metody FISH, využití v diagnostice geneticky podmíněných pat. stav.
11. Úvod do klinické genetiky.
12. Monogenní, multifaktoriální a mitochondriální dědičnost, genový imprinting.
13. Molekulárně genetická diagnostika hereditárních onemocnění.

Témata probíraná na přednáškách a načerpané znalosti z nich, jsou součástí závěrečné písemné zkoušky.

Cvičení

Cvičení jako taková, jsou součástí separátního předmětu, na konci roku z nich skládáte písemný zápočet a tím ukončíte předmět "Biologie II - semináře, cvičení", přičemž získáváte 4 kredity za splnění tohoto předmětu. Nějakou dobu po zápočtu píšete i závěrečnou zkoušku, která ukončí předmět "Biologie II", za nějž dostanete 3 kredity. Tudíž dohromady za úspěšně splněný celý biologický blok v II semestru získáte kreditů sedm.

Praktická cvičení vedou každý týden jiní vyučující z různých koutů oboru, všechna cvičení se konají v hlavní budově fakulty, INLEKu. První cvičení s vámi projde naše paní proděkanka, doktorka Mgr. Ivona Závacká, Ph.D. V dalších cvičení se za vámi podívají lidé přimo z praxe, z oblasti testování, vyšetřenování a kliniky obecně, ať už z nemocnice, nebo z laboratoří. Paní magistra Kaniová Romana, paní magistra Marie Dolinková, či pan RNDr. Alfons Balcar. Na konci 4. týdné i paní magistra Dita Černá pro cvičení z FISH (fluorescence in situ hybridization) metody.

Po těchto 4 cvičení přichází další segment, 3 týdny budete trávit v laboratořích, za dohledu a průpravy od paní doktorky Ing. Kateřiny Smešný Trtkové, Ph.D., jež má na starost i první blok přednášek, společně s paní doktorkou, Mgr. Denisou Hařovskou, Ph.D. Obsahem bude izolace DNA, její spektrofotometrie, amplifikace vzorku DNA skrze PCR metodu, zároveň si na společné přednášce projdete nomenklaturu sekvenčních genetických variant v aule nového děkanátu a poslední cvičení zakončíte elektroforézou amplifikovaných sekvenčních variant. Před každým laboratorním cvičením obdržíte na mail od vyučujících informace k prostudování a letmou přípravu na něj. Povinností je mít na tato cvičení v laboratořích plášť a přezůvky.

Posledních 5 týdnů praktických cvičení má v gesci paní doktorka Mgr. Hana Sezimová, Ph.D., jež s vámi prakticky projde v jednotlivých cvičeních, která se budou konat ve velké přednáškovně na INLEKu, danou problematiku jednotlivých témat.

Rozpis témat jednotlivých cvičení v letním semestru:

1. Úvod do cytogenetických metod a obecně krevních elementů.
2. Diferenciační barvení chromozomů – G pruhování.
3. Mikroskopická analýza lidských metafázických chromozomů.
4. Demonstrace metody fluorescenční in situ hybridizace.
5. Izolace DNA, spektrofotometrické stanovení koncentrace a čistoty izolované DNA
6. Amplifikace vybraného úseku DNA pomocí metody PC
7. Nomenklatura sekvenčních genetických variant
8. Elektroforetická analýza amplifikovaných sekvenčních variant.
9. Mendelismus – řešení příkladů
10. Vazby genů – řešení příkladů
11. Genové interakce - řešení příkladů
12. Populační genetika
13. Autozomální a gonozomální dědičnost, rodokmeny

Zápočet

Jak již bylo zmíněno, zápočet vychází z informací praktických cvičení, obvzláště pak ze samotných laboratotrních cvičení, hranice úspěšnosti je stanovena na 60%. V případě nezdárného pokusu má student možnost tento test 1 opakovat. Je fajn se na něj skutečně dostatečně připravit a nepodcenit jej.

Zkouška

Zkouška probíhá, stejně jako zápočet, písemně ve velké přednáškovně, vychází z témat a informací přendášek II. semestru, tak jak u zápočtu s úspěšností stanovenou na 60%; není dobré jej podcenit a opravdu třeba se dostatečně připravit. v případě neúspěchu máte možnost na 1 opravný termín, popřípadě možnost využít žádost o děkanský termín.