PREDMETI

Cilji

Učni cilji: - Študentje so sposobni razumeti strukture v bioloških sistemih. - Študentje so sposobni proučiti molekularne strukture, od nivoja molekul, supramolekularnih struktur in celičnih organel do makroskopskih struktur. - Študentje so sposobni izbrati in ovrednotiti izbiro primernih eksperimentalnih metod za karakterizacijo bioloških struktur. - Študentje so sposobni uporabiti temeljne fizikalne koncepte in fizikalni način razmišljanja za razumevanje molekularnih struktur. Kompetence: - Sposobnost ovrednotenja pogojev analiz vzorcev pri eksperimentalnem delu z biološkimi strukturami. - Sposobnost interpretacije eksperimentalnih rezultatov na bioloških strukturah. - Sposobnost informiranja o strukturni snovi na molekularni ravni. - Sposobnost izvajanja varnega načina dela (preiskav). - Sposobnost kontinuiranega profesionalnega razvoja in upravljanja lastne rasti.

Predmetnik

Molekularna struktura in biološki sistemi: molekularne vezi, atomske orbitale, molekularne orbitale, kovalenta vez, ionska vez, koordinativne vezi, kovino-organski kompleksi, Van der Waalsova sila, vodikova vez, vzbujanje in prenos energije, vzbujanje molekul in prenos energije, mehanizmi fotovzbujanja molekul, mehanizmi molekularnega prenosa energije, eksperimentalne tehnike: UV/Vis spektroskopija, fluorescenčna spektroskopija, fluorescenčni prenos resonančne energije (FRET) Molekulske in ionske interakcije kot osnova za oblikovanje bioloških struktur: struktura vode, učinki hidracije, hidrofobne interakcije, amfifilne molekule, Ioni v vodnih raztopinah, Debye-Huckleov radij, medmolekularne interakcije, oblikovanje strukture bioloških makromolekul Biološki polimeri: nukleinske kisline, kemijska struktura nukleinskih kislin, struktura dvojne vijačnice DNA, dodatno zvitje DNA in nenavadne strukture DNA, struktura prenašalne RNA, proteini, aminokisline in primarna struktura proteinov, peptidna vez in sekundarna struktura proteinov, terciarna struktura – zvijanje proteinov, kvartarna struktura, struktura virusov, eksperimentalne tehnike: cirkularni dikroizem (CD) in optična rotacijska disperzija (ORD), infrardeča spektroskopija, Ramanova spektroskopija Dinamika proteinov: časovne skale lokalne dinamike stranskih verig in globalne dinamike, rotacijski konformacijski prostori, dinamika kvartarne strukture, eksperimentalne tehnike: elektronska paramagnetna resonanca (EPR) s specifičnim spinskim označevanjem Supramolekularne strukture - Biološke membrane – dvodimenzionalne supramolekularne strukture: lipidi - gradniki biomembran in enostavnih lipidnih vesiklov, tekoče kristalna narava in fazni diagrami, heterogenost in dinamika bioloških membran, lipidni dvosloj kot okolje za strukturiranje membranskih proteinov, eksperimentalne tehnike: elektronska paramagnetna resonanca (EPR) z nespecifičnim spinskim označevanjem Amfifilni transportni sistemi - Trodimenzionalne supramolekularne strukture: lipoproteinski delci – struktura in funkcija, farmacevtski transportni sistemi na osnovi trdnih lipidnih nanodelcev, polisaharidne strukture na površini biomembran – primerjava strukture in funkcije med površinami evkariontske in prokariontske celice, eksperimentalne tehnike: rentgensko sipanje pri majhnih kotih (SAXS) Interakcije med biološkimi strukturami in bioaktivnimi molekulami: primeri interakcij med bioaktivnimi molekulami in makromolekulami, protein / toksin - membranski proteinski receptor, nanodelci in reaktivne molekule – nenasičeni deli gradnikov bioloških struktur, primeri interakcij med bioaktivnimi molekulami in supramolekularnimi strukturami, toksin / virusni plaščni protein – membranske domene, eksperimentalne tehnike: konfokalna fluorescenčna (mikro)spektroskopija (CFMS), superločljive mikroskopije, kot je STED