NBIA06001U Biokemi 2: Protein og nukleinsyre biokemi, molekylær- og cellebiologi (Biokemi2)

Årgang 2013/2014
Engelsk titel

Biochemistry 2: Protein and nucleic acid biochemistry, molecular biology and cell biology (Biokemi2)

Uddannelse
Bacheloruddannelsen i biokemi
MSc Programme in Bioinformatics
Kursusindhold
Kurset gennemgår vigtige principper i biokemien og vil være baseret på en gennemarbejdning af mekanismerne bag klassisk molekylærbiologi, dvs. nukleinsyrekemi, DNA replikation og reparation, homolog DNA rekombination, transskription samt translation. Proteinkemiundervisningen omfatter proteiners kemiske og strukturelle egenskaber, foldning, stabilitet, og nedbrydning, protein-protein interaktioner, rekombinant proteinekspression, metoder til proteinoprensning og karakterisering, co- og post-translationelle modifikationer, proteindatabaser og basal in silico sekvens- og strukturanalyse, samt udvalgte eksempler til illustration af sammenhængen mellem proteiners struktur og funktion i en cellulær kontekst.
Målbeskrivelser

I. Molekylæbiologidelen

Viden:
  • Molekylære mekanismer i de basale processer som foregår i celler fra livets tre domæner (bakterier, archaea og eukaryoter), herunder DNA replikation, DNA reparation, RNA transkription, og protein biosyntese i ribosomet
  • Regulering af genekspression, processering af RNA, og splejsning af RNA molekyler
  • struktur og funktion af DNA og RNA og mekanismer for transposition
  • struktur og funktion af vira samt replikation af plasmider og vira

 

Færdigheder:
  • Analysere resultater af skæringer af et plasmid med restriktionsenzymer og kortlægge plasmidet
  • Identificere genmutationer ved at analysere DNA sekvenser og opdage deres påvirkninger på sekvensen af den kodende protein
  • Analysere resultater af genetiske komplementation af mutationer i prokayoter

Kompetencer:

Baseret på kurset vil den studerende opnå komptencer til at diskutere, evaluere og perspektivere problemstillinger i basale molekylærprocesser herunder DNA replikation, DNA reparation, RNA transkription, og protein biosyntese i ribosomet  samt regulering af genekspression, processering af RNA, og splejsning af RNA molekyler ved hjælp af originallitteratur.

 

II. Proteindelen:

Viden:
  • Aminosyrernes fysisk-kemiske egenskaber, samt proteiners kemiske og strukturelle egenskaber (primær, sekundær, tertiær og kvarternær struktur, konformation, supersekundære motiver og proteinklasser).
  • Begreber som (protein)domæne, samt similaritet og homologi på både sekvens- og strukturniveau.
  • Centrale sekvens- og strukturdatabaser.
  • Basale principper indenfor proteinfoldning, stabilitet og nedbrydning samt ubiquitin-proteasomsystemet.
  • Principperne for membranproteiners strukturelle opbygning.
  • Principperne for protein-ligand og protein-protein interaktioner, samt  grundlæggende relaterede begreber som dissociationskonstant, kooperativitet, og aviditet.
  • Principperne for heterolog proteinekspression i forskellige organismer.
  • Basale oprensnings- og analyseteknikker så som forskellige kromatografiske metoder, SDS-PAGE, fluorescens- og CD-spektroskopi, samt proteinstrukturbestemmelse ved NMR-spektroskopi og røntgenkrystallografi.
  • Co- og post-translationelle modifikationer og deres indflydelse på proteiners struktur og cellulære funktion.
  • Udvalgte eksempler på hvordan specifikke proteiners struktur relaterer til deres funktionelle egenskaber i en cellulær kontekst.

 

Færdigheder:

Indenfor proteinområdet vil den studerende lære at anvende udvalgte sekvens- og strukturdatabaser til at foretage en basal karakterisering af en proteinsekvens på forskellige strukturniveauer, samt til at identificere specifikke funktionelle sekvensmotiver. Desuden vil den studerende kunne foretage basal kvantitativ analyse af bindingsdata (så som Scatchard plot) for protein-ligand og protein-protein interaktioner, samt vurdere fordele og ulemper ved heterolog proteinekspression i forskellige organismer. Den studerende også blive i stand til at designe en oprensningsstrategi for et givent protein baseret dets på overordnede strukturelle og fysisk-kemiske egenskaber. Endelig vil der opnås færdigheder i at læse, forstå og kommunikere (mundtligt) biokemisk originallitteratur.


Kompetencer:

Baseret på kurset vil den studerende opnå komptencer til at diskutere, evaluere og perspektivere problemstillinger af biokemisk karakter i relation til kursets emneområder, samt til selvstændigt at sætte sig ind i specifikke biokemiske emneområder ved hjælp af originallitteratur.  

Alle kurser beliggende i 1. års blok 1 og 2 i studieordningen for bacheloruddannelsen i biokemi skal være bestået. Øvelsesdelen af Biokemi1 skal være godkendt.
Alle kurser beliggende i 1. års blok 1 og 2 i studieordningen for bacheloruddannelsen i biokemi skal være bestået. Øvelsesdelen af Biokemi1 skal være godkendt.
Forelæsninger og eksaminatorier. Der vil desuden være afsat tid til forberedelse og opgaveregning.
Visse forelæsninger kan være på engelsk, men eksamen vil kun blive formuleret på dansk.
Fordelingen på eksaminatoriehold vil blive annonceret på kursets hjemmeside.
  • Kategori
  • Timer
  • Eksamen
  • 4
  • E-læring
  • 56
  • Forberedelse
  • 160
  • Forelæsninger
  • 28
  • Kollokvier
  • 120
  • Teoretiske øvelser
  • 42
  • Vejledning
  • 2
  • I alt
  • 412
Point
15 ECTS
Prøveform
Skriftlig prøve, 4 timer med opsyn.
---
Hjælpemidler
Uden hjælpemidler
Bedømmelsesform
7-trins skala
Censurform
Ekstern censur
Kriterier for bedømmelse
For at få karakteren 12 skal den studerende kunne:

Molekylærbiologi:
  • Redegøre sikkert og overbevisende for de molekylære mekanismer i de basale processer som foregår i celler fra livets tre domæner (bakterier, archaea og eukaryoter), herunder DNA replikation, DNA reparation, RNA transkription, og protein biosyntese i ribosomet.
  • Identificere og velbegrundet relatere de forskellige mekanismers indbyrdes sammenhæng
  • Forstå og redegøre overbevisende for regulering af genekspression, processering af RNA, og splejsning af RNA molekyler
  • Forstå og redegøre sikkert for struktur og funktion af DNA og RNA og mekanismer for transposition
  • Forstå og redegøre sikkert for de regulatoriske mekanismer baseret på små RNAer.

Proteinkemi:
  • Redegøre for aminosyrers fysisk-kemiske egenskaber, samt proteiners kemiske og strukturelle egenskaber (primær, sekundær, tertiær og kvarternær struktur, konformation, supersekundære motiver og proteinklasser).
  • Forstå og redegøre for begreber som domæne, samt similaritet og homologi på både sekvens- og strukturniveau.
  • Kende centrale sekvens- og strukturdatabaser, og anvende disse til basal karakterisering af en proteinsekvens på forskellige strukturniveauer.
  • Forstå og redegøre for basale principper indenfor proteinfoldning, stabilitet og nedbrydning samt ubiquitin-proteasomsystemet.
  • Forstå principperne for membranproteiners strukturelleopbygning.
  • Forklare principperne for protein-ligand og protein-protein interaktioner, forstå og redegøre for grundlæggende begreber (dissociationskonstant, kooperativitet, aviditet), samt kunne foretage basal kvantitativ analyse af bindingsdata (Scatchard plot).
  • Kende principperne for, samt vurdere fordele og ulemper ved, heterolog proteinekspression i forskellige organismer.
  • Forstå og redegøre for basale oprensnings- og analyseteknikker så som forskellige kromatografiske metoder, SDS-PAGE, fluorescens- og CD-spektroskopi, samt proteinstrukturbestemmelse ved NMR-spektroskopi og røntgenkrystallografi.
  • Kende co- og post-translationelle modifikationer og beskrive deres indflydelse på proteiners struktur og cellulære funktion.
  • Beskrive udvalgte eksempler på hvordan specifikke proteiners struktur relaterer til deres funktionelle egenskaber i en cellulær kontekst.