Strukturell Molekylærbiologi

Masteremne

Emnebeskrivelse

Mål og innhald

Mål:

Kurset tar sikte på å gi studentane kunnskap om forholdet mellom biomakromolekylers struktur og deira funksjon, og ferdigheitar for å løyse relevante problemstillingar. Studentane skal lære korleis ein løyser strukturer, korleis ein analysere disse, og korleis ein forstår deira biologiske- og biomolekylære eigenskapar. Det vil bli lagt vekt på korleis fleire biomakromolekyler dannar større kompleks, og korleis desse gjer opphav til eigenskapar som er viktige for celler og organismar. Å utvikle studentar sine evne til å løyse problem i strukturbiologi på eit avansert nivå er eit viktig mål i kurset.

Innhald:

Kursets primære biomolekylære fokus er protein. Andre biomolekyler og kompleks av biomolekyl vil generelt berre bli diskutert i forbindelse med deira forhold til protein. Tema som vil bli dekket inkluderer korleis aminosyrer blir organisert i primær-, sekundær-, tertiær- og høgareordensstruktur og kompleks, og korleis funksjonelle proteineigenskapar deretter dukkar opp som følgje av dette. Kurset vil tilby introduksjonar i relevant metodikk, spesielt korleis ein løyser og utforskar proteinstruktur eksperimentelt og ved rekneteknikkar. Det legg til grunn forkunnskapar i grunnleggande proteinkjemi, cellebiologi og biokjemi, samt bruk av av multiple sequence alignments. Kurset vil bygge på konsept som allereie er introdusert tidlegare, inkludert proteinfolding, allosteri, katalyse og enzymologi, ligand- og effektorbinding, posttranslasjonelle modifikasjonar og molekylær signalisering. Eit viktig aspekt av kurset vil være korleis alle disse fenomena regulerer proteinfunksjon. Kurset vil også diskutere det strukturelle og biokjemiske grunnlaget for molekylær signalisering, samt enzymfunksjon frå et strukturelt, kinetisk og termodynamisk perspektiv. Proteinevolusjon frå eit sekvens- og strukturperspektiv vil bli dekket, samt et spektrum av molekylære emne innan protein-ligand interaksjon, proteinfolding og danning av makromolekylære strukturar. Metodar, spesielt dei som er nytta til å løyse og analysere struktur, folding og bindingsåtferd, vil bli introdusert og diskutert med syne på å forbetre studentens evne til å planlegge kordan dei skal nærme seg og løyse praktiske og teoretiske problem innan strukturell og molekylær biologi.

Læringsutbyte

Etter avlagt kurs skal studenten ha følgande læringsutbytte definert i form av kunnskap, ferdigheiter og generell kompetanse:

Kunnskap

Studenten kan forklare i detalj om

  • krefter og effektar som fører til at proteinstruktur dannast, og de forskjellige nivåa av proteinstruktur, frå aminosyrenivået til større, kvartære kompleks
  • korleis et protein bruker sin strukturelle organisasjon for å oppnå eigenskapar som ikkje førekomer i individuelle komponentar av proteinet
  • proteinklassifisering etter struktur og funksjon
  • korleis disse eigenskapane understøtter funksjonen på molekylært nivå i en levende organisme
  • korleis enzym oppnår sine spesielle eigeskapar
  • korleis disse proteinfunksjonane styres av modifikasjon, lokalisering og effektorinteraksjonar
  • Massespektrometri, Cryo-EM, NMR, røntgendiffraksjon og berekningsteknikkar for å bestemme proteinstrukturen på fleire organiseringsnivå
  • I tillegg til metodane over: CD, fluorescens, og andre relevante metodar for å studere proteinfold, stabilitet, binding og funksjon
  • korleis evolusjon verker på proteins primærsekvens, struktur og funksjon

Ferdigheiter

Studenten er i stand til å

  • analysere struktur-funksjonsforhold når dei blir presentert med biologisk og strukturell informasjon
  • forklare (munnleg og skriftleg) korleis emne skissert ovanfor verker samen i celleprosesser, her under signaltransduksjon, endo/eksocytose, cellemotilitet og genregulering
  • velgje riktig metodikk for å svare på enkle (og kanskje også vanskelege) spørsmål relevant for eit gitt problem innan strukturbiologi og molekylærbiologi
  • bruke informasjon frå metodar som er relevante for emnet til å løyse problem relatert til proteina sine struktur og funksjon
  • orientere seg i den romlege og tidsmessige skalaen som er forbundet med makromolekylær funksjon (altså grovt sett Ångstrøm til nanometer, picosekund-til-millisekund)
  • løyse teoretiske oppgåver knytta til tema som er diskutert i kurset
  • bruke PyMol, et program for å jobbe med proteinstrukturer, på nybegynnernivå
  • arbeide i en gruppe for å lage ei (obligatorisk) skriftleg oppgåve om et MOL310-relevant emne gruppene veler frå ei liste av oppgåver. Dei må også gje konstruktiv vurderingar og tilbakemeldingar på andre grupper sine oppgåver. Oppgåvene må holde et godt nivå (studentanes innsikt, klarheit i presentasjonen og riktig bruk av terminologi er somme av kriteria).

Generell kompetanse

Studenten har

  • evne til å sette omgrep diskutert i MOL310 i en breiare biologisk og kjemisk kontekst, og dessutan trekkje sine eigne konklusjonar uavhengig av eksisterande materiale
  • løyse problemer innan strukturbiologi på eit avansert nivå
  • forstått korleis bestemt protein oppnår sine spesifikke og unike eigenskapar
  • evne til å formidle kvalitative og kvantitative aspektar av strukturell molekylærbiologi, munnleg og skriftleg, med både spesialistar og ikkje-spesialistar som målgruppe
  • evne til å navigere, forstå og nytte seg av proteinklassifisering, innhald i The Protein Databank og UniProt for vitskapelege kommunikasjon (dvs. den skriftlege oppgåva)
  • bruke vitskapelege kjeldar og verktøy for å løyse problem innan strukturbiologi

Studiepoeng, omfang

10 studiepoeng

Studienivå (studiesyklus)

Master

Undervisningssemester

Vår.

Emnet har eit avgrensa tal på plassar og inngår i undervisningsopptaket ved MN-fakultetet. Fristen for å melde seg til undervisning i emnet er onsdag i veke 2. Du får svar på om du har fått plass på emnet på Studentweb seinast måndag i veka etter fristen.

Det er obligatorisk oppmøte på første forelesing/orienteringsmøtet, og du kan risikere å miste plassen om du ikkje møter. Dersom du ikkje kan møte på første forelesing/orienteringsmøtet må du kontakte studieseksjonen på e-post: studie.bio@uib.no. Tidspunkt for første forelesing/orienteringsmøtet finn du i timeplanen under «Ressursar» øvst til høgre eller på Mitt UiB.

Undervisningsstad

Bergen
Krav til forkunnskapar
Bachelorgrad i molekylærbiologi, biologi eller kjemi. Utdanningar med tilsvarande vekt og et biomolekylært fokus kan vurderast. Uavhengig av eksakt bakgrunn er god kunnskap innan aminosyrebiokjemi, proteinkjemi, cellebiologi, multiple sequence alignements, samt kjennskap til generell og organisk kjemi eit krav.
Tilrådde forkunnskapar
Generell god bakgrunn i organisk kjemi og molekylærbiologi.
Studiepoengsreduksjon
MOL305: 15 studiepoeng
Krav til studierett
For opptak til emnet er det krav om ein studierett knytt til eit masterprogram//Ph.d-utdanninga ved Det matematisk-naturvitskaplege fakultet samt at du oppfyller forkunnskapskrava.
Arbeids- og undervisningsformer
Forelesningar, kollokvie, workshops, problemløysing i forelesningar, gruppearbeid, organiserte studentfagfeller-tilbakemeldingar
Obligatorisk undervisningsaktivitet

Obligatorisk oppmøte til orienteringsmøte angåande skriftleg oppgåve.

Gjennomføring av skriftleg gruppearbeid, samt studentfagfellevurdering av andre grupper sine arbeid.

Gjennomførte aktivitetar er gyldig i seks semester (undervisningssemesteret og dei fem påfølgande semestera). All obligatorisk aktivitet må vere godkjend før ein kan ta eksamen.

Første forelesing/orienteringsmøtet er obligatorisk.

Vurderingsformer

Digital skriftleg skuleeksamen 4t (100%).

Skriftelg skuleeksamen må vere fullført, og obligatorisk aktivitet godkjent, for å få karakter i emnet i undervisningssemesteret.

For semester utan undervisning kan studenten avleggje skriftleg skuleeksamen dersom dei har godkjend obligatorisk aktivitet.

Karakterskala
Ved sensur av emnet vert karakterskalaen A-F nytta.
Vurderingssemester
Det er ordinær eksamen kvart semester.
Litteraturliste
Litteraturlista vil vere klar innan 01.07. for haustsemesteret og 01.12. for vårsemesteret.
Emneevaluering
Studentane skal evaluere undervisninga i tråd med UiB og instituttet sitt kvalitetssikringssystem.
Hjelpemiddel til eksamen
Enkel kalkulator tillat, i samsvar med fakultetets regler.
Programansvarleg
Programstyret har ansvar for fagleg innhald og oppbygging av studiet og for kvaliteten på studieprogrammet og alle emna der.
Emneansvarleg

Programansvarleg

Programstyret har ansvar for fagleg innhald og oppbygging av studiet og for kvaliteten på studieprogrammet og alle emna der.

Administrativt ansvarleg

Det matematisk-naturvitskaplege fakultet ved Institutt for biovitskap har det administrative ansvaret for emnet og studieprogrammet.

Administrativt ansvarleg
Det matematisk-naturvitskaplege fakultet ved Institutt for biovitskap har det administrative ansvaret for emnet og studieprogrammet.