Okruhy otázek ke státním zkouškám

LRR / SZZR2 – Fyziologie rostlin

1. Co jsou principy pro volbu modelového organizmu? Jaké jsou základní dělení rostlinných modelových organizmů? Uveďte a popište alespoň 2 modelové rostliny a uveďte zástupce jejich tzv. 2 generace.
2. Popište základní znaky Arabidopsis jako modelového organizmu, proč jsou tyto znaky důležité, uveďte a stručně popište alespoň 3 další modelové rostliny. Které jsou modelové rostliny pocházející z jejich tzv. 3. generace? Které jiné skupiny modelových rostlin znáte?
3. Jaké známe základní typy interakcí mezi rostlinami a jejich okolím a proč tyhle interakce existují. Popište a uveďte příklady mutualistické interakce. Jaké známe kompetitivní a kooperativní interakce rostlin z jinými rostlinami? Uveďte význam a princip bakterií fixujících dusík.
4. Jaká interakce je interakci symbiotickou u rostlin? Jaké dělíme jejich interakce s houbami a bakteriemi dle struktury a funkce, popište je a uveďte, v čem se liší. Které houby/bakterie se na symbióze podílejí.
5. Popište a vysvětlete pojem fotomorfogeneze u rostlin a základní fotomorfogenické reakce. Vysvětlete funkci E3 ubiquitin ligázy kódované genem COP1.
6. Vysvětlete základní princip denního oscilátoru u rostlin (Arabidopsis) a mechanizmy regulace.
7. Popište základní reakce rostlin k červenému světlu zprostředkované fotoreceptory fytochromy, popište jejich strukturu a lokalizaci. Vysvětlete princip přenosu světelného signálu.
8. Popište základní reakce rostlin k modrému světlu zprostředkované fotoreceptory kryptochromy a fototropiny, popište jejich strukturu a lokalizaci. Vysvětlete princip přenosu světelného signálu.
9. Vysvětlete mechanizmus otevírání průduchů indukované modrým světlem prostřednictvím fototropinů.
10. Popište mechanizmus fototropizmu rostlin indukovaného modrým světlem.
11. Co jsou/je auxin a jak definujeme fytohormon? Popište základní strukturu a metody zkoumání fytohormonu auxinu. Definujte polární transport auxinu, jeho transport všeobecně a chemiosmotický model. Co jsou základní účinky auxinu v rostlinách, jak funguje v gravitropizmu? Stručně popište signální dráhu auxinu.
12. Uveďte historii zkoumání auxinu a princip jeho fungování ve fototropizmu. Jaké jsou jeho hlavní fyziologické účinky u rostlin? Stručně popište jeho biosyntézu. Uveďte příklady PIN transportérů a jejich význam pro transport auxinu a pohyb rostliny. Popište receptory auxinu, strukturu, funkci a jejich hlavní molekulární cíle.
13. Etylen jako fytohormon. Definujte fytohormony všeobecně. Uveďte historii zkoumání etylenu, význam ACC. Popište odpovědi rostlin a etylen, jeho hlavní fyziologické účinky a interakce s jinými hormony. Uveďte receptory a princip přenosu etylénového signálu.
14. Jaké jsou metody měření etylenu a ACC? Jak probíhá biosyntéza etylenu a které jsou hlavní enzymy. Popište signální dráhu etylenu a uveďte ji spolu s biosyntézou do evolučního kontextu. Charakterizujte transport etylénu a ACC a stručně jejich fyziologické účinky, podíl na stresových odpovědích.
15. Charakterizujte fytohormon kyselinu abscisovou. Popište ABA ve vývoji a růstu rostlin, základní reakce rostlin k ABA a mechanizmy působení ABA.
16. Vysvětlete základní principy signalizace ABA prostřednictvím receptorů PYR/PYL.

LRR / SZZR3 – Molekulární biologie rostlin

1. Popište modelovou rostlinu Arabidopsis a proč se stala modelovou rostlinou. Uveďte klíčové projekty výzkumu rostliny Arabidopsis.
2. Uveďte základní charakteristiky rostlinné buňky. Jaké jsou základní látky ze kterých je buňka složená a jaký je jejich význam? Popište buněční stěnu, plazmatickou membránu, mitochondrie a vakuoly, stručně cytoskelet, jejich strukturu, význam a zasazení do celkového metabolizmu buňky.
3. Které jsou základní metody zkoumání rostlinné buňky? Jaká je úloha ATP? Jak se rostlinná buňka liší od buněk jiných? Popište buněční stěnu, chloroplasty a jiné plastidy, plazmodezmata, endoplazmatické retikulum, jádro a jadérko, jejich funkce a význam pro buňku.
4. Vysvětlete mechanizmy regulace membránového transportu v rostlinné buňce. Popište fungování kanálů, přenašečů a pump. Co je pasivní a aktivní transport?
5. Popište základní mechanizmy indukce kvetení rostlin, vysvětlete principy genetické a molekulární analýzy vývoje květu. Popište vznik gamet a mechanizmy opylení a oplodnění.
6. Popište proces tvorby semene, dozrávání embrya a tvorbu endospermu.
7. Popište, co je dormance semen, uveďte typy dormance semen a mechanizmy. Vysvětlete úlohu některých rostlinných hormonů v procesu dormance.
8. Popište proces klíčení semen, vysvětlete úlohu giberelinů a kyseliny abscisové (ABA) v procesu klíčení semen. Objasněte úlohu světla v indukci klíčení semen.
9. Vysvětlete pojem abiotický stres. Uveďte typy abiotického stresu a některé mechanizmy, kterými rostlina reaguje k abiotickým stresům. Popište úlohu membránového transportu v odpovědích rostlin na abiotický stres. Vysvětlete úlohu ABA v reakcích rostlin k abiotickým stresům.
10. Gravitropizmus – charakteristika mechanizmu, dynamiky a významu pro rostlinu. Uveďte hlavní regulátory a popište jejich úlohy.
11. Co je programová smrt buňky (PCD)? Popište některé mechanizmy PCD. Uveďte typy programové smrti v životním cyklu rostliny.
12. Vysvětlete proces senescence (stárnutí) u rostlin a popište úlohu rostlinných hormonů (cytokininů, etylénu v procesu stárnutí.
13. Popište základní mechanizmy, kterými rostliny detekují a reagují na různé formy biotického stresu, mechaniku a dopad stresové odpovědi.
14. Uveďte úlohy konkrétních rostlinných hormonů a jiných látek v odpovědích na biotický stres. Stručně popište, jak rostlina biotický stres rozpoznává.
15. Minerální prvky – makroživiny rostlin a základní mechanizmy jejích příjmu a následného zpracování. Popište asimilaci síry.
16. Popište příjem a asimilaci dusíku a fosforu.
17. Minerální prvky – mikroživiny rostlin, základní mechanizmy a podmínky jejích příjmu a asimilace. Popište asimilaci draslíku jako makroživiny.
18. Vysvětlete příjem a asimilaci železa, zinku a mědi

LRR / SZZR4 – Bioanalytika, proteomika a metabolomika

1. Optické metody – povaha elektromagnetického záření, vlastnosti elektromagnetické vlny, veličiny, které ji charakterizují. Interakce mezi zářením a hmotou – polarimetrie (chiralita, optická otáčivost, využití v analýze biomolekul), nefelometrie a turbidimetrie (rozptyl světla, stanovení celkových bílkovin, albuminu a dalších proteinů). Princip absorpční spektrometrie v UV VIS oblasti a aplikace spektrálních metod.
2. Enzymové analytické metody – nomenklatura a klasifikace enzymů, jednotky enzymů, základy enzymové kinetiky, stabilizace enzymů. Enzymy jako analytická činidla – Warburgův optický test, enzymy jako diagnostické markery v biochemii, fyzikálně-chemické metody v enzymové analýze.
3. Biosensory – definice, základní pojmy, přehled fyzikálně-chemických převodníků biosenzorů. Jak fungují elektrochemické biosenzory, jaké jsou principy optických biosenzorů. Využití biosenzorův praxi – stanovení glukózy, tkáňové elektrody, imunosenzory, aplikace biosensorů pro detekci DNA.
4. Protilátky a imunochemické metody – principy analytických aplikací využívajících protilátky, kvantitativní imunoanalýza se značkou (fluorescenční, bioluminiscenční, radioaktivní, enzymová), homogenní a heterogenní imunoanalýza.
5. Analytika lipidů – charakteristika základní lipoproteinových tříd, metody extrakce lipidů z biologických vzorků, principy plynové chromatografie (GC) a kapalinové chromatografie (LC) při analýze lipidů, hmotnostní spektrometrie v lipidomice, metody kvantitativní a kvalitativní analýzy lipidů.
6. Identifikace/anotace metabolitů – ionizace, rozlišení a správnost hmoty, kalibrace a lockmass, fragmentační spektra, úrovně strukturní charakterizace, metody prohledávání databází, de-novo postupy, izolace.
7. Izotopové, aduktové a fragmentové ionty v LC-MS – vznik, metody určení, redukce dimensionality seskupením iontů, využití.
8. Statistické a vizualizační metody – variabilita, předzpracování dat, heatmapy, FDR, klasifikační metody, analýza – ordinační, shluková a korelační.
9. Typy metabolomických experimentu – design experimentu, příprava vzorku, kontaminace, cílená/necílená analýza, analýza primárních a sekundárních metabolitů, přístupy – klasifikační, mapovací a vyhledávací.
10. Sběr dat a kvantitativní analýza chromatogramu v LC-MS – standardní MS, DIA/DDA, profile vs. centroid, filtrování, vyhlazení, integrace a dekonvoluce, alignment, normalizace, seskupení iontů.
11. Peptidové mapování (PMF) – příprava vzorků a postup identifikace proteinů, základní charakteristiky a omezení tohoto přístupu? Popište způsob interpretace získaných spekter a jejich použití pro identifikaci proteinů (vyhledávací algoritmy a databáze). Uveďte přístroje, které se u toho přístupu využívají a proč?
12. Peptidové sekvenování (PS, MS/MS) – příprava vzorků, postup identifikace peptidů a proteinů, základní charakteristiky tohoto přístupu. Popište způsob interpretace získaných spekter a jejich použití pro identifikaci proteinů (vyhledávací algoritmy a databáze). Uveďte přístroje, které se u tohoto přístupu používají a proč?
13. Fragmentace peptidů v hmotnostní spektrometrii – techniky fragmentace peptidů v hmotnostní spektrometrii (CID, ETD, ECD, SID, IRMPD, HCD); jejich principy, vlastnosti, typy iontových sérií a použití. Nomenklatura fragmentace peptidů (iontové série vs. způsob aktivace).
14. Kvantitativní proteomika – vysvětlení pojmů, obecné dělení metod pro kvantitativní proteomiku. Definice ideálního standardu pro hmotnostní spektrometrii, použití kvantitativní proteomiky. Výhody/nevýhody různých přístupů ke značení proteinů a peptidů v kvantitativní proteomice z hlediska přesnosti analýzy.
15. Dvoudimenzionální polyakrylamidová elektroforéza – vysvětlení pojmů, princip metody, uspořádání, provedení a vlastností; aplikace při analýze proteinů, výhody/nevýhody této techniky; technika DIGE, princip, výhody, provedení a použití.