Všeobecná biológia

Hodnotenie:1. Test: z tém prednášaných v rámci

kurzu, 40 bodov2. Esej na tému: Najinšpiratívnejší biológ

histórie (max 1 A4 strana)*, 10 bodovNa absolvovanie kurzu: min 25 bodov

http://www.biocenter.sk/lt.html

*hodnotené bude hlavne zdôvodnenie výberu

Termíny skúšok (zapísať sa do AIS)

Riadny termín: 15.5.2015, CH1-1, 8:10Vytlačenú esej odovzdať najneskôr do 7.5.2015, obálka

pri miestnosti CH1-202)1. opravný termín: 28.5.2015, CH1-1,

9:00Vytlačenú esej odovzdať (ak nebola odovzdaná pri

riadnom termíne) najneskôr do 21.5.2015, obálka pri miestnosti CH1-202)

2. opravný termín: 3.6.2015, B1-305, 9:00Vytlačenú esej odovzdať (ak nebola odovzdaná pri

riadnom termíne) najneskôr do 28.5.2015, obálka pri miestnosti CH1-202)

Odporúčaná literatúra

Predmet:(Všeobecná)biológia)(Zodpovedný:(Ľ.(Tomáška((Letný(semester(2015,(CH1?1,(piatok(8:10?9:40((Forma:(Prednášky(Rozsah:(2(hodiny(Hodnotenie:(Test,(esej((Najinšpiratívnejší(biológ/biologička;(rozsah(1(A4(strana).(Ďalšie(podmienky(viď(prezentácia(1.((Anotácia:*Biológia(je(experimentálnou(vedou(o(živote.(V(prvej(faze(kurzu(budú(predstavené(základné(

charakteristiky( vedeckého( experimentu,( resp.( bude( hľadané( akceptovateľná( definícia(

života.( Následne( sa( kurz( bude( zaoberať( základnými( charakteristikami( života( a(formulovaním( princípov,( ktoré( sú( platné( pre( všetky( živé( organizmy.( Budú( identifikované(

možnosti,( ktoré( poskytuje( matematika,( fyzika( a( chémia( pre( štúdium( biologických(

fenoménov.(Kurz(je(z(veľkej(časti(postavený(na(téze(T.(Dobzhanského:(“Nič$v$biológii,$čo$nie$je$ vo$ svetle$ evolúcie,$ nedáva$ zmysel.”( Budú( prezentované( základné( princípy( modernej(evolučnej( teórie( a( demonštrované( na( príkladoch( vychádzajúcich( z( laboratórnych( i(

prírodných(experimentálnych(pozorovaní.(Časť(kurzu(bude(venovaná(otázkam(spojeným(s(

uplatnením( všeobecnoQbiologických( princípov( na( vysvetlenie( fenoménov( spojených( s(

človekom(a(ľudskými(populáciami:(ktoré(vlastnosti(zdieľami(s( inými(živočíchmi(a(ktoré(sú(unikátne( pre( ľudí;( do( akej( miery( sú( tieto( vlastnosti( určované( našimi( biologickými(

predispozíciami(a(do(akej(miery(sú(výsledkom(kultúrnej(evolúcie.(

!Program*kurzu:*História( biológie( ako( vednej( disciplíny.( Základné(pojmy( a(terminológia.( Základné(princípy(

evolučnej( teórie.( Evolučná( teória( vo( svetle( zdanlivých( evolučných( paradoxov( (prečo(

mláďatá(niektorých(druhov(hmyzu(požierajú(svoje(matky(zvnútra,(čo(má(spoločné(a(aký(má(význam(neštandartný( životný( cyklus( bambusov( a( cikád,( perfekcionizmus( v(prírode( a( jeho(

evolučné( zdôvodnenia).( Biológia( versus( ideológia.( Fyzika,(matematika( a( chémia( v( biológii.(Koncepcia( sebeckého( génu,( jej( prednosti( a( obmedzenia.( Živé( organizmy( ako( nástroje(

prežívania(génov.(Programovaná(bunková(smrť(ako(paradigma(teórie(sebeckého(génu(a(jej(implikácie( pre( ontogenézu( a( medicínu.( Evolúcia( kooperácie,( evolučné( stabilné( stratégie,(

dilema(väzňa,(teória(hier.(Agresivita,(jej(príčiny(a(evolučný(význam.(Sociobiológia:(inšpirácie(

a( limitácie.( Typy( spoločenstiev,( socialita,( koncepcia( superorganizmu,( deľba( práce( v(

spoločenstvách(živých(organizmov.(Pôvod(človeka,(formulovanie(základných(charakteristík(ľudskej( prirodzenosti,( predpoklady( vzniku( kultúry,( koncepcia( mému,( základné( princípy(

kultúrnej( evolúcie,( rozdiely( v(mechanizmoch( a(rýchlosti( kultúrnej( a(biologickej( evolúcie,(

kultúrne( adaptácie( a(maladaptácie,( koevolúcia( kultúry( a(génov.(Evolúcia( jazyka.( (Hľadanie(

spoločného(jazyka(prírodovedcov(a(sociálnych(vedcov(ako(výzva(pre(21.(storočie.(((

Campbell,(N.A.,(Reece,(J.B.((2006).(Biologie,((český(preklad),(Computer(Press.(

Heller,(C.,(Purves,(WQK.,(Sadava,(D.,(Orians,(G.H.((2009).(Life:(The(Science(of(Biology.(9th(Edition,(W.H.(Freeman.(

Darwin,(Ch.((2006).(Pôvod(druhov.(Kalligram.(

Dawkins,(R.((1998)(Sobecký(gen.(Mladá(Fronta,(Praha.(

Ridley,(M.((2000).(Původ(cnosti.(Portál,(Praha.(( (Lorenz,(K.((1992)(Takzvané(zlo.(Mladá(Fronta,(Praha.(

Cieľ kurzu:

Na vybraných témach demonštrovať základné všeobecno-biologické princípy

Program kurzu:

•  Prečo nie sú živé organizmy nesmrteľné?•  Komunikácia medzi bunkami ako základ bunkovej

diferenciácie•  Význam chémie pre vývinovú biológiu •  Pohlavné rozmnožovanie a jeho paradoxy•  Robustnosť v biológii •  Význam stochastických procesov v biológii•  Základné princípy biológie správania•  Kooperatívne správanie a altruizmus: Príklady a možné

vysvetlenia•  Homo sapiens a ostatní primáti: Podobnosti a rozdiel

Prednáška 1

Prečo nie sú živé organizmy nesmrteľné?

"My Wife and My Mother-in-Law," W.E. Hill (1915)

Starnutie je univerzálny biologický fenomén

Starnutie je sprevádzané zmenami charakteristickými pre príslušný biologický druh

Nature 492, S10–S11 (2012)

Zmeny spevádzajúce starnutie nemusia byť evidentné na prvý pohľad. Preto potrebujeme definíciu starnutia

Slovenčina je presná...

Všetko je inak... Ale inak je všetko po starom.Aj na priznanie zbabelosti je treba veľký kus odvahy.Čo dokáže urobiť božská iskra v hlave plnej slamy!

Ale neplatí to univerzálne

Tomáš Janovic

Angličtina, na rozdiel od slovenčiny, má dva termíny označujúce dve rôzne formy starnutia

SENESCENCE: s pribúdajúcim vekom sa zvyšuje pravdepodobnosť smrti

AGING: zvyšovanie veku

prež

ívan

ie (%

)pr

ežív

anie

(%)

prež

ívan

ie (%

)pr

ežív

anie

(%)

vek (dni) vek (dni)

vek (dni) vek (delenia)

Starnutie je možné popísať pomocou tzv. Gompertzových kriviek

Pri starnutí dochádza k hromadeniu poškodení na bunkovej úrovni

Mutácia v mtDNA

Hromadenie mutácií v mtDNA

Strata bunkových funkcií

Denham Harman(1916)

ROS, reaktívne formy kyslíka(reactive oxygen species)

Pri starnutí dochádza k hromadeniu poškodení na bunkovej úrovni

Rýchlosť starnutia živých organizmov koreluje s metabolickou rýchlosťou a tým aj rýchlosťou produkcie ROS

•  Čím menší živočích, tým vyššia metabolická rýchlosť:prečo sa však niektoré vtáky (napr. holuby) a netopiere dožívajú 10-násobne vyššieho veku ako potkany?

Možné vysvetlenie: mitochondrie rôznych druhov sa odlišujú v schopnosti prepúšťať ROS do cytoplazmy

Sú radikály kyslíka nevyhnutne „zlé“ molekuly?

1.  Reaktívne formy kyslíka (ROS) ako signálne molekuly (antioxidanty preto vhodným nástrojom na spomalenie starnutia)

2.  ROS spúšťajú programovanú bunkovú smrť (a tak zabraňujú nádorovej transformácii)

M1Hayflickov limit

M2„Kríza“

Nesmrteľnosť

50-100 generácií

20-30 generácií

?

Bunky v starnúcom tele strácajú schopnosť deliť sa

Leonard Hayflick

Replikácia DNA

U starnúcich ľudských buniek dochádza k skracovaniu chromozómov

M1Hayflickov limit

M2„Kríza“

Nesmrteľnosť

50-100 generácií

20-30 generácií

?

Skracovanie chromozómov sa podieľa na určovaní počtu delení, ktoré môže absolvovať bunková línia

Leonard Hayflick

Mutácia vedúca k stabilizácii telomér

Mladé bunky: Staré bunky:

Veľkosť: malé veľkéBunkový povrch: hladký drsnýDcérske bunky: plná dĺžka života redukovaná dĺžka

25-30 delení

jazva

Starnutie (senescencia) kvasiniek súvisí s asymetrickým bunkovým delením