Behörighetskrav

120 hp inom Civilingenjörsprogrammet i molekylär bioteknik inklusive Linjär algebra och geometri I, Bioinformatisk strukturbiologi samt en av kurserna Elektromagnetism och vågrörelselära eller Tillämpad fysik för molekylär bioteknik. Engelska 6. (Med en svensk kandidatexamen uppfylls kravet på engelska.)

Mål

Kursen ger en introduktion till metoder för strukturbestämning av biologiska makromolekyler med särskilt fokus på diffraktionsbaserade metoder.

Efter godkänd kurs ska studenten kunna:

• redogöra för grundläggande Fourier-optikteori och dess tillämpning för strukturbestämning av biologiska makromolekyler
• redogöra för grundläggande teori och begrepp för strukturbestämning med transmissionselektronmikroskopi (TEM) inklusive kryo-elektronmikroskopi
• redogöra för grundläggande metoder som används för strukturbestämning med elektronmikroskopi
• redogöra för grundläggande begrepp inom röntgenkristallografisk teori
• redogöra för grundläggande metoder som används inom makromolekylär kristallografi
• bygga modeller av makromolekyler med hjälp av elektrontäthetskartor och analysera sådana modellers möjliga fel med hjälp av olika valideringsmetoder
• kritiskt granska och utvärdera strukturer lösta med röntgenkristallografi eller kryo-elektronmikroskopi
• redogöra för förutsättningar och begränsningar för olika strukturbestämningsmetoder och för vilken information de olika metoderna ger.

Innehåll

Grunder

Den här kursdelen täcker grundläggande koncept och teori inom diffraktions- (m.a.p. både röntgen- och elektrondiffraktion) och Fourieroptik och ger en grund för att förstå flera av de viktigaste strukturbiologiska strukturbestämningsmetoderna (röntgendiffraktion, (kryo)-elektronmikroskopi). Koncepten och teorin utvecklas och tillämpas i senare delar av kursen.

Kryo-elektronmikroskopi

I den här kursdelen behandlas teori och metodik för högupplöst strukturbestämning av biologiska makromolekyler med hjälp av kryo-elektronmikroskopi. Studenterna får praktisk erfarenhet av behandling av kryo-elektronmikroskopidata hela vägen från CTF-korrigering till 3D-klassificering och förfining.

Röntgenkristallografi

Här utvecklas teorin for röntgenkristallografi och dess tillämpning inom moderna metoder för strukturbestämning av biologiska makromolekyler. Insamling och bearbetning av data från synkrotronbaserade röntgenljuskällor, experimentell fasvinkelbestämning, tolkning av elektrontäthetskartor, och modellering, förfining och validering av strukturmodeller kommer att behandlas. Studenterna får här även praktisk erfarenhet av samtliga väsentliga steg i en strukturbestämning. Kursdelen ger studenterna den kunskap och erfarenhet som behövs för att kritiskt granska och utvärdera strukturer lösta med röntgenkristallografi.

Andra metoder

I en serie föreläsningar ges en introduktion till andra komplementära metoder (t.ex. XFEL single particle imaging, seriell kristallografi, SAXS/SANS).

Undervisning

Föreläsningar, litteraturseminarier, laborationer, datorövningar och strukturbestämningsprojekt. Deltagande i seminarier, laborationer, datorövningar och projekt är obligatorisk.

Examination

Skriftligt prov (6 hp). Seminarier, övningar, laborationer och projekt (4 hp).

Om särskilda skäl finns får examinator göra undantag från det angivna examinationssättet och medge att en enskild student examineras på annat sätt. Särskilda skäl kan t.ex. vara besked om särskilt pedagogiskt stöd från universitetets samordnare för studenter med funktionsnedsättning.