Kursplan för Experimentella metoder i strukturbiologi

Experimental Methods in Structural Biology

Kursplan

  • 10 högskolepoäng
  • Kurskod: 1MB447
  • Utbildningsnivå: Avancerad nivå
  • Huvudområde(n) och successiv fördjupning: Teknik A1N

    Förklaring av koder

    Koden visar kursens utbildningsnivå och fördjupning i förhållande till andra kurser inom huvudområdet och examensfordringarna för generella examina:

    Grundnivå
    G1N: har endast gymnasiala förkunskapskrav
    G1F: har mindre än 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    G1E: innehåller särskilt utformat examensarbete för högskoleexamen
    G2F: har minst 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    G2E: har minst 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav, innehåller examensarbete för kandidatexamen
    GXX: kursens fördjupning kan inte klassificeras.

    Avancerad nivå
    A1N: har endast kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    A1F: har kurs/er på avancerad nivå som förkunskapskrav
    A1E: innehåller examensarbete för magisterexamen
    A2E: innehåller examensarbete för masterexamen
    AXX: kursens fördjupning kan inte klassificeras.

  • Betygsskala: Underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4), med beröm godkänd (5)
  • Inrättad: 2017-03-07
  • Inrättad av: Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden
  • Reviderad: 2019-10-21
  • Reviderad av: Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden
  • Gäller från: vecka 27, 2020
  • Behörighet: 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.)
  • Ansvarig institution: Institutionen för biologisk grundutbildning

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 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
  • 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.

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: Kryo-EM, XFEL single particle imaging, SAXS, NMR
Fokus kommer att ligga på kryo-elektronmikroskopi som på senare år utvecklats starkt och snabbt är på väg att bli ett attraktivt alternativ till röntgenkristallografi för strukturbestämning av större (>250 kDa) biologiska makromolekyler, men även XFEL single particle imaging, SAXS och NMR kommer att introduceras.

Undervisning

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

Examination

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

Litteratur

Litteraturlista

Gäller från: vecka 27, 2020

  • Rupp, Bernhard. Biomolecular crystallography : principles, practice, and application to structural biology

    New York: Garland Science, c2010.

    Se bibliotekets söktjänst

    Obligatorisk

  • Goodman, Joseph W. Introduction to Fourier optics

    3. ed.: New York: McGraw-Hill, cop. 2005

    Se bibliotekets söktjänst

Vetenskapliga artiklar kommer dessutom att användas under kursen.