 |
Перелік вибіркових навчальних дисциплін |
 |
Перелік
вибіркових навчальних дисциплін,
викладання яких забезпечує
кафедра біофізики та медичної інформатики
Опановування всіх навчальних дисциплін за напрямом на рівні не нижче ніж 75 балів
додатково дає можливість отримати відповідну професійну кваліфікацію
| Освітній рівень «Бакалавр» | |
| 7 семестр | |
| «Біофізика м'язового скорочення і клітинної рухливості» |
|
 |
Дисципліна розглядає будову, типи та функції м’язів: скелетних, серцевого та гладеньких м’язів. Висвітлює сучасні уявлення про будову саркомеру і скоротливих білків, особливості їх функціонування, механізми м’язового скорочення та енергетику цього процесу. Значна частина курсу присвячена розгляду механізмів регуляції скорочення скелетних м’язів, міокарду, гладеньких м’язів судин та порожнистих органів. Особлива увага надається клінічному значенню цих сигнальних шляхів та перспектив їх дослідження в контексті пошуку нових способів запобігання та корекції патологій. У процесі вивчення нем’язових форм рухливості, студенти вивчають і порівнюють функціонування крокових та обертальних білкових моторів. |
| «Оптичні і спектроскопічні методи дослідження в біології» |
|
 |
Під час вивчення курсу значна увага приділяється формуванню у студентів уявлення про роботу спектроскопічного обладнання на фізичному рівні, розумінню підходів до організації та проведення вимірювань. Предмет навчальної дисципліни охоплює вивчення системних підходів до вивчення та розуміння роботи спектроскопічних приладів та їх використання в біології. У ході вивчення дисципліни увага звертається на практичне застосування і значення таких методик для вирішення різноманітних наукових задач сучасної біології, можливості спектроскопічних методів дослідження, сучасні тенденції та напрямки фундаментальних та прикладних досліджень в галузі біофізики. |
| «Біоенергетика і фотосинтез» |
|
 |
Біоенергетика є однією з важливих дисциплін в системі підготовки висококваліфікованих фахівців-біологів, оскільки надає розширені знання про основні джерела енергозабезпечення процесів життєдіяльності, регуляцію енергетичних процесів, взаємне перетворення різних видів енергії в живому організмі, який є відкритою термодинамічною системою, що знаходиться далеко від рівноваги, з одного боку, і водночас є молекулярно-інформаційною системою, з іншого. Навчальна дисципліна передбачає отримання студентом сучасних знань про основні механізми перетворення енергії в живих системах на макроскопічному і квантовому рівнях, особливості структурно-функціональної організації систем енергетичного забезпечення на різних рівнях організації живого. |
| «Біофізика мембран» |
|
 |
Навчальна дисципліна присвячена розгляду базових принципів структурної організації біомембран, а також аналізу процесів та явищ, що відбуваються в них. Розглядаються сучасні уявлення про будову та принципи функціонування біомембран, структурно-функціональна характеристика основних складових біомембрани, фізико-хімічні механізми стабілізації біомембран, взаємозв’язок структури та функцій основних компонентів біомембран, їхні зміни внаслідок дії фізико-хімічних чинників та в процесі життєдіяльності, сучасні наукові тенденції та практичне значення фундаментальних та прикладних досліджень з біомембран. Результати навчання можуть слугувати теоретичною базою для дисциплін біомедичного напряму. |
| «Молекулярна біофізика» |
|
 |
Під час вивчення курсу значна увага приділяється сучасним уявленнями про молекулярну будову, фізико-хімічні властивості та функціонування біологічних макромолекул різної природи. Основні розділи курсу присвячені питанням загальної структурної організації біологічних макромолекул та їх фізико-хімічних властивостей, механізмам міжмолекулярних взаємодій, конформаційних переходів, організації та функціонування супрамолекулярних комплексів, молекулярним механізмам клітинної сигналізації, а також принципам методів досліджень у галузі молекулярної біофізики. У подальшому отримані знання і вміння в галузі “Молекулярна біофізика” можуть застосовуватись як у наукових дослідженнях в галузі біофізики, так і у міждисциплінарних дослідженнях. |
| «Біофізичні принципи регуляції клітинних процесів» |
|
 |
Завданням дисципліни є формування у студентів уявлень про молекулярні та клітинні механізми регуляції процесів життєдіяльності клітин. Розглядаються основні принципи передачі інформації в клітині, структура і особливості функціонування мембранних і внутрішньоклітинних рецепторів, а також шляхи передачі і перетворення сигналу. Опановані у результаті вивчення навчальної дисципліни знання можуть застосовуватись у дослідженнях як суміжних науках, так і в міждисциплінарних галузях, а також слугувати теоретичною базою навчальних дисциплін у сфері медицини. |
| 8 семестр |
|
| «Електробіофізика та біофізика іонних каналів» |
|
 |
Предметом електробіофізики є дослідження електричних властивостей клітин і тканин, зокрема механізмів трансмембранного транспорту іонів і електрогенезу. Метою викладання цієї дисципліни є опанування студентами теоретичними основами фізичних та хімічних процесів, що лежать в основі формування електричних явищ у збудливих клітинах, а також опанування теоретичними та практичними основами експериментальних підходів для їх дослідження, такими як мікроелектродна техніка, петч-клемп, амперометрія, оптичні електрофізіологічні методи, скануюча іон-провідна мікроскопія(SICM). Розглядаються схемо технічні принципи реєстрації електричних сигналів, методи фіксації струму і напруги, принципи дії сучасних роботизованих петч-клемп систем, основні положення класичної біофізики іонних каналів, а також класифікація і молекулярна будова іонних каналів, які зараз визнані як найбільш чисельний клас молекулярних мішеней для дії лікарських препаратів. |
| «Біофізичні механізми ушкодження клітин» |
|
 |
Навчальна дисципліна присвячена вивченню біофізичних основ патології клітини. Розглядаються сучасні відомості про причини і механізми розвитку структурно-функціональних порушень клітини на молекулярно-клітинному рівні. Розкриваються механізми регуляції редокс-балансу клітини, значення антиоксидантного захисту в підвищенні стійкості клітини до негативних впливів, багаторівневий характер антиоксидантного захисту, а також питання вільнорадикального ушкодження біомембран клітини, її внутрішніх структур і патологічні насліди таких ушкоджень. Окрема увага приділяється порушенням інформаційного забезпечення клітини в розвитку патології, а саме дефектам у функціонуванні рецепторів, вторинних посередників, механізмах передачі сигналу при різних патологіях. |
| «Методи кінетичного аналізу в біології» |
|
 |
Дисципліна присвячена викладенню основних понять та теоретичних основ кінетики біофізичних та біохімічних процесів, методологічних та методичних підходів, що використовуються, зокрема, для вирішення теоретичних та практичних потреб ензимології, біомембранології, клітинної біології та біотехнології. Основним завданням є формування уявлення щодо теоретичних і практичних аспектів ідентифікації та характеристики різних ензиматичних та транспортних процесів, кінетики протікання метаболічних перетворень; кількісного оцінювання та характеристики біофізичних та біохімічних процесів. |
| «Біофізика складних систем» |
|
 |
Біофізика складних систем є однією з найважливіших дисциплін в системі підготовки висококваліфікованих фахівців-біологів, спираючись на концепцію цілісності, вивчає різноманітні макроскопічні системи, що складаються з безлічі елементів, кооперативна і динамічна поведінка яких призводить до виникнення нових структур, формування складних функцій і поведінки в мінливому середовищі. В основі дисципліни лежить системний підхід, тобто стиль наукового мислення, орієнтований на інтеграцію наукових знань і поєднання вивчення проблеми на молекулярному, клітинному, організмовому і популяційному pівнях. |
| 6-8 семестри |
|
| «Біофізичні методи дослідження» |
|
 |
Навчальна дисципліна є вибірковою біофізичною дисципліною, яка висвітлює питання використання фізичних явищ для дослідження біологічних процесів. Розглядаються основи спектроскопії в УФ, видимому та ІЧ діапазонах, а також у радіочастотному діапазонах (ЯМР і ЕПР). Вивчаються закони розсіювання світла та прилади нефелометри. Розглядаються базові принципи рентгеноструктурного аналізу речовин. Розглядаються базові теоретичні і практичні аспекти електрофорезу і хроматографії, а також мас-спектрометрії та інших фізичних і фізико-хімічних методів досліджень біологічних процесів. Дисципліна є основою для поглибленого вивчення окремих груп методів досліджень на старших курсах бакалаврату і у магістратурі |
| «Нанобіологія» |
|
 |
«Нанобіологія» – це інтегральна наука, що виникла на стику біологічних, хімічних та фізичних наук. Її місце у системі інших біологічних дисциплін визначається тим, що потенційна можливість контрольованого маніпулювання фізико-хімічними та біологічними властивостями живої і неживої матерії на молекулярному рівні є важливою умовою для створення нових ефективних ліків та діагностичних систем. Наразі вона є однією з тих сучасних важливих дисциплін, що визначає науково-технічний прогрес. З її стрімким розвитком пов'язано вирішення глобальної проблеми людства – поліпшення стану охорони здоров'я. |
| «Принципи молекулярного моделювання» |
|
 |
Під час вивчення курсу значна увага приділяється формуванню у студентів уявлень про принципи та підходи до виконання моделювання біофізичних параметрів різноманітних молекулярних систем. Предмет навчальної дисципліни охоплює вивчення системних підходів до розуміння та вивчення принципів роботи програмного забезпечення та шляхи виконання біофізичного аналізу молекулярних систем за допомогою комп’ютера. У ході вивчення дисципліни значна увага приділяється практичному застосуванню таких підходів для вирішення конкретних розрахункових задач. |
| «Лабораторний практикум з біофізики» |
|
 |
Ознайомлення студентів з базовими принципами сучасних біофізичних методів дослідження біополімерів, молекулярних комплексів та клітин (спектральні, хроматографічні, електрофізіологічні методи тощо). Результатам навчання є знання загальних принципів основних біофізичних методів; можливості та обмежень окремих методів; практичне використання біофізичних методів для досліджень; а також вміння обирати біофізичні методи для вирішення певного дослідницького завдання; оцінювати, якого типу інформацію можна отримати за допомогою того чи іншого методу, які можливості та переваги надає певний метод при визначенні параметрів біомакромолекул; обирати сучасні фізико-хімічні методи досліджень при використанні експериментальних моделей на молекулярному, клітинному та субклітинному рівнях. |
| Освітній рівень «Магістр» | |
|
1 курс магістратури |
|
| 2 семестр |
|
| «Механізми міжклітинних комунікацій» |
|
 |
Навчальна дисципліна присвячена вивченню ролі міжклітинних взаємодій у розвитку, тканинній організації і функціонуванні багатоклітинних організмів. Розглядаються загальні принципи контактних і дистантних взаємодій між клітинами. Надаються знання про структуру, залучення у сигнальні механізми передачі інформації компонентів клітинних контактів при здійсненні фізіологічних клітинних функцій і патологіях, а також про особливості функціонування і роль різних типів клітинних рецепторів при передачі інформації в клітині. Задачами курсу є формування у студена чіткого уявлення про основні принципи міжклітинних комунікацій, окремі системи генерації і рецепції, трансформації і подальшої передачі (трансдукції) сигналів в клітинах, а також усвідомлення ролі порушень між клітинних комунікацій при патологічних станах: запаленні, атеросклерозі, неоплазії та інших. |
| «Основи сучасної фармакології» |
|
 |
Предметом вивчення цієї навчальної дисципліни є молекулярні та клітинні механізми дії фармакологічних препаратів основних груп та принципи фармакологічної корекції різних патологічних станів. Метою викладання цієї дисципліни є формування у студентів комплексного розуміння основних понять і термінів фармакології, механізмів взаємодії хімічних сполук основних фармакологічних груп з різними функціональними системами організму людини і тварин за умов норми та різних патологічних станів, а також перспектив і сфери застосування цих знань в дослідницькій діяльності. Розглядаються принципи розробки нових лікарських препаратів та стандарти до клінічних і клінічних випробувань (GLP, GMP), молекулярні та клітинні механізми дії лікарських препаратів (фармакодинаміка), закономірності змін їх концентрації та метаболізм (фармакокінетика), особливості їх впливу в залежності від генотипу людини (фармакогеноміка/фармакогенетика). Дисципліна викладається англійською мовою. |
| «Медична біофізика» |
|
 |
Метою дисципліни є формування загальних знань та вмінь щодо фізичних закономірностей і явищ, які лежать в основі процесів життєдіяльності людини, та їх застосування для вирішення біомедичних проблем. Завданнями дисципліни є: сформувати уявлення про фізичні закономірності та явища, які лежать в основі процесів життєдіяльності людини; сформувати уявлення про характеристики фізичних факторів, які впливають на процеси життєдіяльності людини, та біофізичні механізми цих впливів; сформувати уявлення про основні фізичні принципи роботи сучасної біомедичної апаратури. |
| «Структура білків та протеоміка» |
|
 |
Курс присвячено базовим принципам структурної організації, функціональної поведінки білків. Розглядаються структура і конфірмаційна рухливість білків, механізми стабілізації її просторової структури, закономірності її кооперативних структурних перетворень, утворення надмолекулярних білкових комплексів, рецепторні - білки, холдинг - білків, білки теплового шоку, роль шаперонів. Взаємозв’язок між структурою та функцією, пріони. Принципи сучасних методів дослідження білків, механізми білково-нуклеїнових взаємодій. Завданнями дисципліни є: сформувати уявлення про принципи структурної організації білків; дати студентам можливість усвідомити молекулярні механізми їх стабілізації та конфірмаційної рухливості; сформувати уявлення про зв'язок між структурою і фізико-хімічними властивостями білків та її біологічними функціями; дати уявлення про сучасні теоретичні концепції та методи дослідження протеому. |
| «Молекулярне моделювання та дизайн фармакологічних препаратів» |
|
 |
«Молекулярне моделювання та дизайн фармакологічних препаратів» – це інтегральна наука, що виникла на стику хімічних, фізичних, біологічних та медичних наук. Її завданням на сьогодні є використання комплексу фундаментальних знань та комп’ютерних технологій, спрямованих на створення нових фармакологічних препаратів, що володіють специфічною біологічною активністю. «Молекулярне моделювання та дизайн фармакологічних препаратів» – одна з тих важливих дисциплін, що наразі визначає науково-технічний прогрес. З її стрімким розвитком пов'язано вирішення глобальної проблеми людства – поліпшення стану охорони здоров'я. |
| «Проблеми і ресурси сучасної біомедичної інформатики» |
|
 |
Біомедична інформатика – це сучасна інтегральна, міждисциплінарна наука, що виникла на перетині інформатики, комп’ютерних технологій, біології та медицини. Ця дисципліна стосується ресурсів, баз даних, алгоритмів та методів, які необхідні для оптимізації отримання, зберігання, передачі та використання інформації в галузі біомедицини. В ході вивчення дисципліни наводиться та демонструється значення і практичне застосування сучасних інформаційно-комунікаційних технологій при опрацюванні медико-біологічних даних. Студенти отримають професійні навички пошуку та аналізу інформації біомедичного профілю, використання інноваційних програм, ресурсів та комп’ютерних технологій для розвитку науково-обґрунтованої медицини, а також проведення власних досліджень у галузі біомедичної інформатики. |
| 2 курс магістратури | |
| 3 семестр |
|
| «Біофізика мембранного транспорту» |
|
 |
Дисципліна “Біофізика мембранного транспорту” є фундаментальною біофізичною дисципліною, що стосується структури, функції і принципів функціонування транспортних систем організму. Дисципліна покликана узагальнити уявлення про молекулярні і біофізичні механізми транспорту, міжклітинної комунікації та широкого спектру інших важливих функцій організму. Особлива увага приділяється механізмам пасивного та активного, енергозалежного трансмембранного транспорту іонів, амінокислот, вуглеводів і ліпідів. |
| «Структурна біологія» |
|
 |
Ознайомлення студентів з принципами та сучасними методами структурної біології, закріплення теоретичних знань в області структурної біології та біофізичних методів дослідження просторової структури біомакромолекул з метою формування у студентів природничо-наукового світогляду на основі системного підходу. Велика увага приділяється роз’ясненню змісту фізичних законів та застосування їх на практиці в структурних дослідженнях в галузі біохімії, біофізики, молекулярної біології та біоінформатики. |
| «Біофізика патологічних станів» |
|
 |
Навчальна дисципліна направлена на формування у студентів сучасних уявлень про загальні закономірності і механізми виникнення, розвиток та наслідки окремих найбільш поширених патологічних процесів (запалення, атеросклерозу, цукрового діабету, ожиріння, канцерогенезу) принципи діагностики і корекції, засновані на застосуванні сучасних біомедичних і фізико-хімічних технологій. Розглядаються питання взаємозв'язку патологічних змін на рівні клітини і організму: роль активації фосфоліпаз в пошкодженні клітин при тканинній гіпоксії, фізико-хімічні механізми впливу вільних радикалів на клітинні структури та біологічно важливі макромолекули, модифікація між клітинних взаємодій при зміні фізико-хімічних властивостей поверхні клітин, порушення внутрішньоклітинної сигналізації, постреценпторних механізмів проведення сигналу при окремих патологіях. |
| «Фізика ДНК і білково-нуклеїнових взаємодій» |
|
 |
Курс присвячено базовим принципам структурної організації, фізичної поведінки та функціонування ДНК. Розглядаються структура і конфірмаційна рухливість ДНК, механізми стабілізації її просторової структури, закономірності її кооперативних структурних перетворень, електростатика ДНК, основи полімерної фізики, топологія циркулярних ДНК, принципи сучасних методів дослідження нуклеїнових кислот, механізми білково–нуклеїнових взаємодій. Завданнями дисципліни є: сформувати уявлення про принципи структурної організації ДНК; дати студентам можливість усвідомити молекулярні механізми її стабілізації та конфірмаційної рухливості; сформувати уявлення про зв'язок між структурою і фізико-хімічними властивостями ДНК та її біологічними функціями; дати уявлення про сучасні теоретичні концепції та методи дослідження нуклеїнових кислот. |
| «Фізичні методи в біології та медицині» |
|
 |
Курс присвячено сучасним фізичним методам, які широко використовуються для кількісної оцінки особливостей функціонування біологічних систем як в нормі так і при патологічних станах. Розглядаються такі методи як: дифракція рентгенівського випромінювання для визначення просторової структури макромолекул; вторинної структури, форми і розміру макромолекул; оптичні характеристики біологічних об’єктів (видима та УФ спектрофотометрія, інфрачервона та круговий дихроїзм (КД) і дисперсія оптичного обертання (ДОО), флуоресценція; ядерний магнітний резонанс (ЯМР) для дослідження конформації макромолекул; динаміки структури макромолекул, ЯМР томографія; електрофорез для визначення молекулярної маси, субодиничного складу макромолекул, нуклеотидної послідовності в ДНК, практичне застосування в медицині. Ефективність кожного методу зростає, якщо цей метод використовується в комплексі з іншими методами при дослідженні однієї і тієї ж проблеми. |
