Včely jsou známé především pro opylování rostlin a tvorbu medu. Kromě medu však také vytvářejí velké množství produktů, které jsou hojně využívány nejen včelaři. Mezi včelí produkty patří med, včelí vosk, propolis, mateří kašička, ale i pyl a včelí jed. V těchto produktech nalezneme širokou škálu biologicky aktivních látek od bílkovin a esenciálních aminokyselin přes lipidické látky až po látky vyvolávající silné alergické reakce. Na co všechno lze tyto produkty využít a v čem jsou výjimečné z pohledu biochemie?

Cílová skupina: studenti SŠ
Časový rozsah: 45 minut

Lektorka: Mgr. Silvie Dostálková

Experimenty v dnešní době produkují obrovské množství dat, ať se jedná o genomická data, struktury jednotlivých buněčných komplexů, nebo správa obrazových dat a podobně. Ve všech těchto oblastech není dnes vlastně ani možné, aby toto obrovské množství dat zpracovával člověk sám. Proto se dnes postupně rozvíjí nový obor tzv. bioinformatiky, který nám pomáhá tato data ukládat, zanalyzovat a do značné míry tak i pochopit. V této přednášce si ukážeme některé volně dostupné bioinformatické nástroje a jejich vzorové použití.

Cílová skupina: studenti SŠ nebo žáci ZŠ (2. stupeň)
Časový rozsah: 45 minut

Lektor: doc. RNDr. Karel Berka, Ph.D.

Biologické membrány jsou komplexní dynamické systémy tvořené směsicí lipidů a proteinů. Protože biologické membrány tvoří hranice buněk, tak se na ně zaměřuje výzkum biologického osudu léčiv. Membránové proteiny jsou nejčastějším místem, na které léčiva "útočí". Nicméně i struktura lipidových membrán je nesmírně důležitá jak pro interakci s nízkomolekulárními látkami – ligandy, tak i pro ostatní funkce membrán, přičemž tyto role značně závisejí na jejich složení. A k pochopení těchto funkcí biologických membrán nám dnes pomáhají počítačové modely - molekulové modelování.

Cílová skupina: studenti SŠ nebo žáci ZŠ (2. stupeň)
Časový rozsah: 45 minut

Lektor: doc. RNDr. Karel Berka, Ph.D.

Biotechnologie využívá živé organismy nebo jejich části k pestré škále výrobních postupů od potravinářských produktů po biosyntézu čistých chemických látek a biofarmak. Některé technologie jsou lidstvem používány již tisíce let. Jedná se zejména o klasické kvasné biotechnologické procesy při úpravě a konzervaci potravin, jako je výroba piva, vína, mléčných výrobků, kvašené zeleniny apod. Některé typy mikroorganismů nebo jejich enzymy nacházejí využití při výrobě čistých chemických látek nebo biopreparátů jako jsou vitamíny, léčiva a vakcíny. Moderní biotechnologie často vycházejí z přípravy tzv. „geneticky modifikovaných organismů“ (GMO), připravených vnesením nebo úpravou genetické výbavy produkčních organismů. Příkladem široce používané GMO biotechnologie je produkce enzymu chymosinu pro výrobu sýrů. Moderním trendem je využití tzv. environmentálních biotechnologií při likvidaci komunálních a průmyslových odpadů nebo odstraňování škodlivých látek z životního prostředí.

Cílová skupina: studenti SŠ nebo žáci ZŠ (7. třída+)
Časový rozsah: 45 minut

Lektor: prof. Mgr. Marek Petřivalský, Dr.

Rostlinné extrakty jsou hlavní součástí kosmetického, potravinářského a zejména farmaceutického průmyslu. Mnoho léčivých látek je dodnes nemožné syntetizovat, a tak je jejich jediným zdrojem příroda. Přírodní látky tak poskytují základ pro vývoj nových léků. Z tohoto důvodu je třeba hledat nové metody extrakce přírodních látek, které svojí selektivitou a výtěžkem dokážou uspokojit poptávku trhu po těchto substancích.

Cílová skupina: studenti SŠ
Časový rozsah: 45 minut

Lektor: Mgr. Jiří Hodoň

Fotosyntéza (z řeckého „fótos“ – světlo, a „synthesis“ – shrnutí, skládání) neboli fotosyntetická asimilace je unikátní biochemický proces, při kterém se přeměňuje energie světelného záření na energii chemických vazeb organických sloučenin. Při fotosyntéze je energie fotonů světelného záření využita k pohonu biosyntézy cukrů, které jsou vytvářeny jako energeticky bohaté organické sloučeniny z jednoduché anorganické látky – oxidu uhličitého. Fotosyntéza má zásadní význam pro všechny formy života na Zemi. Organické látky vytvářené při fotosyntéze jsou spotřebovávány ve výživě heterotrofních organismů, mezi které patří i člověk. Studenti budou ve zjednodušené formě seznámeni s principy světelné fáze fotosyntézy i následnou fází vedoucí k tvorbě sacharidů. Budou prezentovány typické rozdíly v mechanismech fotosyntézy rostlin mírného, tropického a pouštního podnebí.

Cílová skupina: studenti SŠ nebo žáci ZŠ (7. třída+)
Časový rozsah: 45 minut

Lektor: prof. Mgr. Marek Petřivalský, Dr.

V průběhu několika desetiletí se metody manipulace genetické informace rozvinuly až do té míry, že jsou dnešní výzkumníci schopni vypínat/zapínat geny, přenášet je mezi různými organismy a editovat celé genomy. Čeho je možné za pomocí technik genového inženýrství dosáhnout? Jaké jsou výhody a nevýhody? Co můžeme očekávat v blízké i vzdálené budoucnosti? Kam až by lidstvo mohlo zajít v modifikacích genetické informace? Co je ještě v mezích etiky, a co je už za hranou?   V rámci přednášky si tyto otázky společně zodpovíme a prodiskutujeme.

Cílová skupina: studenti SŠ nebo žáci ZŠ
Časový rozsah: 45-60 minut

Lektor: Mgr. Jiří Sojka, Ph.D.

Environmentální problémy naší planety jsou řešitelné díky vylepšeným plodinám a hospodářských zvířat. Ty lze získat buď klasickým šlechtěním, nebo genetickou modifikací (GM). Proč jedni chtějí striktně ne-GMO a druzí produkují čím dál více GMO? Ať už je však nový kultivar nebo plemeno připraveno jakýmkoli způsobem, na začátku vylepšování vlastností je nejprve pochopení metabolických drah, které chtěnou vlastnost podmiňují. To má na starosti biochemie. Bez znalosti konkrétních genů by však pokrok nebyl možný. V přednášce si ukážeme, jak se biochemie, molekulární biologie, genetika, genomika a bioinformatika vzájemně doplňují pro získání společného cíle.

Cílová skupina: Studenti posledních ročníků SŠ se znalostmi středoškolské biologie
Časový rozsah: 45 minut

Lektorka: Mgr. Mária Škrabišová, Ph.D.

Začátkem ledna 2020 byla publikována sekvence nového viru objeveného ve Wuchanu v Číně. Jak dnes víme, tento virus se díky svému šíření přes asymptomatické jedince následně rozšířil do celého světa a způsobil největší ztráty na životě od druhé světové války. Ale položili jste si někdy otázku - jak to vlastně dělá? V této přednášce se zaměřím na základní poznatky o způsobu fungování viru SARS-CoV-2 i naší obrany proti němu.

Cílová skupina: studenti SŠ
Časový rozsah: 45 minut

Lektor: doc. RNDr. Karel Berka, Ph.D.

Chiralita je v popředí zájmu farmaceutických společností již několik desetiletí. Mnohá léčiva jsou efektivnější, pokud léčivou látkou je jen jeden z možných enantiomerů. Jednotlivé enantiomery však mohou mít i zcela odlišné účinky, o čemž jsme se přesvědčili během thalidomidové aféry. Chirální látky můžeme najít také všude kolem nás. Názorným příkladem je rozdílná vůně levotočivé a pravotočivé formy karvonu.

Cílová skupina: studenti SŠ
Časový rozsah: 45 minut

Lektor: Mgr. Jana Pospíšilová

Zobrazovací metody používané v současné klinické praxi jsou velice důležitým nástrojem při diagnostice různých onemocnění. Běžně se při tomto typu vyšetření používají kontrastní látky, buď z důvodu nedostatečného kontrastu diagnostické metody, např. tomografie magnetické rezonance (MRI), nebo to daná metoda principiálně vyžaduje, např. pozitronová emisní tomografie (PET). V rámci přednášky bude studentům prezentován přehled nejpoužívanějších diagnostických metod v současné medicíně, zjednodušeně bude vysvětlen jejich princip fungování a studenti budou seznámeni s chemickou strukturou a vlastnostmi kontrastních látek, které se v rámci těchto metod běžně používají a které se na pracovišti Katedry anorganické chemie PřF UP připravují.

Cílová skupina: studenti SŠ
Časový rozsah: 45 minut

Lektor: doc. RNDr. Bohuslav Drahoš, Ph.D.

Moderní technologie využívající různá média pro ukládání dat patří nedomyslitelně k běžnému životu každého z nás. Exponenciálně narůstající potřeba na zvětšování paměťové kapacity, rychlosti čtení a zápisu dat způsobila bouřlivý vývoj materiálové fyziky a chemie v této výzkumné oblasti. Tato přednáška nahlédne na ukládaní informací právě z chemické a fyzikální perspektivy a objasní základní vlastnosti materiálů využívaných pro ukládaní dat v minulosti a současnosti. Materiály potenciálně využitelné na ukládaní informací v blízké i ve vzdálené budoucnosti budou diskutovány také.

Cílová skupina: studenti SŠ
Časový rozsah: 45 minut

Lektor: Ing. Ivan Nemec, Ph.D.

Většina léčiv má tradičně původ v přírodních materiálech, a tak je možné předpokládat, že přírodní látky mohou nejen působit jako léčiva, ale rovněž si s jinými léčivy i vzájemně vadit. Ukazuje se, že velikou roli při tom hraje metabolismus léčiv - cesta jejich biotransformace v organismu. Nejvíce cizorodých látek je přeměňováno v játrech, a na příslušných reakcích se podílejí jaterní enzymy a to hlavně cytochromy P450. V současné době existuje mnoho příkladů dokumentujících, jak přírodní látky, obsažené např. v grapefruitové šťávě, česneku, třezalce a v dalších přírodních zdrojích významně ovlivňují hladiny a účinnost i běžně užívaných léčiv. V rámci této přednášky se zaměříme na principy fungování metabolismu a cytochromu P450 zvláště.

Cílová skupina: studenti SŠ nebo žáci ZŠ (2. stupeň)
Časový rozsah: 45 minut

Lektor: doc. RNDr. Karel Berka, Ph.D.

Ačkoli většina v současnosti používaných léčiv je organického charakteru, nacházíme také četné příklady léčiv, které spadají do kategorie koordinačních sloučenin. Tyto jsou souhrnně označovány jako tzv. metaloléčiva (z angl. metallodrugs) a jsou používány k léčbě různých onemocnění. Typickým a nejznámějším příkladem jsou chemoterapeutika na bázi platiny, které dlouhodobě tvoří dominantní skupinu mezi všemi dnes používanými protinádorovými léčivy. Návštěvníci kurzu budou zajímavou formou seznámeni s historií koordinačních sloučenin na poli medicinální chemie, bude demonstrován mechanismus, kterým tato léčiva působí např. na nádorové buňky a v neposlední řadě budou diskutovány trendy a perspektivy těchto látek směrem k možnému budoucímu farmakologickému využití.

Cílová skupina: studenti SŠ
Časový rozsah: 45 minut

Lektor: doc. Mgr. Pavel Štarha, Ph.D.

Koordinační (komplexní) sloučeniny tvoří velice zajímavou skupinu látek, ve kterých se kloubí organická chemie s chemií anorganickou. V koordinačních sloučeninách se totiž dost často váží organické molekuly (ligandy) na různé ionty kovů (centrální atomy). Pro popis těchto látek se používá celá řada parametrů a veličin, jedním z nich je i koordinační číslo. V rámci této přenášky tedy zjistíte, co to jsou koordinační sloučeniny, jak lze popisovat vazbu v těchto sloučeninách, co je to koordinační číslo a jakým způsobem souvisí koordinační číslo a tvar koordinační sféry se zajímavými magnetickými vlastnostmi těchto látek. Na Katedře anorganické chemie PřF UP se totiž zabýváme sloučeninami s neobvyklým koordinačním číslem sedm, které se chovají jako tzv. jednomolekulové nebo jednořetězcové magnety.

Cílová skupina: studenti SŠ
Časový rozsah: 45 minut

Lektor: doc. RNDr. Bohuslav Drahoš, Ph.D.

Antibiotická krize klepe na dveře - rezistence (odolnost) bakterií vůči antibiotikům (léky proti bakteriím) v roce 2019 zabila více lidí než malárie a AIDS dohromady. Aktuální celosvětové studie přináší hrozivá data a dnešní medicína dokonce čelí reálné hrozbě, že při současném trendu antimikrobiální látky ztratí schopnost léčit bakteriální infekce, které budou do roku 2050 nejčastější příčinou úmrtí. V současné době není vývoj nových antibiotik příliš populární a většina velkých farmaceutických společností vývoj antibakteriálních látek zcela opustila. Možností, jak překonat bakteriální rezistenci, je obnovení antibakteriálních účinků klasických antibiotik jejich kombinací s nanostrukturními antibakteriálními látkami – nanoantibiotiky, jako jsou např. nanočástice stříbra, zlata, selenu, ZnO, TiO2, CaO nebo Al2O3. Většina těchto nanostrukturních materiálů sama o sobě vykazuje antibakteriální účinky prostřednictvím nespecifické aktivity, která znovuobnovuje účinnost klasických antibiotik a zároveň brání vzniku rezistence bakterií vůči nanoantibiotikům. Aplikace nanočástic v kombinaci s antibiotiky jako doplněk stávajících terapií proti bakteriálním infekcím je příslibem pro přípravu budoucích léčiv v nanomedicíně a má potenciál omezit eskalaci problému s rezistentními bakteriemi.

Cílová skupina: studenti SŠ nebo žáci ZŠ (8. třída+)
Časový rozsah: 45 minut

Lektor: doc. RNDr. Aleš Panáček, Ph.D.

Protože není neomezený počet antibiotik, které můžeme použít pro léčbu bakteriálních infekcí, je třeba hledat další možnosti, jak se s rostoucí odolností baktérií vypořádat. Jednou z možností je použití nanočástic stříbra a selenu. Tyto nanočástice mohou být připraveny mnoha způsoby a jejich vlastnosti závisí na velikosti a tvaru. Budou nastíněny techniky, jak je charakterizovat a také možná rizika spojená s výskytem nanočástic v životním prostředí.

Cílová skupina: studenti SŠ
Časový rozsah: 45 minut

Lektor: prof. RNDr. Pavel Kopel, Ph.D.

V léčbě závažných onemocnění jako je například léčba zhoubných nádorů se stále používají látky, které mají kromě těch kladných vlastností i řadu vedlejších účinků. K vedlejším účinkům patří třeba vypadávání vlasů, zvracení, změna chuti a další. Těmto vedlejším účinkům lze zabránit použitím různých nanočástic a jejich modifikací dosáhnout cílené léčby. Takto lze nejen omezit vedlejší účinky léčiv, ale také zefektivnit léčbu použitím menšího množství léčiva a působit jen na zhoubné buňky. Některá takováto léčiva jsou již používána a spousta dalších je testována. Jedná se například o lipozomy, uhlíkové nanomateriály, kovové částice nebo proteiny. 

Cílová skupina: studenti SŠ
Časový rozsah: 45 minut

Lektor: prof. RNDr. Pavel Kopel, Ph.D.

Včely jsou naši nejdůležitější opylovatelé, bez kterých by se neobešla zemědělská výroba ani planě rostoucí hmyzosnubné rostliny. V médiích se pravidelně objevují zprávy o velkých úhynech včelstev, o jejichž příčinách diskutují nejen včelaři ale i vědci. Imunitu a odolnost včelstev k nemocem lze zkoumat na včelnici i v laboratoři. Objevy z laboratoří následně pomáhají pochopit komplikovaný svět včel a ukazují jak lépe pečovat o včely i krajinu. Přednáška se zaměří na aktuální problémy, kterým musejí čelit včely i včelaři a ukáže posluchačům krásu propojování přírodovědných i humanitních disciplín v jednom oboru - ve včelařství.

Cílová skupina: studenti SŠ
Časový rozsah: 45 minut

Lektor: Mgr. Jiří Danihlík, Ph.D.

Představy o podstatě hmoty se rozvíjely už od dob starého Egypta, kde byla voda pokládána za prvořadý a nejdůležitější prvek, z něhož vzniká život a vše ostatní. Myšlenky o podstatě hmoty se velmi intenzivně rozvíjely v Antickém Řecku. Ve středověku sice nastal útlum, ale příchod novověku přinesl zcela nový přístup a objevy. V roce 1869 D. I. Mendelejev formuloval periodický zákon, uspořádal dosud známých 64 chemických prvků do uceleného systému a předpověděl vlastnosti neobjevených prvků. Prázdná místa v tabulce pro neobjevené prvky se postupně zaplnila a v průběhu 20. století byla řada prvků už ne objevených, ale uměle připravených. Posledním připraveným a potvrzeným prvkem je prvek s protonovým číslem 118, oganesson. Je to však definitivně poslední prvek?

Cílová skupina: studenti SŠ nebo žáci ZŠ
Časový rozsah: 45 minut

Lektor: Mgr. Peter Antal, Ph.D.

Nejen lidé, ale i rostliny mohou být ve stresu. Stresem označujeme obecně nepříznivý stav, který je vyvolán působením různých stresových faktorů, tzv. stresorů. Nejčastějšími a nejznámějšími stresovými faktory jsou např. nedostatek nebo nadbytek vody či světla, zasolení půdy, vysoká nebo nízká teplota, patogenní organizmy a jiné. A jak se s tímto stresem vypořádat? Jelikož rostliny díky svému přisedlému způsobu života před stresem nemohou utéct, byly nuceny vyvinout účinné obranné mechanizmy, které jim umožňují přežít v jejich přirozeném prostředí. V přednášce budou prezentovány základní informace o stresových faktorech a obranných mechanismech u rostlin. Blíže se zaměříme na oxidační stres, produkci a detoxikaci reaktivních forem kyslíku a dusíku.

Cílová skupina: studenti SŠ
Časový rozsah: 45 minut

Lektorka: Mgr. Jana Sekaninová, Ph.D.

Diamant a tuha jsou velmi dobře známé alotropní varianty jednoho z nejdůležitějších chemických prvků - uhlíku. Ukazují jeho neskutečnou variabilitu. Není proto divu, že velká variabilita uhlíkových nanomateriálů stála i u zrodu nanotechnologií. Fullereny, uhlíkové nanotrubičky a nejnověji grafen a uhlíkové tečky, to jsou unikátní nanomateriály s vynikajícími mechanickými, fyzikálními i chemickými vlastnostmi. Moderní technologie v oblasti elektroniky čeká ohromující rozvoj právě s vývojem nových polovodičových součástek pro nové typy displejů, pamětí i počítačových procesorů. Ale využití nalézají i v jiných oblastech, například při nepromokavé úpravě textilu, nebo při moderních metodách léčby.

Cílová skupina: studenti SŠ nebo žáci ZŠ (2. stupeň)
Časový rozsah: 45 minut

Lektor: doc. RNDr. Karel Berka, Ph.D.

Od jara 2020 v ČR systematicky sledujeme varianty viru SARS-CoV-2. Jakým způsobem se to dělá? A proč to vlastně Evropské centrum pro kontrolu nemocí inicializovalo? A které varianty tady máme a co to znamená pro průběh pandemie COVID? To vše se pokusím zodpovědět v této přednášce.

Cílová skupina: studenti SŠ
Časový rozsah: 45 minut

Lektor: doc. RNDr. Karel Berka, Ph.D.

Když se řekne chemie, tak se každému vybaví zkumavka s práškem nad kahanem a následující výbuch – což byla ta zábavnější část hodin školní chemie.  Naopak většině lidí tak úplně nesedly chemické výpočty např. s bezpečnými objemovými procenty metanolu v alkoholických nápojích. Ale bez chemických výpočtů si nejde představit ani jednoduchou školní chemii, natožpak studium složitých biochemických pochodů. Jen se liší způsob, jak současná chemie počítá. V dnešní době si v počítačích můžeme vystavět celé myriády molekul a ve speciálních programech pak můžeme studovat, jaké mají vlastnosti ještě dřív, než je vůbec někdo experimentálně připraví. V přednášce si ukážeme, co je v silách výpočetní chemie a jak se dají výpočetní chemické metody použít v praxi.

Cílová skupina: studenti SŠ nebo žáci ZŠ (2. stupeň)
Časový rozsah: 45 minut

Lektoři: doc. RNDr. Karel Berka, Ph.D., a Mgr. Ing. Václav Bazgier, Ph.D.

Od zkumavky přes bakterii ke svítící rostlině ve špičkovém mikroskopu. Díky znalostem klonovacích technik genového inženýrství dokážeme spojit gen živočicha a rostliny, který umíme vložit do bakterie, která se postará o přepravu tohoto úplně nového genu do rostlinných buněk. Z těchto buněk jde vytvořit malým biotechnologickým zázrakem celou rostlinku, která umí v mikroskopu svítit, a díky tomu můžeme studovat jedinečné procesy přímo v buňkách živého rostoucího organismu. Jako bonus se podíváte, jak vypadá DNA přímo v mikroskopu.

Cílová skupina: studenti SŠ
Časový rozsah: 45 minut

Lektor: Mgr. Dominik Novák, Ph.D.