12064 research outputs found
Sort by
The effect of silver nanoparticles and ions on oxidative stress and gene expression related to auxin transport and metal removal in Arabidopsis thaliana
No full textZbog svojih učinkovitih antimikrobnih svojstava, nanočestice srebra (AgNP) jedne su od najčešće korištenih nanomaterijala, posebice u agronomiji i biomedicini. Mnoga istraživanja utvrdila su da zbog svoje visoke reaktivnosti mogu biti toksične za okoliš i biljne organizme koji su im indirektno izloženi. U ovom diplomskom radu istražen je utjecaj AgNP stabiliziranih polivinilpirolidonom (AgNP-PVP) i ionskog srebra u obliku srebrova nitrata (AgNO3) u uročnjaku (Arabidopsis thaliana L.). Klijanci uročnjaka bili su izloženi tretmanima AgNP-PVP i AgNO3 u koncentraciji od 100 μM u trajanju od 3, 7 i 11 dana. Rezultati parametara oksidacijskog stresa pokazali su da oba tretmana uzrokuju povećanje sadržaja vodikovog peroksida i malondialdehida koji je marker lipidne peroksidacije. Mjerenja aktivnosti antioksidacijskih enzima pokazala su povećanu aktivnost pirogalol i askorbat peroksidaze nakon 7 i 11 dana izlaganja AgNP-PVP i 11 dana izlaganja AgNO3, a aktivnost katalaze bila je povećana nakon 11 dana izlaganja AgNO3. Analiza ekspresije gena koji kodiraju transportere fitohormona auksina pokazala je da su tretmani uzrokovali diferencijalnu ekspresiju gena AUX1, LAX3 i PIN1. Također, pokazano je da oba tretmana uzrokuju povećanu ekspresiju gena za metalotionein MT1A. Dobiveni rezultati ukazuju da je u uročnjaku došlo do pojave oksidacijskog stresa i posljedične lipidne peroksidacije, da je došlo do promjene u transportu auksina te da je biljka povećala ekspresiju gena MT1A kako bi poboljšala uklanjanje toksičnog srebra iz organizma.Due to their effective antimicrobial properties, silver nanoparticles (AgNPs) are one of the most commonly used nanomaterials, especially in agronomy and biomedicine. Many studies have shown that they can be toxic to the environment and to plant organisms indirectly exposed to them due to their high reactivity. In this work, the effect of AgNPs stabilized with polyvinylpyrrolidone (AgNP-PVP) and ionic silver in the form of silver nitrate (AgNO3) was investigated in Arabidopsis thaliana. Seedlings of A. thaliana were exposed to AgNP-PVP and AgNO3 treatments at a concentration of 100 μM for 3, 7 and 11 days. The results of oxidative stress parameters showed that both treatments cause an increase in hydrogen peroxide and malondialdehyde content, which is a marker for lipid peroxidation. Measurements of antioxidant enzyme activity showed increased pyrogallol and ascorbate peroxidase activity after 7 and 11 days of AgNP-PVP exposure and 11 days of AgNO3 exposure, and catalase activity was increased after 11 days of AgNO3 exposure. Analysis of gene expression encoding transporters of the phytohormone auxin showed that the treatments caused differential expression of the AUX1, LAX3 and PIN1 genes. In addition, both treatments were shown to cause increased expression of the metallothionein MT1A gene. The obtained results indicate that oxidative stress and consequent lipid peroxidation occurred in A. thaliana, that auxin transport was altered and that the plant increased the expression of the MT1A gene to improve the removal of toxic silver from the organism
Geographical aspect of the borderlands study - the example of Bosnia and Herzegovina
No full textU doktorskoj disertaciji analizirana su pogranična područja Bosne i Hercegovine. Analiza je strukturirana na tri razine: makro (država), mezo (pograničje s pet definiranih sektora) i mikrorazina (odabrane pogranične općine). Cilj disertacije je kvantitativno i kvalitativno istražiti pogranična područja Bosne i Hercegovine s naglaskom na njihova demografska i socioekonomska obilježja. Rezultati pokazuju kako ne postoje značajne razlike u relativnim udjelima visokih klasa marginalizacije u modelu utemeljenom na 67 kriterija te vrijednostima socioekonomskog i demografskog indeksa između pograničnih i nepograničnih općina. Primjenom inferencijalnih statističkih testova detektirane su razlike u demografskim i socioekonomskim pokazateljima između pograničnih sektora međusobno, čime je potvrđen značajan stupanj heterogenosti bosanskohercegovačkog pograničja. Anketni podaci ukazuju na različite percepcije ispitanika u odabranim općinama te smanjenu ulogu granice u svakodnevnom životu anketiranih. Znanstveni doprinos rada ogleda se u sveobuhvatnoj bazi demografskih i socioekonomskih pokazatelja, derivaciji prvog indeksa marginalizacije te inferencijalnim statističkim analizama kojima je pograničje označeno kao heterogen i ne nužno slabije razvijen prostor u odnosu na nepogranična područja Bosne i Hercegovine.The border areas (borderlands) of Bosnia and Herzegovina are the central focus of this doctoral dissertation. The analysis is structured across three levels: macro (state), meso (border regions divided into five defined sectors), and micro level (selected border municipalities). The aim of the dissertation is to explore the border areas of Bosnia and Herzegovina using both quantitative and qualitative approaches, with an emphasis on their demographic and socioeconomic characteristics. The results show that there are no statistically significant differences in the relative shares of high marginalization classes within the model based on 67 criteria, nor in the values of the socioeconomic and demographic indices when comparing border and non-border municipalities. However, the application of inferential statistical tests revealed differences in socioeconomic and demographic indicators between border sectors, confirming a significant degree of heterogeneity. Survey data indicate varying perceptions among respondents in selected municipalities and suggest a diminished role of the border in shaping everyday lives of those surveyed. A scientific contribution of this study lies in its comprehensive database of demographic and socioeconomic indicators, the development of the first marginalization index and the use of inferential statistical analyses, which highlight the border region as a heterogeneous area that is not necessarily less developed than non-border regions in Bosnia and Herzegovina
Theoretical study of the role of microtubule distribution on chromosome dynamics during formation of the mitotic spindle
No full textTijekom stanične diobe, genetski materijal se udvostručuje i organizira u kromosome, koji su nakon raspada jezgrine ovojnice raspoređeni po stanici. Kako bi se osiguralo pravilno dijeljenje stanice, kromosomi moraju biti transportirani do središnje ravnine vretena u procesu kongresije kromosoma. Za ovo kretanje zaslužno je diobeno vreteno, bipolarna struktura sastavljena od mikrotubula i pridruženih proteina, koja se počinje formirati na početku mitoze. Eksperimenti upućuju na postojanje više mehanizama koji doprinose kongresiji kromosoma, no do sada je nedostajala sustavna teorijska analiza sila uključenih u ovaj proces. U ovom doktorskom radu predstavljen je model koji se temelji na silama ovisnim o duljini preklopa mikrotubula. Motorni proteini u antiparalelnim preklopima stvaraju sile koje prenose kromosome prema središnjoj ravnini vretena, pri čemu je jačina sile proporcionalna duljini preklopa. Istodobno, pasivni povezujući proteini u paralelnim preklopima generiraju sile koje ometaju kongresiju kromosoma. Ključno je da za izbor parametara koji odgovaraju ljudskim vretenima, kromosomi uspješno prilaze središtu vretena brzinom koja se podudara s mjerenjima. Dodatno, izračuni su pokazali da se pod određenim uvjetima kromosomi mogu zadržavati na stabilnim pozicijama blizu polova, uz stabilnu poziciju u središtu, što objašnjava nastanak nepravilnih vretena s polarnim kromosomima. Ovaj rad pruža sveobuhvatan teorijski okvir za razumijevanje međudjelovanja komponenti vretena i nastanka sila koje upravljaju kongresijom kromosoma.During cell division, genetic material is duplicated and organized into chromosomes, which are distributed throughout the cell after the breakdown of the nuclear envelope. To ensure proper cell division, chromosomes must be transported to the central plane of the spindle in the process of chromosome congression. This movement is facilitated by the mitotic spindle, a bipolar structure composed of microtubules and associated proteins, which be gins to form after the nuclear envelope breakdown. Experiments suggest the existence of multiple mechanisms contributing to chromosome congression, but until now, a systematic theoretical analysis of the forces involved in this process has been lacking. This doctoral thesis presents a model based on forces dependent on microtubule overlap length. Motor proteins in antiparallel overlaps generate forces that transport chromosomes towards to the central plane of the spindle. Passive cross-linkers in parallel overlaps generate forces that oppose chromosome congression. Crucially, for parameter choices that correspond to human spindles, chromosomes successfully approach the spindle center at a speed consistent with measurements. Additionally, calculations have shown that, under certain conditions, chromosomes can be at stable positions near the poles, in addition to the stable position at the center, which explains the formation of irregular spindles with polar chromosomes. This work provides a comprehensive theoretical framework for understanding the interactions between spindle components and the generation of forces that govern chromosome congression
Species of bats and their activity in the city of Zagreb
No full textVelik dio vrsta šišmiša u Hrvatskoj se može naći na području planine Medvednice i okolici.
Istraživanja i praćenja populacija šišmiša na ovome području su stoga češće provedena u
prirodnim staništima i speleološkim objektima poput špilje Veternice. No, populacije šišmiša
postoje i u gradskim sredinama. Glavni cilj ovog istraživanja je utvrditi sastav rodova i/ili vrsta
šišmiša i njihovu aktivnost tijekom noći u urbanim staništima grada Zagreba. Aktivnost šišmiša
je praćena pomoću ultrazvučnih detektora koji su postavljeni u naseljima Volovčica,
Črnomerec i Vrbik da snimaju 5 dana mjesečno u svibnju i lipnju 2024. godine. Prilikom
snimanja je utvrđeno sedam vrsta šišmiša i rodovi Eptesicus/ Nyctalus/ Vespertilio, Plecotus i
Myotis, unutar kojih nije bilo moguće determinirati vrste na temelju eholokacijskih signala
zbog sličnog glasanja. Više od 90% ukupne zabilježene aktivnosti šišmiša je činila fonetska
skupina Pipistrellus kuhlii/ nathusii i vrsta Hypsugo savii. Šišmiši su bili aktivniji u lipnju nego
u svibnju, a vrsta Nyctalus noctula je unutar noći bila najaktivnija u sumrak i zoru. Sastav vrsta
je uspoređen s literaturnim podacima. Rezultati ovog rada upućuju na to da je bogatstvo vrsta
niže u urbanim područjima nego u prirodnim te da je glavnina aktivnosti šišmiša u gradu
uzrokovana pojavom nekoliko sinantropnih vrsta.A large part of the bat species in Croatia can be found around Medvednica mountain area.
Research and monitoring of bat populations in this area are therefore more often carried out in
natural habitats and caves such as the Veternica. However, bat populations also exist in urban
areas. The main goal of this research is to determine the composition of genera and/or species
of bats as well as their activity throughout the night in urban habitats of the city Zagreb. Bat
activity was monitored using bat detectors that were placed in neighborhoods Volovčica,
Črnomerec and Vrbik to record 5 days a month in May and June 2024. Seven species of bats
and the genera Eptesicus/ Nyctalus/ Vespertilio, Plecotus and Myotis were identified, within
which it was not possible to determine the species based on echolocation calls due to similar
vocalizations. More than 90% of the total recorded bat activity was made up of the phonic
group Pipistrellus kuhlii/ nathusii and the species Hypsugo savii. Bats were more active in June
than in May, and the species Nyctalus noctula was most active at dusk and dawn. Species
composition was compared with literature data. The results of this study suggest that species
richness is lower in urban areas than in natural habitats and that most of the bat activity in the
city is caused by the occurrence of a few synanthropic species
Otkrivanje dinamike populacije neurona pomoću interpretabilnih modela dubokog učenja
No full textThis thesis introduces the Deep Convolutional Interpreter for Time Series (DCIts), a novel architecture designed to bridge the gap between predictive performance and interpretability in multivariate time series analysis. DCIts addresses the critical need for transparent AI models by providing both accurate predictions and actionable insights into the underlying dynamics of complex systems. DCIts employs a modular two-step architecture consisting of the Focuser and Modeler modules. The Focuser identifies significant temporal lags and interactions, while the Modeler determines transition coefficients that describe system dynamics. This design enables DCIts to generate interpretable transition tensors that reveal key relationships among time series and their respective lags. The model’s versatility is demonstrated across a variety of datasets with diverse complexities, including synthetic benchmarks, chaotic systems, neural population data, and real-world biological recordings. Notably, DCIts consistently delivers accurate forecasts while being completely interpretable, matching state-of-the-art models in predictive accuracy and outperforming them in interpretability correctness and faithfulness. Key contributions of this work include:
1. DCIts- A completely interpretable model for multivariate time series analysis.
2. Extension of DCIts to incorporate higher-order dynamics, enabling the model to handle
nonlinear systems.
3. Applying DCIts to synthetic and real-world neural datasets, successfully uncovering bio
logically plausible connectivity patterns and task-specific interactions.
Through its interpretability, DCIts facilitates cross-disciplinary collaboration between AI researchers, physicists and domain experts, enabling them to uncover fundamental principles of the analysed system. In this thesis, we applied DCIts to a neural dynamics example, which allowed us to link connectivity patterns to physiological or behavioural outcomes. This research advances the state of the art in interpretability in AI without sacrificing predictive power.Glavna tema ovog rada je razvoj i primjena interpretabilnih modela dubokog učenja za analizu multivarijantnih vremenskih nizova, s posebnim naglaskom na njihovu interpretabilnost i sposobnost razumijevanja dinamiˇ ckih sustava. Predloženi model, nazvan DCIts (eng. Deep Convolutional Interpreter for Time Series), dizajniran je kako bi omogućio analizu linearnih i nelinearnih interakcija među vremenskim nizovima, što ga čini posebno pogodnim za složene sustave s višedimenzionalnim podacima. Istraživanje obuhvaća razvoj arhitekture koja kombinira preciznost predviđanja s mogućnošću identifikacije ključnih uzoraka i odnosa u podacima, uključujući uzročno-posljedične veze i funkcionalne podskupine u analiziranim sustavima. DCIts model je testiran na sintetičkim i stvarnim podacima, pri čemu su stvarni podaci uključivali neuronske signale, poput više elektrodnih zapisa aktivnosti ganglijskih stanica mrežnice daždevnjaka te kalcijevih snimaka iz regije CA1 mozga miševa. Rezultati pokazuju da model omogu´ cuje preciznu detekciju interakcija i vremenskih kašnjenja između vremenskih nizova, čime pruža dublje razumijevanje nelinearnih sustava. Poseban naglasak stavljen je na njegovu primjenu u neuroznanosti, gdje je interpretabilnost ključna za dobivanje znanstvenih uvida, a korištenje DCIts modela otvorilo je nove mogućnosti za analizu uzoraka aktivnosti u neuronskim mrežama
Traditional use of plants in the rural area of Vrlika
No full textCilj ovog diplomskog rada bilo je istražiti tradicionalnu upotrebu biljaka u ruralnoj okolici Vrlike,
na području na kojem ne postoje prethodni etnobotanički podaci. Istraživanje je provedeno
metodom standardiziranog etnobotaničkog intervjua s 32 ispitanika te analizom botaničkih
podataka. Zabilježena je upotreba ukupno 159 biljnih svojti, od čega je 101 samonikla i 58
kultiviranih svojti. Analizom prikupljenih podataka, utvrđeno je da se u ruralnoj okolici Vrlike
najčešće koriste biljke iz porodice Rosaceae (12%), Lamiaceae (7%), Asteraceae (6%) te Poaceae
(6%). Upotrebna analiza flore pokazala je da se zabilježene biljne svojte na ovom području koriste
kao hrana ljudima (37%), u medicinske svrhe (18%), za izradu pića (10%), izradu predmeta (6%),
prehranu životinja (5%), kao začin (5%), za ogrjev (3%), za prodaju (3%), kao ukras za dom (2%),
za liječenje životinja (2%) te u ostale svrhe (9%). Usporedbom s etnobotaničkim istraživanjem
provedenim na u ruralnoj okolici Knina, pokazano je da se na oba područja koriste slične svojte.The goal of this thesis was to investigate the traditional use of plants in the rural area of Vrlika, in
a region without previous ethnobotanical data. The research was conducted using the method of
standardized ethnobotanical interviews with 32 respondents and the analysis of botanical data. A
total of 159 plant taxa were recorded, of which 101 were wild plants and 58 were cultivated.
Analysis of the collected data showed that most commonly used plants in the rural area of Vrlika
belong to the families Rosaceae (12%), Lamiaceae (7%), Asteraceae (6%), and Poaceae (6%). The
usage analysis of the flora showed that the recorded plant species in this area are used as food for
humans (37%), for medicinal purposes (18%), making drinks (10%), making tools (6%), feeding
animals (5%), as a spice (5%), for fuel (3%), for sale (3%), as home decoration (2%), for treating
animals (2%), and for other purposes (9%). Comparison with ethnobotanical research conducted
in the rural area of Knin showed that similar species are used in both areas
Expression of the glial fibrillary acidic protein (GFAP) in the adult rat brain following perinatal hypoxia
No full textCilj ovog pilot istraživanja je utvrditi učinak kratkotrajne perinatalne hipoksijske ozljede u
odraslih štakora na razinu izražaja GFAP-a. Korišteno je osam ženki Wistar Han (RccHan:WIST)
štakora dobi P(105) – četiri kontrolne i četiri perinatalno podvrgnute kratkotrajnoj hipoksiji.
Histološki preparati bili su podvrgnuti imunofluorescentnom bojenju korištenjem anti-GFAP
protutijela i flourescentnom Nissl bojenju. Kvalitativna analiza 20 presjeka nije pokazala promjene
u citoarhitektonici hipokampusa, dok je uočen viši intenzitet izražaja GFAP+
astrocita nakon
kratkotrajne perinatalne hipoksije. Kvantitativna analiza 20 presjeka pokazala je tendenciju k
povećanju gustoće astrociti/mm2
u polju CA1 u hipoksijskoj skupini štakora. Gustoća
astrociti/mm2
u polju CA2 ne pokazuje razlike između hipoksijske i kontrolne skupine. Izazvana
kratkotrajna perinatalna hipoksija bila je blaga i uzrokovala je suptilne promjene koje nisu
detektirane na ovom broju uzoraka. Potencijalno daljnje istraživanje povećanjem broja životinja u
eksperimentu te samim time i broja uzoraka, moglo bi pokazati je li promjena morfologije astrocita
ili je povećanje izražaja GFAP+
astrocita, razlog kvalitativnog utiska da je GFAP pozitivnih
astrocita više u hipokampusu perinatalno hipoksijsko ozlijeđenih štakora.The aim of this pilot study was to research the effects of short-term perinatal hypoxia on
the expression of GFAP. For this purpose, eight female Wistar Han (RccHan:WIST) rats age
P(105) – four controls and four perinatally treated with short-term hypoxia, were used. Samples
were double stained using anti-GFAP antibody and Nissl stain. Qualitative analysis of 20 slices
didn't indicate any change in the cytoarchitecture of the hippocampus, while there was a slight
increase detected in the GFAP+
astrocyte signal after hypoxia. Quantitative analysis of 20 slices
shows a tendency towards an increase in density of astrocyte/mm2
in the CA1 field of the hypoxic
rat group. Density of astrocyte/mm2
in the CA2 field didn't show any difference between hypoxic
and control group. The perinatal hypoxic injury in this study was short-term and mild, and it caused
subtle changes which could not be registered on this small sample size. Future experiments, with a
bigger sample size, might show if the qualitative phenomen of more GFAP positive astrocytes in
the hippocampus of perinatal hypoxically injured rats, is due to change in astrocyte morphology or
due to an increase in GFAP expression in astrocytes
Dynamics of specialized metabolism and physiological responses of grapevine (Vitis vinifera) infected with flavescence dorée phytoplasma
No full textFitoplazme (rod ‘Candidatus Phytoplasma’) su unutarstanične parazitske bakterije i patogeni
širokog kruga biljaka. Fitoplazma flavescence dorée (FDp) uzročnik je velikih šteta u
vinogradarskoj proizvodnji u Europi. U ovom istraživanju, sakupljeni su listovi simptomatskih i
asimptomatskih listova vinove loze (Vitis vinifera L.) var. 'Pinot gris' u tri vremenske točke tijekom
razvoja infekcije. FDp je detektirana korištenjem kvantitativnog PCR i genotipizirana
sekvenciranjem i filogenetskom analizom map gena, što je pokazalo prisutnost dva genotipa, M38
i M54. Korištenjem spektrofotometrijskih i kromatografskih (RP-HPLC, GC-MS) metoda,
analiziran je utjecaj dva FDp genotipa na fiziološke parametre i fenolni metabolizam vinove loze
tijekom razvoja infekcije. Genotip M54 je slabije djelovao na fiziološke parametre, ali je održavao
viši titar nego M38. Analiza korelacija pokazala je da promjene fizioloških parametara mogu biti
povezane s titrom FDp. Sadržaj svih glavnih grana fenolnog metabolizma i individualnih spojeva
je pokazao slične obrasce, ukazujući na pojačanje temeljnog fenolnog biosintetskog puta zbog
infekcije FDp, posebno u trećoj vremenskoj točki. Analizirane promjene fiziologije vinove loze
ovisne o genotipu FDp daju podatke o metama FDp u vinovoj lozi i mogu poduprijeti identifikaciju
potencijalnih efektora ove fitoplazme.Phytoplasmas (genus ‘Candidatus Phytoplasma’) are intracellular parasitic bacteria and pathogens
of numerous plants. Flavescence dorée phytoplasma (FDp) causes severe damage to viticultural
production in Europe and is a quarantine pathogen in EU. In this study, symptomatic and
asymptomatic grapevine (Vitis vinifera L.) var. ‘Pinot gris’ leaves were sampled at three time points
through the development of infection. FDp was detected by using triplex real-time PCR and
genotyped by sequencing and phylogenetic analysis of map gene which identified two genotypes,
M38 and M54. By using spectrophotometric and chromatographic (RP-HPLC, GC-MS) analyses,
impact of two FDp genotypes on grapevine physiological parameters and phenolic metabolism was
evaluated through the development of infection. Genotype M54 impacted physiological parameters
less severely, while maintaining higher titre than M38. Correlation analysis revealed that changes
in physiological parameters could be linked to FDp titre. Content of all main branches of phenolic
metabolism and most individual compounds had similar trends, pointing to the general induction
of the stem phenolic biosynthetic pathway by FDp infection, particularly in the last time point.
Analysed phytoplasma genotype-dependant changes to grapevine physiology provide data on
certain targets of FDp in grapevine and could assist the identification of potential specific effectors
of this phytoplasma
Cinchona alkaloids (quinine and cinchonine) for the design of molecular ferroelectrics
No full textIstražene su reakcije kationa prirodnih Cinchona alkaloida, kinina (Q) i cinhonina (Cn), s cink(II) kloridom i cink(II) bromidom. Sinteza je uključivala nadslojavanje polaznih spojeva otopljenih u različitim otapalima i izolaciju kristalnog produkta. Izolirana su dva literaturno poznata spoja [QZnCl3] i [CnZnCl3]·MeOH, i jedan novi spoj [CnZnBr3]·MeOH. Novodobivenom spoju [CnZnBr3]·MeOH struktura je određena iz podataka rendgenske difrakcije u monokristalu, a literaturno poznatim spojevima na temelju rendgenske difrakcije u prahu. Svi spojevi okarakterizirani su infracrvenom spektroskopijom. Elementni sastav priređenih spojeva potvrđen je apsorpcijskom atomskom spektroskopijom. Termička stabilnost priređenih spojeva ispitana je termogravimetrijskom analizom. Feroelektrični testovi provedeni mjerenjem polarizacije u ovisnosti o električnom polju na tankim pastilama spoja [CnZnCl3]·MeOH potvrdili su postojanje remanentne polarizacije u ovom spoju.The reactions of natural Cinchona alkaloid cations, quinine (Q) and cinchonine (Cn), with zinc(II) chloride and zinc(II) bromide, were investigated. The synthesis included layering of the starting compounds dissolved in different solvents and isolation of the crystalline product. Two literature compounds [QZnCl3] and [CnZnCl3]·MeOH and a new compound [CnZnBr3]·MeOH were isolated. The structure of [CnZnBr3]·MeOH was determined from single-crystal X-ray diffraction analysis and of literature compounds from X-ray powder diffraction analysis. All compounds were characterized by infrared spectroscopy. The elemental composition was confirmed by atomic absorption spectroscopy. The thermal stability of the compounds was tested by thermogravimetric analysis. Ferroelectric tests performed by measuring polarization vs. electric field on thin pellets of the [CnZnCl3]·MeOH compound confirmed the presence of remanent polarization
Dinamička elektron-fonon interakcija u novim kvantnim materijalima iz prvih principa
No full textWith the aim of elucidating various experimental results in several relevant novel materials, this thesis delves into clarifying the role of dynamical electron-phonon coupling. Using first-principles theory as a basis for our calculations, we often go beyond these methods and complement them with many-body perturbation theory. The main aim of this work is to provide a thorough overview of the far-reaching consequences of resorting to the static approximation of electron-lattice interaction when using ab-initio methods. After setting an in depth theoretical basis, this thesis deals with three topics. Firstly, we show a variety of novel bulk and two-dimensional materials all exhibiting remarkable nonadiabatic effects in their phonon spectra. Apart from the expected long-wavelength nonadiabatic effects, we found sizable nonadiabatic Kohn anomalies away from the Brillouin zone center for materials with strong intervalley electron-phonon scatterings. With our thorough theoretical calculations we reveal important consequences that the dynamical electron-phonon coupling has on estimating the superconducting and transport properties. With significant modifications of the electron-phonon coupling across the Brillouin zone, the dynamical phonon anomalies alter the superconducting transition temperature compared to the adiabatic result and rescale the lowtemperature and low-frequency regime of the scattering time 1/τop(ω,T) from about T3 to about T2, resembling the Fermi liquid result for electron-electron scattering. Secondly, we focus on temperature-dependent Raman experiments done on graphene and Weyl semimetals and simulate the dynamical phonon self-energy contributions beyond the first-order perturbation theory. Contrary to the common belief, we reveal a prevailing electron-phonon coupling contribution to the linewidths of their strongly-coupled phonons and manage to provide convincing justifications of experimental observations. Finally, we discuss the out-of equilibrium phenomena, as achieved in ultrafast pump-probe experiments. We simulate the time-resolved modifications in the phonon spectra and electron-phonon properties, taking place due to a photoexcited electron distribution in graphene and molybdenum disulphide (MoS2). A significant contribution of this work lies in the methodology we use, because nonequilibrium simulations of dynamical electron-phonon coupling are out of reach for the current ab-initio methods. In graphene, we find several important photo-induced effects. We reveal photo-induced phonon gain and we resolve the debate about whether photoexcitation enhances electron-phonon coupling matrix elements or if the observed effects stem from the modified phase space and provide evidence to support the latter option. In MoS2, due to its multivalley band structure, time-dependent Boltzmann equations reveal a characteristic manner of electron relaxation. The corresponding time dynamics of phonons shows time-dependent anisotropic phonon softenings, dynamical Kohn anomalies, and strengthening of electron-phonon coupling.Glavni cilj ovog doktorskog rada je provesti temeljito istraživanje uloge dinamičkog elektron-fonon vezanja (eng. electron-phonon coupling, EPC) u kvazi-2D materijalima iz prvih principa. Glavno pitanje kojim se bavi je pitanje utjecaja i posljedica dinamičkog EPC-a na fonone u uvjetima ravnoteže i izvan nje. EPC je odgovorno za objašnjenje mnoštva zanimljivih fizikalnih fenomena, kao što su transport nosioca naboja, termalni transport te konvencionalna supravodljivost, dok istovremeno postoji velika praznina između novih eksperimentalnih spoznaja i pripadnih teorijskih uvida u mikroskopske procese. Za mnoge praktične primjene, zanimljiv je koncept upravljanja svojstvima i faznim prijelazima materijala. Posebno su zanimljivi 2D materijali kojima je lako manipulirati dopiranjem, fotopobuđenjem ili tlakom, a veliki dio informacija o svojstvima pohranjen je u fononskom spektru. Stoga, od velike je važnosti produbiti razumijevanje dinamičke elektronfonon interakcije koja je nedostupna u okvirima raspoloživih računa iz prvih principa, a može uvelike mijenjati adijabatski predviđena svojstva fonona. Istraživanje se oslanja na teoriju funkcionala gustoće (eng. density functional theory - DFT) i nadopunjuje se odgovarajućim teoretskim dodacima koji nisu a priori uzeti u obzir pri izračunima iz prvih principa. DFT se do sada pokazala snažnim alatom za izračun EPC-a iz prvih principa. Svrha ovog istraživanja je unaprijeđivanje te metode, zbog čega kombiniramo DFT s perturbativnom teorijom mnoštva čestica (eng. MBPT), programima za izračun anharmoničkih efekata i Boltzmannovim transportnim jednadžbama (vidi Poglavlja 2, 3, 4). DFT se oslanja na adijabatsku aproksimaciju, zbog čega se prva tema opisana u Poglavlju 5 ovog doktorskog istraživanja bavi neadijabatskom korekcijom fononskog spektra raznih 2D i 3D materijala. To na ključan način doprinosi razumijevanju dinamičkih efekata EPC-a te njihovih dalekosežnih implikacija na supravodljiva i transportna svojstva u raznim materijalima. Mi predlažemo način korekcije fononskih spektara i EPC-a te pokazujemo njene posljedice na izračun supravodljivih i transportnih svojstava. Pokazali smo da u 8 promatranih sustava dinamičke korekcije ublažavaju statički dobivene Kohn anomalije u fononskom spektru i zauzvrat drastično smanjuju jačinu EPC-a. Povrh dinamičkih efekata, DFT ne uračunava efekte iznad prvog reda u MBPT prilikom izračuna vlastite energije fonona. Ova disertacija u Poglavlju 6 pokazuje da viši redovi MBPT-a, donose velike anharmoničke doprinose posredovane elektronima. Takvo istraživanje pomaže u razumijevanju temperaturno ovisnih Raman spektara sustava s jakom elektron-fonon interakcijom. Pokazuje se da u grafenu i Weyl semimetalima, usprkos drugačijem uvjerenju zajednice, EPC predstavlja značajni mehanizam temperaturne promjene fononskih frekvencija i širine fononskih linija. Fotopobuđenjem mogu se inducirati nove zanimljive faze u materijalu, što je od velikog značaja za primjenu, a uvelike neistraženo. Mi prezentiramo dvije nove metode za simulaciju neravnotežnih distribucija elektrona te njihovih posljedica na dinamiku fonona, elektrona i EPC-a u Poglavlju 7. U fotoinduciranom grafenu, simulirali smo neravnotežnu distribuciju nosioca u nekoliko različitih faza termalizacije i izračunali dinamičku spektralnu funkciju fonona. Otkrili smo otvrđivanje fonona i općenito proširenje fononskih linija uslijed vezanja na elektrone izvan ravnoteže. Izračuni EPC-a u fotopobuđenom MoS2 otkrili su tranzijentne fononske anomalije te proširenje fononskih linija za vrijeme termalizacije elektrona. Ovakva istraživanja koja objedinjuju vremensku evoluciju neravnotežne raspodjele nosioca te renormalizaciju fonona koja je time inducirana su bitna jer je napravljen korak k samosuglasnom opisu EPC-a u netermalnim uvjetima. Takav pristup je prigodan za proučavanje ultrabrzih fenomena gdje dinamička renormalizacija fonona igra važnu ulogu. To istraživanje pruža temelj za proučavanje sustava gdje se fotopobuđenjem mogu inducirati fazni prijelazi ili uređena stanja. U ovoj disertaciji navodi se nekoliko teorijskih metoda koje upotpunjavaju nedostatke izračuna iz prvih principa i koje se mogu primijeniti na široki spektar materijala i fizikalnih problema. Disertacija je usko povezana s eksperimentalnim radom, dok se tehnološka primjena ovakvih istraživanja proteže od nalaženja optimalnih materijala za razne uređaje pa sve do krojenja njihovih željenih svojstava i primjene u raznim granama industrije