BIOCHIMICA
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2017/2018
- Docente
- RICCARDO GAVIOLI
- Crediti formativi
- 9
- Periodo didattico
- Primo Semestre
- SSD
- BIO/10
Obiettivi formativi
- La Biochimica è una disciplina che appartiene alle scienze della vita e affronta lo studio e l'organizzazione delle reazioni chimiche che avvengono nelle cellule e negli organismi viventi.
L’obiettivo principale del corso consiste nel fornire agli studenti le basi per affrontare lo studio e la comprensione della natura chimica e struttura dei costituenti della materia vivente, delle trasformazioni delle biomolecole, e dei cambi di energia ad esse associate.
Lo studente è guidato lungo il percorso, perché arrivi alla comprensione della relazione tra la struttura e la funzione delle macromolecole, e delle strategie di regolazione delle loro funzioni nell’ambito delle reazioni metaboliche. Le attività di laboratorio avranno il compito di far comprendere agli studenti come le conoscenze di base possono essere utilizzate per investigare le macromolecole e le loro proprietà e funzioni. Prerequisiti
- Conoscenze di base di Biologia, Chimica generale e Chimica organica.
Contenuti del corso
- Il corso prevede 72 ore di didattica tra lezioni ed esercitazioni. In particolare sono previste 64 ore di lezione e 12 ore di esercitazioni.
Le lezioni in aula affronteranno i seguenti argomenti:
Introduzione alla biochimica (4 ore): La cellula, le biomolecole, I legami covalenti e non covalenti, i principi di termodinamica
I nucleotidi (2 ore): struttura e funzione.
Le proteine: Strutture, funzioni e catalisi (12 ore)
Amminoacidi: struttura generale e classificazione. Legame peptidico.
Proteine: struttura e funzione. Struttura tridimensionale: primaria, secondaria (-elica, conformazione , -turn), terziaria e quaternaria.
Proteine globulari: struttura e funzione di mioglobina ed emoglobina; il gruppo eme; curva di dissociazione dell'ossigeno; regolazione dell'affinità dell'emoglobina per l'ossigeno (CO2, H+, BPG). Struttura e funzione delle immunoglobuline. Struttura e funzione delle molecole del maggior complesso di istocompatibilità di classe I e II e presentazione degli antigeni ai linfociti T (citotossici e helper).
Enzimi: caratteristiche generali; energia di attivazione e velocità di reazione; energia di legame; concetti generali sulla cinetica enzimatica; Vmax, Km. Meccanismi di regolazione dell’attività enzimatica: inibitori competitivi e non competitivi; gli enzimi regolatori: enzimi allosterici ed enzimi regolati da modificazioni covalenti.
Membrane Biologiche e trasporto (2 ore): I costituenti delle membrane plasmatiche. Struttura e funzione delle membrane. I lipidi di membrana. Fluidità. Permeabilità. Trasporto passivo ed attivo. I trasportatori di membrana. Modelli di trasportatori. Pompe a trasporto attivo diretto ed indiretto. Simporto ed antiporto.
Recettori di membrane (4 ore): funzione, specificità e meccanismi generali della trasduzione del segnale: recettori canali, recettori ad attività chinasica intrinseca (insulina), recettori accoppiati a proteine G.
Bioenergetica e Metabolismo (38 ore).
Principi di bioenergetica. Il trasferimento di gruppi fosfato. Struttura e funzione dell’ATP. I trasportatori di elettroni (NADH, NADPH e FADH2). Il coenzima A.
Concetti generali sui carboidrati. Utilizzo del glucosio. Glicolisi: funzione, fasi e regolazione. Il bilancio energetico della glicolisi. La gluconeogenesi funzione e regolazione, bilancio energetico. Piruvato carbossilasi attività e regolazione. Fruttosio 1-6 bisfosfatasi e regolazione allosterica ed ormonale. Via del pentosio fosfato, funzioni e regolazione.
Glicogeno. La degradazione del glicogeno. Regolazione della glicogeno fosforilasi. Biosintesi del glicogeno. Regolazione della glicogeno sintasi.
Regolazione ormonale del metabolismo degli zuccheri. Destino del piruvato in condizioni aerobiche ed anaerobiche. Ciclo di Cori. Sintesi di Acetil-CoA: il complesso della piruvato deidrogenasi.
Ciclo dell'acido citrico: Funzioni, bilancio energetico e regolazione.
Degradazione dei lipidi: mobilizzazione e trasporto degli acidi grassi. Ossidazione degli acidi grassi. I corpi chetonici.
Degradazione degli amminoacidi e delle proteine: Proteine della dieta e proteine cellulari. Via ubiqutina-proteasoma. Ossidazione degli amminoacidi.
Metabolismo dell’etanolo: concetti generali.
Fosforilazione ossidativa: I trasportatori di elettroni. Flusso degli elettroni e sintesi di ATP. Meccanismi di accoppiamento tra catena respiratoria e fosforilazione ossidativa. Sistemi di trasporto del NADH citoplasmatico. Trasporto di ATP e ADP.
Biosintesi dei lipidi: Biosintesi degli acidi grassi. Acetil-CoA carbossilasi e sintesi di malonil-CoA e regolazione. Acido grasso sintasi.
Integrazione del metabolismo (2 ore): Inter-relazioni metaboliche tra i vari organi. Ciclo digiuno-alimentazione. Regolazione ormonale.
Attività di Laboratorio (12 ore): Utilizzo della strumentazione in un laboratorio biochimico e valutazione della concentrazione proteica. Metodi didattici
- Lezioni Frontali (8 CFU, 64 ore) e attività di Laboratorio (1 CFU, 12 ore)
Modalità di verifica dell'apprendimento
- Esame orale. L’obiettivo della prova d’esame orale consiste nel verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti del programma del corso e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente nell’affrontare tematiche relative alla biochimica. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18).
Testi di riferimento
- Schemi e figure forniti dal docente.
A scelta uno dei seguenti testi:
"Biochimica" di Berg-Tynoczko-Stryer, Zanichelli
"I principi di Biochimica di Lehninger" di Nelson-Cox, Zanichelli
"Principi di Biochimica" di Garret&Grisham, Piccin
"Fondamenti di Biochimica" di Voet-Voet-Pratt, Zanichelli
“Biochimica con aspetti clinico-farmaceutici” di Devlin, Edises
