BIOCHIMICA GENERALE E APPLICATA
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2017/2018
- Docente
- RICCARDO GAVIOLI
- Crediti formativi
- 12
- 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 modulo “Biochimica” 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 e di applicare queste conoscenze per la valutazione dell'impatto di variazioni strutturali delle biomolecole sulla loro funzione, dell'effetto di modulatori delle biomolecole in campo farmaceutico/terapeutico e di comprendere come le variazioni fisiologiche impattano sulle vie metaboliche.
Il modulo “Analisi Biochimiche e Cliniche” si prefigge di trattare le principali tecniche biochimiche di base e le moderne metodologie diagnostiche, fornendo informazioni sulle tecnologie disponibili per lo studio delle macromolecole biologiche. Il corso è impostato sull’esame delle metodologie biochimiche in base alla categoria (tecniche cromatografiche, elettroforetiche, spettroscopiche, ecc) non solo dal punto di vista teorico, ma applicando lo studio ad esempi clinici ed analitici pratici che permettono allo studente di poterle sviluppare nella professione. Prerequisiti
- Per la comprensione degli argomenti trattati in questo corso è necessario avere conoscenze di base di Biologia, Chimica generale e Chimica organica.
Per sostenere l'esame (verifica dell'apprendimento) è necessario aver obbligatoriamente superato l'esame di Chimica organica. Contenuti del corso
- Il corso è diviso in due moduli di 6 CFU ciascuno, corrispondenti a 48 ore di lezioni frontali per modulo.
Argomenti del modulo di “Biochimica”:
Introduzione alla biochimica (2 ore): La cellula, le biomolecole, I legami, i principi di termodinamica
I nucleotide (2 ore).
Le proteine: Strutture, funzioni e catalisi (10 ore)
Amminoacidi: struttura e classificazione. Legame peptidico.
Proteine: struttura e funzione.
Proteine globulari: struttura e funzione di mioglobina ed emoglobina.
Enzimi: caratteristiche generali; energia di attivazione e velocità di reazione; energia di legame; concetti generali sulla cinetica enzimatica. Meccanismi di regolazione dell’attività enzimatica: gli enzimi regolatori: enzimi allosterici ed enzimi regolati da modificazioni covalenti.
Membrane Biologiche e trasporto (2 ore): Struttura e funzione delle membrane. 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, recettori accoppiati a proteine G.
Bioenergetica e Metabolismo (26 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. Glicolisi e gluconeogenesi. Via del pentosio fosfato. La degradazione e la biosintesi del glicogeno. Regolazione ormonale del metabolismo degli zuccheri. Destino del piruvato in condizioni aerobiche ed anaerobiche. Ciclo di Cori. Ciclo dell'acido citrico.
Degradazione dei lipidi. I corpi chetonici. Degradazione degli amminoacidi. Fosforilazione ossidativa. Biosintesi degli acidi grassi.
Integrazione del metabolismo (2 ore): Inter-relazioni metaboliche tra i vari organi. Ciclo digiuno-alimentazione. Regolazione ormonale.
Argomenti del modulo di “Analisi Biochimiche e Cliniche”:
Introduzione al corso (2 ore): Sicurezza in laboratorio. Variabilità analitica.
Analisi emocromocitometriche (4 ore): Emopioesi. Conteggio delle cellule del sangue, valutazione dell’Hct, dosaggio dell’Hb, determinazione del valore di MCV, striscio di sangue.
Tecniche elettroforetiche (10 ore): Gel di agarosio, acetato di cellulosa, gel di poliacrilammide, gel bidimensionali, elettroforesi capillare. Esempi: Analisi di emoglobine, dosaggio di siero-proteine, ricerca di nuovi marcatori diagnostici, analisi di frammenti di DNA.
Tecniche cromatografiche (10 ore): Principi generali. Cromatografia classica su colonna a fase normale ed inversa. Cromatografia per adsorbimento, di ripartizione, ad esclusione dimensionale, a scambio ionico, di affinità. HPLC. Applicazioni cliniche: separazione di acidi nucleici e proteine, analisi delle plasmaproteine, di emoglobine normali e patologiche.
Tecniche spettroscopiche (2 ore): Spettrofotometria: assorbimento delle radiazioni elettro-magnetiche, legge di Lambert-Beer, lo spettrofotometro. Applicazioni: misura della concentrazione di acidi nucleici e proteine, determinazione della concentrazione di emoglobina nel sangue, utilizzo dello spettrofotometro in ELISA e in reazioni enzimatico-colorimetriche.
Spettrometria di massa (4 ore): Funzione e caratteristiche generali di uno spettrometro di massa. Applicazioni: identificazione di proteine diversamente espresse.
Immunochimica (6 ore): Dosaggio radio-immunologico, dosaggio immuno-enzimatico. Applicazioni cliniche: ricerca di marcatori tumorali, marcatori precoci per malattie cardio-vascolari, diagnosi di diabete mellito di tipo I, diagnosi di celiachia, test rapidi.
Tecniche di biologia molecolare (10 ore): Polymerase Chain Reaction, Sequenziamento del DNA. Applicazioni cliniche: diagnosi di malattie genetiche e diagnosi prenatale non invasiva. Metodi didattici
- Il corso è organizzato con lezioni in aula su tutti gli argomenti del corso.
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. Lo studente può scegliere di fare prove parziali dei due moduli che saranno ritenute valide per la valutazione finale della prova di esame. 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
“Biochimica applicata” di Stoppini e Bellotti, EdiSES
“Metodologie biochimiche” di Bonaccorsi di Patti, Casa Editrice Ambrosiana
“Medicina di laboratorio” di Federici, McGrawHill
“Compendio di scienze del laboratorio clinico” di Hubbard, Verduci Editore
