BIOCHIMICA E BIOLOGIA MOLECOLARE
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2022/2023
- Docente
- MARIA ROBERTA PIVA
- Crediti formativi
- 7
- Periodo didattico
- Primo Semestre
Obiettivi formativi
- Gli obiettivi principali del corso consistono nel formare studenti capaci di orientarsi nella vasta disciplina della Biochimica e della Biologia Molecolare acquisendo competenze adeguate per comprendere e saper descrivere: le caratteristiche chimiche, le funzioni, la struttura e il ruolo metabolico delle principali biomolecole (zuccheri, lipidi, aminoacidi, proteine, acidi nucleici, e loro derivati); i meccanismi di produzione dell'energia metabolica e l’omeostasi energetica e strutturale del vivente; le interrelazioni metaboliche con particolare riferimento all’ambito bio-medico; la struttura e le funzioni del gene eucariote; i meccanismi di controllo dell’espressione genica.
Prerequisiti
- Conoscenze di base di biologia, istologia, chimica generale e chimica organica.
Contenuti del corso
- Il corso (7CFU) prevede 56 ore di attività frontale.
Le lezioni in aula affronteranno i seguenti argomenti:
Introduzione alla biochimica (2 ore): La cellula, le biomolecole, i polimeri biologici, i principi di termodinamica, i principi generali del metabolismo cellulare.
Proteine (2 ore): dalla struttura alle funzioni, concetti generali.
Gli enzimi (6 ore): caratteristiche generali e classificazione; il significato e i meccanismi della catalisi enzimatica; la cinetica enzimatica; i meccanismi di regolazione dell’attività enzimatica (gli inibitori, le modificazioni covalenti, l’allosterismo, gli zimogeni); cofattori e coenzimi; le vitamine; gli abzimi; i ribozimi. Le serin proteasi.
L’emoglobina (4 ore) : struttura e funzione di mioglobina ed emoglobina; il trasporto dell’ossigeno; il gruppo eme; curva di dissociazione dell'ossigeno; regolazione dell'affinità dell'emoglobina per l'ossigeno (CO2, H+, BPG); emoglobinopatie; il metabolismo del Ferro e la sua regolazione; la ferritina e la transferrina. La coagulazione del sangue: principi generali.
Il Metabolismo (40 ore):
Aspetti generali, anabolismo e catabolismo, reazioni accoppiate, composti ad alta energia. Principi di bioenergetica. Struttura e funzione dell’ATP, i meccanismi di produzione dell’ATP. I principali coenzimi coinvolti nelle vie metaboliche. Anaerobiosi e aerobiosi. Il ruolo dell’ossigeno nel metabolismo. I ROS (produzione delle specie reattive dell’ossigeno e sistemi di difesa dell’organismo). Il glutatione.
Concetti generali sui carboidrati. Il glucosio: digestione degli zuccheri, trasportatori del glucosio e sistemi di controllo della glicemia.
Le funzioni, le fasi e i meccanismi di regolazione di: Glicolisi, Ciclo dell'acido citrico, Gluconeogenesi, Via del pentosio fosfato, Glicogenolisi e Glicogenosintesi. Il ruolo degli ormoni insulina, glucagone e adrenalina nel metabolismo dei carboidrati e nel mantenimento della glicemia. Destino del piruvato in condizioni aerobiche ed anaerobiche. Ciclo di Cori. Sintesi di Acetil-CoA: il complesso della piruvato deidrogenasi.
Fosforilazione ossidativa: i trasportatori di elettroni. Flusso degli elettroni e sintesi di ATP. Meccanismi di accoppiamento tra catena respiratoria e fosforilazione ossidativa. Ultrastruttura dei mitocondri, struttura e funzione dei complessi della catena respiratoria. ATP sintasi. Trasporto di ATP e ADP. Trasportatori della membrana interna, sistemi navetta per il trasporto equivalenti riducenti nei mitocondri. Bilancio energetico, inibitori dei complessi, disaccoppianti. La termogenina.
Concetti generali sui lipidi. I lipidi nel metabolismo energetico, i fosfolipidi, l’acido fosfatico. Le membrane biologiche. Chilomicroni, LDL, VLDL, HDL, IDL. La digestione dei lipidi.
Le funzioni, le fasi e i meccanismi di regolazione di: degradazione dei lipidi, mobilizzazione e trasporto degli acidi grassi, ossidazione degli acidi grassi, sintesi e degradazione dei corpi chetonici, biosintesi degli acidi grassi. Il ruolo degli ormoni insulina, glucagone e adrenalina nel metabolismo dei lipidi.
Il colesterolo: funzione, biosintesi e sistemi di regolazione. Il recettore per le LDLs.
Le proteine e il metabolismo degli aminoacidi: Proteine della dieta e proteine cellulari, degradazione degli aminoacidi, cenni sulla biosintesi degli aminoacidi. Il ciclo dell’urea. Modificazioni post-traduzionali. I derivati aminoacidici.
Il metabolismo dei nucleotidi purinici e pirimidinici: biosintesi, degradazione e regolazione. Funzioni degli acidi nucleici
Integrazione del metabolismo: Inter-relazioni metaboliche tra i vari organi. Ciclo digiuno-alimentazione. Regolazione ormonale. Meccanismo d’azione degli ormoni proteici e steroidei. Il significato dei secondi messaggeri. Aspetti biochimici di patologie umane: il diabete, l’ipercolesterolemia, il cancro (cenni).
La matrice extracellulare (2 ore): composizione e funzione. Metodi didattici
- Il corso si svolgerà con lezioni frontali orali che faranno uso di sistemi multimediali. Il docente sarà a disposizione durante tutta la durata del corso, previo appuntamento via e-mail, per rispondere alle domande e supportare gli studenti durante il loro percorso formativo, anche con incontri individuali.
Modalità di verifica dell'apprendimento
- Prova orale, che riguarderà gli argomenti principali del programma svolto.
Testi di riferimento
- "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
"Biologia Molecolare" di Amaldi- Benedettii-Pesole-Plevani, Ambrosiana, Milano
