00061 - BIOCHIMICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine dell'insegnamento lo studente conosce gli elementi essenziali per poter comprendere i meccanismi attraverso i quali le biomolecole consentono il funzionamento delle cellule e dei tessuti; in particolare gli zuccheri, i lipidi, gli acidi nucleici, le proteine, gli enzimi, i principi di bioenergetica e il metabolismo delle principali biomolecole in vari organi e tessuti, compresi i principali meccanismi di regolazione ormonale.

Contenuti

Cenni di Propedeutica Biochimica

Cenni sulle principali classi di composti inorganici e bioinorganici: sostanze elementari, idruri, ossidi e derivati (acidi e basi), sali e loro nomenclatura.

Stati di ossidazione. Reazioni di ossidoriduzione. Importanza biologica delle reazioni di ossido-riduzione.

Soluzioni, tipi di soluzioni, proprietà. Espressioni della concentrazione.

Proprieta' colligative: in particolare pressione osmotica e sua importanza biologica. Soluzioni isotoniche.

La reazione chimica: aspetti cinetico ed energetico. Equilibrio chimico. Costante di equilibrio. Fattori che influenzano l'equilibrio chimico. Principio di Le Chatelier.

pH: definizione e significato; scala del pH. Equilibri ionici in soluzione acquosa: dissociazione degli acidi e delle basi. Acidi poliprotici. Sali. Soluzioni tampone, tamponi fisiologici.

Cenni di chimica organica: idrocarburi alifatici ed aromatici. Principali composti monofunzionali: alcoli, fenoli, ammine, aldeidi e chetoni, acidi carbossilici e derivati (esteri, ammidi, anidridi).

Classificazione, struttura e proprieta' dei principali composti polifunzionali di interesse biologico. Composti che presentano attività ottica. Carboidrati: monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi. Lipidi: acidi grassi, mono-, di-, tri-gliceridi, fosfolipidi. Basi pirimidiniche e puriniche. Nucleosidi, nucleotidi (AMP, ADP, ATP), polinucleotidi: DNA, RNA.

Gli amminoacidi

Gruppi funzionali caratteristici. Amminoacidi ordinari e amminoacidi essenziali. Classificazione degli amminoacidi in base al residuo R. Legame peptidico.

Le proteine

Generalità, classificazione e ruoli. Struttura primaria, secondaria terziaria e quaternaria delle proteine. Le proteine fibrose e globulari: caratteristiche strutturali e funzionali. Alcuni esempi: le cheratine, il collagene. Il processo di assunzione della forma nativa e la denaturazione reversibile ed irreversibile.

Mioglobina ed emoglobina

Il trasporto di ossigeno e di anidride carbonica. Il fenomeno dell'allosterismo: l'emoglobina ed i suoi modulatori allosterici (H+ , CO2, 2,3BPG).

Gli enzimi

Caratteristiche generali, distribuzione e classificazione degli enzimi. Il meccanismo d'azione degli enzimi. La cinetica enzimatica: il grafico di Michaelis-Menten. Determinazione di affinità ed efficienza enzimatiche. I dosaggi enzimatici. La modulazione dell'attività degli enzimi: influenza del pH e della temperatura, la modulazione allosterica e covalente. I coenzimi di derivazione vitaminica. L'inibizione enzimatica: i farmaci come antimetaboliti. L'attivazione irreversibile degli enzimi. Gli isoenzimi e il loro significato diagnostico. 

La bioenergetica

L'energia libera di Gibbs: ΔG e ΔG'°. Legami ad elevata energia di idrolisi. I composti “altamente energetici” (1,3 BPG, PEP, fosfocreatina e ATP). L'ATP, il suo ruolo nel metabolismo e i meccanismi di sintesi (la catena respiratoria mitocondriale e la fosforilazione ossidativa, la sintesi “a livello del substrato”). Le reazioni energeticamente accoppiate.

Il metabolismo

Introduzione al metabolismo: vie cataboliche e anaboliche. Importanza dell' ATP e del potere riducente nel collegamento fra catabolismo e anabolismo.

Il metabolismo glucidico. Digestione e assorbimento dei glucidi. Glicogenolisi,  glicogenosintesi e loro regolazione. Glicolisi e sintesi di ATP “a livello del substrato”. Destino metabolico del piruvato: produzione di lattato e decarbossilazione ossidativa con liberazione di acetil-CoA.Il ciclo di Krebs. La via dei pentosi (cenni). La gluconeogenesi.

Il metabolismo lipidico. Digestione e assorbimento dei lipidi. Le lipoproteine plasmatiche (cenni). Il catabolismo dei trigliceridi e degli acidi grassi (la beta-ossidazione). La biosintesi degli acidi grassi. I corpi chetonici. Biosintesi e ruoli del colesterolo (cenni).

La catena respiratoria mitocondriale, produzione di ATP. Modello chemiosmotico.

Il metabolismo dei composti azotati. La digestione delle proteine e l'assorbimento degli aminoacidi. Il metabolismo degli aminoacidi.Aminoacidi gluconeogenetici e chetogenetici. L'eliminazione dell'ammoniaca. Ciclo dell'urea, cenni.

Gli ormoni

Caratteristiche generali, classificazione. Regolazione ormonale del metabolismo energetico (glicemia): insulina, glucagone e adrenalina.

Testi/Bibliografia

R. Roberti, G. Alunni Bistocchi, C. Antognelli, V.N. Talesa

Biochimica e Biologia per le professioni sanitarie

Seconda Edizione, McGraw Hill, 2013

M. Stefani, N. Taddei

Chimica, Biochimica e Biologia applicata

Terza Edizione, Zanichelli, 2015

Le diapositive delle lezioni saranno a disposizione sulla piattaforma insegnamenti online (IOL) al link: https://iol.unibo.it/

Metodi didattici

Lezioni frontali. Ricevimento studenti per chiarimenti.

Lezioni di ripasso a richiesta degli studenti, alla fine del corso.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame del Corso Integrato di Biologia e Biochimica consiste in colloqui orali per tutte le discipline del corso (Biochimica, Biologia e Genetica) sostenuti nella medesima giornata; tali colloqui verteranno su macro-argomenti facenti parte dei programmi del Corso Integrato. In particolare, il numero di domande sarà proporzionale all'estensione del programma e quindi ai crediti dell'insegnamento: Biochimica, 2 o 3 domande; Biologia 2 domande; Genetica, 1 domanda e 1 esercizio.

Durante il corso delle lezioni si farà riferimento frequente ai contenuti fondamentali di apprendimento che verranno valutati.

La valutazione si baserà sul raggiungimento degli obiettivi di conoscenza degli argomenti trattati, sulla capacità di applicare nozioni acquisite alla pratica del laboratorio e sulla competenza nella integrazione dei contenuti della Biologia applicata e Biochimica.

Il voto finale risulterà dalla media ponderata, in base al numero dei CFU, dei voti riportati nei colloqui delle tre discipline del Corso Integrato. L'esame si riterrà superato se lo studente raggiungerà la sufficienza (18/30) in tutti e tre i moduli.

Strumenti a supporto della didattica

Il materiale didattico ( .ppt di lezioni frontali) verrà messo a disposizione degli studenti.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Anna Tinti