67174 - BIOCHIMICA GENERALE, APPLICATA E DELLA NUTRIZIONE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente ha acquisito le conoscenze di base della biochimica generale e della biologia molecolare. In particolare, lo studente è in grado di comprendere la struttura e la funzione delle principali molecole di interesse biologico. L'insegnamento fornisce inoltre le conoscenze di base delle tecniche utilizzate nell'indagine biochimica e in particolare le metodiche per separare ed isolare le principali molecole biologiche, per rivelarne le qualità funzionali e misurarne la concentrazione. Il corso prevede un laboratorio di 24 ore che impartisce gli aspetti pratici della parte teorica trattata durante le lezioni. Lo studente conosce infine gli elementi di base sul ruolo biochimico e nutrizionale dei macronutrienti, dei micronutrienti e dei componenti nutraceutici contenuti negli alimenti di comune utilizzo nella nutrizione umana, ed è in grado di comprendere il razionale d'uso dei principali integratori alimentari.

Contenuti

Biochimica Generale, docente Prof. Valeria Righi

-Proprietà dell'acqua, acidi e basi e tamponi

-Gli amminoacidi delle proteine, legami peptidici, classificazione e caratteristiche, proprietà acido-base, nomenclatura. Gli amminoacidi non standard

-Struttura delle proteine: struttura primaria, sintesi dei polipeptidi, struttura secondaria, proteine fibrose, proteine globulari, stabilità delle proteine, struttura quaternaria,

-Ripiegamento delle proteine, dinamica delle proteine, evoluzione strutturale

-Emoglobina: funzioni, struttura e meccanismo,emoglobine anormali, regolazione allosterica

-Zuccheri e polisaccaridi: Monosaccaridi, Polisaccaridi

-Lipidi: classificazione, membrane biologiche,lipoproteine

-Gli enzimi: specificità del substrato, coenzimi, regolazione attività enzimatica, nomenclatura

-Velocità delle reazioni enzimatiche: cinetica chimica ed enzimatica, inibizione, effetto pH

-Le vie metaboliche

-La glicolisi: le reazioni, fermentazione, controllo del flusso metabolico

-Metabolismo del glicogeno: demolizione e sintesi del glicogeno, controllo del metabolismo del glicogeno

-Trasporto attraverso le membrane

-Il ciclo dell'acido citrico: fonti dell'acetil-CoA, gli enzimi, la regolazione del ciclo

-Catena di trasporto degli elettroni e fosforilazione ossidativa, controllo della produzione di ATP

-La gluconeogenesi, la via del pentosio fosfato

-Metabolismo lipidico: digestione, assorbimento e trasporto, ossidazione degli acidi grassi, i corpi chetonici, la biosintesi degli acidi grassi, regolazione del metabolismo degli acidi grassi, il metabolismo del colesterolo

- la deamminazione degli amminoacidi, Il ciclo dell'urea

-Struttura degli acidi nuclei: struttura chimica e composizione delle basi, struttura a doppia elica, il DNA super avvolto

-La trascrizione: RNA e sintesi proteica, RNA polimerasi modificazioni dell'RNA

-La traduzione: il codice genetico, tRNA, ribosomi, controllo della traduzione

-Replicazione, riparazione e ricombinazione del DNA

-L'espressione dei geni: struttura dei cromosomi, istoni, organizzazione del genoma

Esercitazioni di laboratorio pratico di Biochimica Applicata, sede: Laboratori Didattici (Via dei Bastioni Settentrionali) docente Prof. Paolo Neyroz

A) Sintesi chimica di un derivato fluorescente di albumina bovina: 

- reazione dei gruppi amminici della proteina con Dansile-Cl

B) Cromatografia Liquida di gel-filtrazione:

- preparazione della colonna cromatografia, suo impaccamento e calibrazione

- eluizione del preparato sintetizzato in laboratorio (Dansil-BSA) e sua separazione

C) Cromatografia Liquida a scambio ionico (IEX):

-  preparazione della colonna cromatografia, suo impaccamento e descrizione delle condizioni di eluizione

- caricamento del campione, eluizione e sua separazione in condizioni di gradiente scalare

D) Gel-elettroforesi

- descrizione teorica della tecnica

- descrizione dell'apparato, assemblaggio delle varie componenti e preparazione del gel di poliacrilamide

- caricamento del campione e corsa elettroforetica

- analisi del gel per transilluminazione UV e successiva colorazione con Comassie-Blue

E) Spettroscopia di Fluorescenza

- teoria del fenomeno fisico e descrizione dello strumento

- registrazione degli spettri di eccitazione ed emissione del campione di dansil-BSA separato per cromatografia

- misure di anisotropia (polarizzazione) dell'emissione di  fluorescenza.

Biochimica Applicata - Prof. Paolo Neyroz

1. Spettroscopia di Assorbimento UV-VIS 

a) Principi fisici dell'assorbimento di una radiazione elettromagnetica

b) Legge di Lambert-Beer

c) Strumentazione e applicazioni 

2.Spettroscopia di Fluorescenza 

a) Principi fisici del fenomeno 

b) Strumentazione e applicazioni

3. Chemiluminescenza 

4. Principi di citofluorimetria

a) Strumentazione e applicazioni

5. Cromatografia Liquida 

a) gel-filtrazione

b) scambio ionico

c) affinità 

6.  Tecniche di sedimentazione centrifuga

7. Elettroforesi 

a) Principi della tecnica

b) SDS-PAGE

c) Isolectrofocusing 

d) gel-elettroforesi 2D 

8. Immunochimica 

a) Struttura degli anticorpi (Ab) e interazione con l'antigene (Ag)

b) Risposta immunitaria primaria e secondaria

c) Produzione Ab policlonali e monoclonali (Mab)

d) Precipitazione del complesso Ab-Ag (zona di equivalenza)

e) Tecniche di immunodiffusione semplice e doppia

f) Immunoelettroforesi

g) ELISA, Immunofluorescenza, DELFIA, RIA

h) Aspetti fisiologici e patologici

9. Tecniche di Biologia Molecolare

a) Enzimi di restrizione e analisi del DNA

b) Tecniche di ibridizzazione e trasferimento su supporti di cellulosa (blotting)

c) Fingerprinting e Polimorfismi

d) PCR, principi e applicazioni

Modulo di BIOCHIMICA DELLA NUTRIZIONE

 

Docente Dott.ssa Emanuela Leoncini

 

Anno Accademico 2015/2016

 

Programma

Alimentazione e nutrizione: uso e significato operativo dei termini. Sicurezza alimentare e sicurezza nutrizionale.

Standard nutrizionali e linee-guida alimentari: l'uomo di riferimento, il BMI e suo utilizzo per la diagnosi del difetto e dell'eccesso ponderale nell'adulto. I LARN, intervalli di sicurezza ed adeguatezza di assunzione degli alimenti, la piramide-guida alimentare. Categorie dei nutrienti, macronutrienti e micronutrienti. Dai nutrienti agli alimenti: definizione di alimento, le 7 classi degli alimenti.

Carboidrati: definizione biochimica e nutrizionale, fonti nutrizionali, valore energetico. Intolleranza al lattosio. Ruolo dei carboidrati disponibili nella dieta, fabbisogno minimo e raccomandato. Indice glicemico di un alimento e suo significato biochimico. La fibra alimentare.

Lipidi: generalità, classificazione e composizione chimica. Fonti nutrizionali e valore energetico. Acidi grassi di interesse nutrizionale: saturi, monoinsaturi e poliinsaturi, acidi grassi trans. Fabbisogno lipidico. Essenzialità degli acidi grassi. Acidi grassi poliinsaturi: famiglie n-6 e n-3. Colesterolo alimentare e colesterolo endogeno. Lipoproteine plasmatiche.

Proteine: generalità, significato nutrizionale e valore energetico. Gli aminoacidi: classificazione funzionale, nutrizionale e metabolica. Body protein turnover. Il valore nutrizionale delle proteine: concetto di aminoacido limitante. Classificazione degli alimenti in termini di sorgente proteica. Integrazione o complementazione delle proteine alimentari. Assunzione proteica giornaliera raccomandata in funzione dell'età. Alterazioni del metabolismo aminoacidico. Patologie associate alla digestione delle proteine: la malattia celiaca.

Acqua: acqua esogena ed acqua endogena. Fabbisogno idrico nell'adulto e nel bambino. Perdite idriche dell'organismo. Contenuto idrico totale dell'organismo. Alterazioni dell'equilibrio idrico. Acqua come alimento.

Bevande alcoliche e alimenti nervini: bevande alcoliche. Assorbimento, distribuzione e metabolismo dell'etanolo. Effetto dell'etanolo sullo stato nutrizionale, sul SNC, sull'apparato cardiovascolare, sulla temperatura corporea. Quantità di alcool ammessa nella dieta. Alimenti nervini: caffè, tè, cacao. Effetti della caffeina.

Le Vitamine: significato nutrizionale e rapporti con il metabolismo. Vitamine liposolubili: A, D, E, K, loro azione biochimica e carenza, fabbisogni raccomandati, fonti alimentari e tossicità. Vitamine idrosolubili: gruppo B, vitamine antianemiche, acido ascorbico, loro azione biochimica e carenza, fabbisogni raccomandati, fonti alimentari.

Sali minerali: minerali macro: sodio, potassio e cloruro; calcio, fosforo e magnesio. Oligoelementi o elementi traccia: ferro, rame, zinco, iodio, fluoro, cromo e selenio. Fonti alimentari e biodisponibilità, fabbisogni raccomandati e carenze, tossicità.

Alimenti funzionali e componenti nutraceutici: Lo stress ossidativo: specie reattive dell'ossigeno e dell'azoto (cenni). Antiossidanti naturali: intracellulari ed extracellulari. Il concetto di alimento funzionale e di componente nutraceutico. Alimenti funzionali "tradizionali".

Gli integratori alimentari: definizione e normativa. Prodotti finalizzati ad una integrazione energetica e vitaminica. Prodotti destinati a reintegrare le perdite idro-saline causate dalla sudorazione conseguente all'attività muscolare svolta. Prodotti finalizzati all'integrazione di proteine. Prodotti finalizzati all'integrazione di aminoacidi e derivati.

Testi/Bibliografia

Biochimica Generale:

I FONDAMENTI DI BIOCHIMICA di D. Voet, J. Voet e C. Pratt, edizioni Zanichelli

BIOCHIMICA di L. Stryer, 4a edizione, ed. Zanichelli 

PRINCIPI DI BIOCHIMICA di A. Lehninger et al., 2a edizione, ed. Zanichelli.

Biochimica Applicata:
BIOCHIMICA APPLICATA, Stoppini e Bellotti, EdiSES.

Biochimica e BiologiaMolecolare. Principi e Tecniche. K. WILSON, J. WALKER, . Sesta edizione-Raffaello Cortina Editore, 2006 Milano.

Biochimica della Nutrizione:

A. MARIANI COSTANTINI, C. CANNELLA, G. TOMASSI, Fondamenti di Nutrizione Umana, Il Pensiero Scientifico Editore, Roma.

I. COZZANI e E. DAINESE. Biochimica degli Alimenti e della Nutrizione. Piccin, Padova, 2006

Metodi didattici

Lezioni frontali con supporto diapositive powerpoint 

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Biochimica Generale docente Prof. Valeria Righi
La verifica dell'apprendimento al termine del corso si propone di valutare il raggiungimento dei seguenti obiettivi:
- Conoscere la struttura e la funzione delle principali molecole biologiche (proteine, acidi nucleici, glucidi e lipidi)
- Conoscere come quelle informazioni si applicano al caso della funzione dell'emoglobina
- Conoscere le basi della cinetica enzimatica
- Conoscere i principali aspetti della Biologia Molecolare (replicazione DNA, trascrizione e traduzione)
- Conoscere le basi delle vie metaboliche trattate
La valutazione finale può essere ottenuta tramite una "prova in itinere" scritta, organizzata alla fine del corso, oppure con una prova orale il cui voto finale sarà espresso in trentesimi.

Biochimica applicata docente Prof. Paolo Neyroz:

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame di fine corso mira a valutare il raggiungimento degli obiettivi didattici:

- Conoscere le principali tecniche utilizzate nell'indagine biologica e biochimica

- Conoscere ed applicare i principali protocolli di analisi utilizzati nei laboratori di biochimica

l'esame prevede una prova orale con due domande che tenderanno ad accertare la conoscenza teorica da parte dello studente sulla tecnologia presentata a lezione e sulle sue applicazioni in campo biologico/biochimico.

Biochimica della Nutrizione docente Prof. Cristina Angeloni:

La verifica dell'apprendimento al termine del corso si propone di valutare il raggiungimento dei seguenti obiettivi:

- Conoscere i macro e micronutrienti degli alimenti e il loro ruolo metabolico

- Conoscere il ruolo degli alimenti funzionali e dei composti nutraceutici bioattivi nella prevenzione delle malattie croniche/degenerative

- Conoscere il razionale d'uso degli integratori alimentari nei soggetti sedentari e nell'attività fisica

L'esame del modulo consiste in una prova orale disgiunta dagli altri moduli del corso. È richiesta l'iscrizione su Alma Esami. Il voto è definito da una prova orale con due domande volte a valutare le conoscenze teoriche sui macro e micronutrienti degli alimenti, sulla possibilità di prevenire le malattie degenerative/croniche tramite una nutrizione adeguata e di conoscere il razionale d'uso degli integratori alimentari per compensare la potenziale inadeguatezza della dieta.

Valutazione finale del C.I.: i voti ottenuti saranno pesati secondo i CFU relativi e normalizzati per il numero totale di CFU (14)

Strumenti a supporto della didattica

Diapositive PowerPoint

Biochimica Applicata: Presentazioni in PDF in AMS Campus (servizi online "Materiale didattico). 

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Paolo Neyroz

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