84898 - BIOCHIMICA GENERALE E MOLECOLARE

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2018/2019

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente acquisisce le conoscenze di base della biochimica generale e molecolare. 
In particolare, lo studente è in grado di: - comprendere la struttura e funzione delle principali molecole di interesse biologico; - comprendere i meccanismi molecolari delle attività metaboliche e della segnalazione e la loro regolazione, con particolare riguardo alle basi biochimiche dell'azione dei farmaci, utili per l’apprendimento delle conoscenze dei corsi successivi.

Programma/Contenuti

Biochimica -(modulo 1) docente Prof. Paolo Neyroz

1) L'acqua come solvente generale delle molecole biologiche: Struttura e caratteristiche chimiche
2) Struttura delle proteine 1: struttura generale di un amminoacido (a.a.), le proprietà delle diverse catene laterali dei 20 a.a. essenziali, legame peptidico e livelli della struttura delle proteine.
3) Struttura proteine 2: struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria. L'esperimento di Anfinsen.
4) Struttura proteine 3: le caratteristiche strutturali delle alfa-cheratine, fibroina della seta e tripla elica del collageno.
5) Emoglobina e Mioglobina: Struttura e funzione, effetto cooperativo, regolatori allosterici (pH, CO2, BPG), emoglobina fetale e anemia falciforme.
6) Enzimologia: definizione di Catalisi, meccanismi chimici, considerazioni termodinamiche e cinetiche, derivazione della equazione di Micaelis-Menten, grafico della velocità vs. [S], grafico di Lineweaver-Burk, inibizione enzimatica, meccanismi catalitici conservati, le triadi catalitiche delle proteasi.
7) Metabolismo: Introduzione e definizione dei processi metabolici (catabolismo e anabolismo), l'ATP come molecola in cui si conserva l'energia chimica.
8) Organizzazione del metabolismo catabolico
9) Glicolisi
10) Utilizzo di altri zuccheri (galattosio, fruttosio e mannosio)
11) La Via del pentoso fosfato
12) Glicogenolisi e glicogenosintesi
13) Gluconeogenesi
14) Il Ciclo dell'acido Citrico
15) La catena di trasporto degli elettroni e la fosforilazione ossidativa.
16) Degradazione ossidativa degli acidi grassi: La beta-ossidazione.
17) La sintesi degli acidi grassi
18) La sintesi del colesterolo
19) La degradazione del gruppo amminico delle proteine: Ciclo dell'urea.

20) Struttura delle membrane biologiche

21) Trasduzione del segnale

Biochimica - (modulo 2), docente Prof.ssa Diana Fiorentini

- Emostasi: piastrine, fattori della coagulazione e relativa cascata, ruolo della vitamina K

- Carboidrati: strutture di glucosio, galattosio, fruttosio, ribosio, deossiribosio, semiacetali, acetali e legame O-glicosidico, disaccaridi, omopolisaccaridi

- Nucleotidi: basi azotate, legame N-glicosidico e nucleosidi, esteri e nucleotidi, legami anidridici e ATP, AMPc e GMPc

- Struttura generale degli acidi nucleici: legame 5'-3' fosfodiestereo, idrolisi non enzimatica ed enzimatica, endonucleasi di restrizione

- Struttura DNA: modello di Watson e Crick, fattori stabilizzanti la doppia elica, denaturazione, superavvolgimenti del DNA in E.Coli, topoisomerasi, superavvolgimenti del DNA negli eucarioti, polinucleosomi, struttura della cromatina

- Dogma centrale: formulazione iniziale ed aggiornamenti, trascrittasi inversa

- Replicazione del DNA in E.Coli: reazione di polimerizzazione, OriC, DNA polimerasi III e I, proof-reading, filamento leader e filamento lento, frammenti di Okazaki

- Danni al DNA degli eucarioti: reazioni di deamminazione, danni da radiazioni, agenti alchilanti ed intercalanti, specie reattive dell'ossigeno (ROS), loro funzioni fisiologiche e danni da ROS

- Struttura RNA: basi modificate, forme mature di mRNA, tRNA ed rRNA eucariotici e loro funzioni. RNA non codificanti: miRNA. Impiego dei siRNA e loro potenziale funzione terapeutica.

- Trascrizione in E. Coli: RNA polimerasi, fedeltà di trascrizione, geni costitutivi e non costitutivi, struttura dei promotori forti e deboli, cenni alla trascrizione negli eucarioti

- Maturazione RNA: RNA policistronici, operoni, maturazione degli RNA eucariotici, introni ed esoni, splicing e significato dello splicing alternativo

- Controllo della trascrizione: subunità sigma alternative dei procarioti, induzione e repressione del lac-operon, fattori di trascrizione eucariotici, meccanismo d'azione di ormoni steroidei e peptidici. Differenze tra genotipo e fenotipo. Epigenetica, le due componenti principali: metilazione del DNA e modificazioni degli istoni. Rimodellamento della cromatina da fattori epigenetici ed accessibilità per la trascrizione.

- Amminoacil-tRNA-sintetasi: riconoscimento del corretto amminoacido e del corrispondente tRNA, sito di editing

- Codice genetico: definizione, codoni, modalità di lettura, degenerazione, effetti di possibili mutazioni, appaiamento codone-anticodone, ipotesi della base vacillante, AUG iniziale e AUG per la metionina

- Traduzione: sequenza di Shine-Dalgarno, inizio, allungamento, formazione del legame peptidico, termine

- Clonazione del DNA: endonucleasi di restrizione, frammentazione di DNA, vettori di clonaggio, costruzione di un DNA ricombinante, trasfezione, librerie genomiche e di cDNA, esempi di applicazioni biotecnologiche.

Testi/Bibliografia

Testi/Bibliografia

J. Berg, J.L. Tymoczko, L. Stryer “Biochimica” settima edizione, Zanichelli, 2012
D.L. Nelson, M.M. Cox “I principi di Biochimica di Lehninger” sesta edizione, Zanichelli, 2014
D. Voet, J.G. Voet, C. W. Pratt “Fondamenti di Biochimica” terza edizione, Zanichelli 2013
T.M. Devlin “Biochimica con aspetti clinico-farmaceutici” , EdiSES, 2013

Metodi didattici

Lezioni frontali con l'ausilio di presentazioni in Power point e depositate in AMS Campus.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

Biochimica (Modulo 1)
Per sostenere la prova d'esame è necessaria l'iscrizione tramite bacheca elettronica, nel rispetto
inderogabile delle scadenze previste. Coloro che non riuscissero ad iscriversi entro la data prevista, sono tenuti a comunicare
tempestivamente (e comunque prima della chiusura ufficiale delle liste di iscrizione) il problema al docente tramite posta elettronica. Sarà facoltà
del docente ammetterli a sostenere la prova.
La verifica dell'apprendimento avviene attraverso il solo esame finale, che accerta l'acquisizione delle conoscenze apprese. Le prove scritte intermedie saranno considerate, in virtù del risultato conseguito, secondo una media pesata che confluisce nel voto finale.

Biochimica (Modulo 2)

La verifica dell'apprendimento, che accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese, avviene tramite una prova scritta della durata di 1 ora, da svolgersi senza l'aiuto di appunti o libri. La prova scritta consiste in 5 quesiti a risposta multipla (3 dei quali ammettono più risposte vere e 2 una unica risposta) e 3 domande aperte e verte esclusivamente sugli argomenti trattati a lezione. Il superamento della prova scritta (punteggio minimo pari a 18) costituisce requisito indispensabile per l'ammissione alla prova orale. La prova scritta viene mantenuta valida per un anno solare; durante questo periodo lo studente potrà sostenere l'esame orale in un qualsiasi appello disponibile. Qualora lo studente non fosse soddisfatto del voto conseguito allo scritto, potrà ripetere tale prova; in tal caso farà fede il voto conseguito dallo studente nell'ultima prova scritta sostenuta. Qualora lo studente non dovesse superare l'esame orale nel periodo di validità della prova scritta dovrà ripetere tale prova per essere ammesso all'orale.

Alla fine del corso gli studenti frequentanti potranno usufruire di una prova scritta a loro riservata, formulata nello stesso modo esposto sopra ed avente la medesima validità.


Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Paolo Neyroz

Consulta il sito web di Diana Fiorentini