37200 - CHIMICA E BIOCHIMICA GENERALE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente conosce: le caratteristiche generali delle reazioni chimiche (stechiometria, cinetica e spontaneità); le proprietà dei costituenti chimici della materia vivente, la struttura e le proprietà di molecole semplici e complesse di natura glucidica e lipidica,; gli aspetti termodinamici dei processi biochimici ed i fondamenti della bioenergetica cellulare, le caratteristiche strutturali e funzionali delle macromolecole proteiche, il meccanismo d’azione degli enzimi, nozioni di cinetica enzimatica ed i meccanismi della regolazione della velocità dei processi biochimici; la struttura degli acidi nucleici e la descrizione dei processi coinvolti nella replicazione del DNA, nella trascrizione e nella traduzione risultante nella sintesi proteica.

Contenuti

CHIMICA GENERALE (MODULO 1, Prof Lorenzini)

Concetti generali

• Proprietà della materia
• Unità di misura
• Sistemi termodinamici
• Classificazione della materia

La struttura dell'atomo e la tavola periodica

• Composizione dell’atomo e lo sviluppo della teoria atomica
• Legge periodica e tavola periodica
• Configurazione elettronica e tavola periodica
• Elettroni di valenza e regola dell’ottetto
• Andamenti nella tavola periodica
  

Struttura e proprietà dei composti ionici e covalenti

• Legame chimico
• Proprietà dei composti ionici e covalenti
• Scrittura delle strutture di Lewis
• Proprietà basate sulla struttura elettronica e sulla geometria molecolare

Equazioni chimiche e calcoli stechiometrici

• Atomi e concetto di mole
• Massa formula, massa molecolare e massa molare
• Equazione chimica
• Calcoli stechiometrici

Stati di aggregazione della materia: gas, liquidi e solidi

• Stato gassoso, concetto di gas ideale e leggi dei gas
• Stato liquido, tensione superficiale e pressione di vapore
• Stato solido, proprietà e tipologie dei solidi

Soluzioni

• Proprietà delle soluzioni
• Soluzioni acquose
• Elettroliti in soluzione

Termodinamica, energia, velocità ed equilibrio

• Reazioni esotermiche ed endotermiche
• Entalpia, entropia ed energia libera
• Equilibrio fisico ed equilibrio chimico
• Principio di LeChâtelier
• I catalizzatori
• Gli enzimi e la loro nomenclatura
• Il sito attivo

Reazioni acido-base e di ossidoriduzione

• Acidi e basi: teorie di Arrhenius e di Brønsted e Lowry
• Proprietà acido-base dell’acqua
• Forza di un acido e di una base, coppie coniugate acidobase
• Dissociazione dell’acqua e sue proprietà acido-base
• Acidi e basi deboli e costanti di ionizzazione
• Acidi e basi di Lewis
• Soluzioni tampone ed equazione di Henderson-Hasselbalch
• Reazioni di ossido-riduzione
• Celle galvaniche

CHIMICA ORGANICA

Introduzione alla chimica organica

• Chimica del carbonio
• Gli idrocarburi saturi
• Famiglie di composti organici
• Alcani e Cicloalcani
• Idrocarburi insaturi: alcheni, alchini e composti aromatici
• Alcoli, fenoli, tioli ed eteri
• Aldeidi e chetoni
• Acidi carbossilici
• Amine e amidi

Carboidrati

• Tipi di carboidrati
  
• Stereoisomeri e stereochimica
  
• Monosaccaridi e disaccaridi biologicamente importanti
• Polisaccaridi

Lipidi e loro funzioni nei sistemi biologici

• Acidi grassi
  
• Eicosanoidi ed acidi grassi essenziali
  
• Gliceridi neutri
• Fosfogliceridi
• Lipidi non gliceridi
• Lipidi complessi
• Struttura delle membrane biologiche

Alfa-aminoacidi

• Struttura degli aminoacidi
  
• Stereoisomeri degli aminoacidi
  
• Classi di aminoacidi
• Digestione delle proteine ed assorbimento degli aminoacidi

BIOCHIMICA (modulo 2, Prof.ssa Genova)

Peptidi e proteine

• Legame peptidico e struttura primaria delle proteine
• Struttura tridimensionale delle proteine; denaturazione e ripiegamento
• Funzione delle proteine: mioglobina ed emoglobina

Enzimi e enzimologia

• Introduzione (classificazione) e meccanismo d’azione
• Cinetica enzimatica ed equazione di Michaelis-Menten
• Coenzimi e cofattori; meccanismi di inibizione e allosteria
• Funzione delle proteine enzimatiche: complessi e supercomplessi della catena respiratoria mitocondriale
  

Acidi nucleici

• Struttura degli acidi nucleici (forme di DNA e RNA); DNA mitocondriale
• Cromosomi; il codice genetico e le sue variazioni naturali

Metabolismo del DNA

• Replicazione del DNA: regole fondamentali e fasi del processo replicativo, caratteristiche funzionali delle DNA polimerasi e altri enzimi e proteine coinvolti nella replicazione del DNA (elicasi, ligasi)
• Ricombinazione e riparazione del DNA
• Telomeri e telomerasi

Metabolismo dell'RNA

• Sintesi DNA-dipendente dell'RNA (trascrizione; promotori e regolatori); caratteristiche funzionali della RNA polimerasi; maturazione dell’RNA (splicing, inserimento di 5’-cap e polyA; ribozimi)
• Regolazione dell’espressione genica
• Trascrittasi inversa e virus RNA
• Degradazione del mRNA
• microRNA e altri RNA non codificanti (biogenesi, meccanismi di azione e cancro)
• DNA technologies (DNA sequencing, PCR, CRISPR, and forensic DNA analysis)
  

Sintesi proteica

• Struttura dei ribosomi e peculiarità del tRNA; aminoacil-tRNA sintasi
• Sintesi proteica: inizio, allungamento, terminazione, piegatura ed elaborazione post-traduzionale

Testi/Bibliografia

Testi suggeriti:

• D.L. Nelson, M.M. Cox
  I PRINCIPI DI BIOCHIMICA DI LEHNINGER (VIII edizione), Zanichelli - ISBN 9788808599858

Inoltre, documenti di libera consultazione e appunti a supporto dello studio della materia saranno resi disponibili sulla piattaforma E-learning istituzionale del corso (virtuale.unibo.it/course [https://virtuale.unibo.it/course/view.php?id=29385]).

Metodi didattici

Lezioni frontali basate su presentazioni Power-Point e discussioni di gruppo, in presenza e on-line.

Per informazioni su come partecipare alle lezioni erogate in modalità mista e alle relative sessioni d'esame, consultare la pagina web d'Ateneo

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova d'esame è costituita da un compito scritto con esercizi a risposta multipla e domande a risposta aperta sugli argomenti dei vari insegnamenti/moduli del C.I. 21005-BIOCHIMICA.

*Per informazioni su come partecipare alle sessioni d'esame erogate in modalità online, consultare la pagina web d'Ateneo [link [https://www.unibo.it/it/ateneo/covid-19-misure-adottate-da-alma-mater/lezioni-esami-tirocini] ]

Si ricorda che le valutazioni parziali acquisite nelle varie sezioni d'esame corrispondenti ai diversi insegnamenti/moduli del corso integrato concorrono con un peso proporzionale ai CFU (v. schema seguente) al voto complessivo espresso in 30esimi, con possibilità di lode, che sarà registrato nella carriera dello studente.

Schema riepilogativo dei 21 CFU totali del C.I 21005-BIOCHIMICA:

4 CFU: 37200-CHIMICA E BIOCHIMICA GENERALE_modulo 1 (chimica generale e chimica organica);

13 CFU: 37200-CHIMICA E BIOCHIMICA GENERALE_modulo 2 (biochimica generale) + 37201-BIOCHIMICA METABOLICA_M1 + 14041-LABORATORIO di biochimica;

3 CFU: 37201-BIOCHIMICA METABOLICA_M2;

1 CFU: 12946-BIOLOGIA MOLECOLARE.

Strumenti a supporto della didattica

Nella piattaforma E-learning istituzionale del corso (virtuale.unibo.it [https://virtuale.unibo.it/course/view.php?id=29385&lang=it]) saranno resi disponibili agli studenti gli schemi (es. diapositive PowerPoint) riepilogativi delle varie lezioni ed eventuali altri documenti di libera consultazione. Inoltre, la piattaforma proporrà esercizi di ripasso con autovalutazione ed attività di discussione di gruppo a supporto dello studio della materia.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Antonello Lorenzini

Consulta il sito web di Maria Luisa Genova