65824 - METODI SPETTROSCOPICI IN BIOLOGIA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente ha familiarità con i principali metodi spettroscopici attualmente in uso nella ricerca biologico-molecolare(spettroscopie ottiche, infrarossa, Raman, EXAFS e risonanze magnetiche elettroniche e nucleari), sia per quanto riguarda le basi fisiche che gli aspetti applicativi. In particolare, lo studente è in grado di: - analizzare in modo approfondito la letteratura scientifica basata su approcci spettroscopici; - elaborare le strategie spettroscopiche più appropriate per specifiche indagini biochimiche e biofisiche.

Contenuti

Nozioni introduttive. Effetto fotoelettrico e teoria corpuscolare della luce. Radiazione di corpo nero. L'ipotesi dei quanti di Planck. Natura ondulatoria della materia. Il principio di indeterminazione di Heisenberg. Aspetti generali dell'interazione tra la radiazione elettromagnetica ed un sistema molecolare. Spettroscopie e regioni dello spettro elettromagnetico. Spettroscopia di assorbimento UV-visibile. Le transizioni elettroniche in molecole biologiche. Il modello a elettrone libero per sistemi altamente coniugati. Applicazioni della spettrofotometria allo studio delle proteine e degli acidi nucleici. Spettroscopia di fluorescenza. Il trasferimento dell'energia di eccitazione. FRET. Principi di spettroscopia infrarossa e Raman. Introduzione alle risonanze magnetiche: NMR ed EPR. Cenni su metodologie spettroscopiche avanzate: ENDOR, Moessbauer, spettroscopie risolte nel tempo, spettroscopia in singola molecola. Simmetria dei cristalli; il reticolo reciproco. La diffrazione di raggi X da parte dei cristalli. Metodi sperimentali nella cristallografia di raggi X. Cristallografia di proteine.Spettroscopia di assorbimento di raggi X. Fenomenologia. Metodi sperimentali. La regione di soglia. La regione spettrale estesa. Esempi di applicazioni alle metalloproteine.

Testi/Bibliografia

Limitatamente alla parte introduttiva: Douglas C. Giancoli. FISICA. Principi ed Applicazioni. Casa Editrice Ambrosiana (Milano).

Testi di riferimento e consultazione: (a) C.R. Cantor, P.R. Schimmel. Biophysical Chemistry. II. Techniques for the study of biological structure and function. W.H. Freeman and Co. (San Francisco); (b) R. Chang, Chimica Fisica, Vol. 2, Zanichelli; (c) C. Giacovazzo, Fundamentals of Crystallography (International Union of Crystallography Monographs on Crystallography),  Oxford University Press.

Verrà fornito ampio materiale didattico dal docente.

Metodi didattici

Lezioni teoriche.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova d'esame è rivolta a verificare il raggiungimento dei seguenti, principali obiettivi didattici: (a) conoscenza dei principi alla base delle metodologie spettroscopiche illustrate nelle lezioni; (b) conoscenza delle potenzialità in indagini biologiche-biochimiche delle metodologie trattate; (c) capacità di analizzare e discutere dati spettroscopici nel contesto della letteratura di ambito biologico-biochimico.  La prova consiste nell'esposizione e discussione di un primo argomento scelto dal candidato e in un colloquio su argomenti del programma.

Strumenti a supporto della didattica

Tutto il materiale utilizzato durante le lezioni è reso disponibile agli studenti in forma elettronica.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Giovanni Venturoli