00061 - BIOCHIMICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del modulo, lo studente possiede le conoscenze di base della chimica della materia vivente a partire dalle sue basi propedeutiche, i processi biologici a livello molecolare, la struttura, le proprietà e le funzioni delle biomolecole, tra cui le proteine e gli acidi nucleici; i meccanismi molecolari che regolano il quadro generale del metabolismo cellulare e le variazioni energetiche ad esso connesse, trasduzione dei segnali, comunicazioni intra e intercellulari; i meccanismi biochimici delle funzioni delle cellule procariotiche, le interazioni biochimiche tra organismi e ambiente.

Contenuti

Stati  di  aggregazione  della  materia. Composizione della materia: elementi importanti per la vita.

Unita' di misura: espressioni decimali ed esponenziali. Densita'. Temperatura. 

Struttura della materia: L'atomo, definizione delle grandezze atomiche fondamentali. Numero atomico. Numero di massa. Isotopi. Configurazione elettronica degli elementi. La tavola periodica di Mendeleev.

I legami chimici: Legami forti: legame covalente e legame ionico. Legami deboli: legame idrogeno, interazioni ioniche (esempi in campo biologico), interazioni idrofobiche. Le molecole. Massa molecolare. Mole. Numero di ossidazione.

Elementi di chimica inorganica: Gli ossidi, le basi, gli acidi ed i sali. Proprietà dell'acqua.

Le soluzioni: Caratteristiche e proprietà. Soluzioni fisiologiche.

Le reazioni chimiche: Equilibrio chimico e costante di equilibrio. Equilibri in soluzione acquosa. Equilibrio di dissociazione dell'acqua. Dissociazione di acidi e basi forti e deboli.

Il pH: Il pH, significato e unità di misura. Le soluzioni tampone.  I tamponi fisiologici.

Le reazioni di ossido-riduzione: Gli agenti ossidanti e riducenti. Importanza biologica delle reazioni di ossido riduzione.

Elementi di chimica organica: Gli idrocarburi alifatici saturi e insaturi. Gli alogenuri alchilici. Gli idrocarburi aromatici. Principali proprietà dei composti monofunzionali: alcoli, eteri, tioalcoli, amine, aldeidi, chetoni, acidi carbossilici e derivati (amidi ed esteri).   

Le principali biomolecole: I glucidi: monosaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi. I lipidi: trigliceridi, fosfolipidi, colesterolo. Le proteine: gli aminoacidi ordinari, la loro classificazione e le caratteristiche chimiche. Il legame carboamidico. Le basi azotate puriniche e pirimidiniche. I nucleosidi e i nucleotidi.

Proteine : I livelli strutturali delle proteine. Classificazione delle proteine. Esempi di proteine fibrose: a-cheratina, collagene, elastina. Esempi di proteine globulari semplici: albumina; Esempi di proteine globulari coniugate: mioglobina ed emoglobina. Il processo di denaturazione reversibile e irreversibile. Mioglobina ed emoglobina: Meccanismo d'azione e curva di affinità per l'ossigeno. Fattori di regolazione. Funzione di trasporto di CO2 e potere tampone dell'emoglobina.

Enzimi : Caratteristiche, distribuzione e classificazione. Gli enzimi come catalizzatori: la specificità, il sito attivo, l'energia di attivazione. Meccanismo d'azione degli enzimi: la formazione del complesso enzima-substrato. Teorie sul sito attivo. La cinetica enzimatica: enzimi monomerici e polimerici. L'equazione di Michaelis-Menten. Le vitamine idrosolubili e i coenzimi di derivazione vitaminica. Regolazione dell'attività degli enzimi: influenza del pH e della temperatura sull'attività enzimatica; modulazione allosterica e covalente; attivazione enzimatica irreversibile (zimogeni). Inibizione enzimatica reversibile e irreversibile. Inibizione competitiva e non competitiva. Antimetaboliti: esempi di farmaci che agiscono come antimetaboliti. Isoenzimi. Enzimi costitutivi ed induttivi.

Bioenergetica : Concetto di metabolismo: catabolismo ed anabolismo. Composti ad alta energia. Scala dei loro potenziali di trasferimento.L'ATP e il suo significato nel metabolismo.Meccanismi di sintesi dell'ATP: fosforilazione a livello del substrato, fosforilazione ossidativa. La catena respiratoria mitocondriale. I complessi della catena respiratoria. Il meccanismo della fosforilazione ossidativa. Le reazioni accoppiate.

Metabolismo glucidico: Digestione e assorbimento. Destino metabolico del Glucoso-6P. Glicolisi: tappe, bilancio energetico e regolazione. La glicolisi nei vari tessuti. Destini metabolici del piruvato: produzione di lattato, decarbossilazione ossidativa. Ciclo di Krebs: bilancio energetico, regolazione e funzione metabolica. Via dei pentosi. Gluconeogenesi. Glicogenosintesi, glicogenolisi e loro regolazione. Significato del glicogeno nei vari tessuti. Cenni generali sulla regolazione dei processi metabolici. Metabolismo lipidico: Digestione e assorbimento. Trasporto dei lipidi nel sangue: le lipoproteine plasmatiche. Catabolismo dei trigliceridi. Destino metabolico di acidi grassi e glicerolo. Attivazione degli acidi grassi e trasporto nei mitocondri. Ruolo della carnitina. b -ossidazione degli acidi grassi e bilancio energetico.  Biosintesi degli acidi grassi. Formazione e utilizzazione dei corpi chetonici. I corpi chetonici in condizioni fisiologiche, nel diabete e nel digiuno. Il colesterolo: sintesi e ruoli.

Metabolismo dei composti azotati : Digestione delle proteine e assorbimento degli aminoacidi. Metabolismo degli aminoacidi: transdeaminazione. Gli aminoacidi glucogenetici e chetogenetici. La sintesi dell'urea.

Gli ormoni : Caratteristiche generali e classificazione. Meccanismi d'azione. Elenco dei principali sistemi endocrini e dei loro tessuti bersaglio. Esempi di ormoni peptidici: ormoni ipofisari, ormoni del pancreas, paratormone e calcitonina. Esempi di ormoni derivati dagli aminoacidi: ormoni tiroidei, ormoni della midollare surrenale. Regolazione ormonale del metabolismo energetico: insulina, glucagone, adrenalina.

Testi/Bibliografia

Il Docente mette a disposizione di tutti gli studenti copia elettronica e cartacea delle diapositive, che costituiscono così il testo del corso.

Metodi didattici

  Le lezioni frontali saranno tenute con metodo tradizionale (lavagna, lavagna luminosa, diapositive ppt su cd compilato dal docente e consegnato agli studenti). Quando opportuno sarà attuato collegamento on-line su siti utili all'approfondimento dei vari argomenti.
Saranno somministrati in itinere esercizi sui vari argomenti trattati. Questi costituiranno prova di autovalutazione da parte dello studente, spunti di discussione e occasione di richiesta di tutorato.
Il docente si rende disponibile a chiarire dubbi formulati dagli studenti via e-mail e a svolgere tutorati di supporto alla preparazione dell'esame.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Scritta

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna, lavagna luminosa, diapositive ppt su CD compilato dal docente e consegnato agli studenti.

Link ad altre eventuali informazioni

http://www.biochimica.unibo.it

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Vitaliano Tugnoli