12208 - CHIMICA E BIOCHIMICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del modulo lo studente possiede le conoscenze e la capacità di comprendere i processi e le reazioni metaboliche e cataboliche del corpo umano, unitamente ai principi di base delle regolazioni metaboliche ormonali.

Contenuti

Struttura della materia: L’atomo. Numero atomico. Numero di massa. 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. Molecole e massa molecolare.

Biomolecole- Composizione chimica e aspette generali del metabolismo cellulare- l'acqua come solvente-le interazioni deboli ed il loro significato biologico- pH e sistemi tampone- propietà colligative dell'acqua: pressione osmotica- cenni alla struttura della cellula.

Amminoacidi- struttura e classificazione degli a-amminoacidi- Equilibrio chimico e costante di equilibrio. Equilibri in soluzione acquosa. Equilibrio di dissociazione dell’acqua. Dissociazione di acidi e basi forti e deboli. Proprietà acido/base e curve di titolazione.

Proteine- livelli di organizzazione strutturale: struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria-caratteristiche strutturali e ruolo funzionale di proteine fibrose (collagene ed a-cheratina) e globulari- denaturazione delle proteine- assunzione della conformazione spaziale.

Proteine trasportatrici di ossigeno- caratteristiche strutturali della mioglobina e del gruppo eme - curva di legame dell'ossigeno e funzione biologica della mioglobina- caratteristiche strutturali dell'emoglobina- curva di legame dell'ossigeno e cooperatività- effetto Bohr- funzione biologica dell'emoglobina.

Enzimi- classificazione e cofattori enzimatici- concetto di equilibrio chimico e velocità di reazione - stato di transizione e meccanismo d'azione degli enzimi- cinetica di Michaelis e Menten- effetto del pH e della temperatura sull'attività enzimatica- meccanismi di regolazione dell'attività enzimatica: modificazione covalente- attivazione proteolitica - allosterismo.

Nucleotidi- strutture delle basi puriniche e pirimidiniche- descrizione della struttura di nucleosidi e nucleotidi- nucleosidi mono, di e trifosfati (ATP)- funzioni biologiche dei nucleotidi .

Acidi Nucleici- struttura e funzioni biologiche di DNA ed RNA- stabilità della doppia elica del DNA- denaturazione del DNA- struttura della cromatina- mutazioni del DNA- mutageni: agenti chimici e fisici.

Lipidi- struttura e classificazione degli acidi grassi- solubilità in acqua e proprietà fisiche degli acidi grassi- struttura e funzioni di: trigliceridi, glicerofosfolipidi, sfingolipidi e colesterolo- aggregati di lipidi anfipatici in fase acquosa: film superficiali, micelle, doppi strati e liposomi..

Carboidrati - monosaccaridi: aldosi e chetosi- stereoisomeri: serie D ed L- strutture a catena aperta (Formule di proiezione di Fischer) e cicliche (Formule in prospettiva di Haworth)- disaccaridi- polisaccaridi: omopolisaccaridi ed eteropolisaccaridi.

Membrane- composizione, struttura e funzioni- diffusione semplice, trasporto passivo ed attivo- cenni a pompe ioniche (Na+/K+ ATPasi) e canali ionici.

Introduzione al metabolismo- considerazioni generali- significato di catabolismo ed anabolismo energia libera (DG°') e reazioni esoergoniche/endoergoniche- reazioni reversibili ed irreversibili e controllo dei flussi metabolici- fosforilazione ossidativa: destino di NADH e FADH2 ed attività della catena respiratoria: descrizione dei 4 complessi redox- teoria chemiosmotica- sintesi di ATP ed ATP sintasi.

Metabolismo glucidico- glicolisi- destino del piruvato in condizioni aerobiche (piruvato deidrogenasi e ciclo di Krebs) ed anaerobiche- regolazione della glicolisi- cenni sulla gluconeogenesi, glicogenosintesi e glicogenolisi.

Metabolismo Lipidico. Digestione e assorbimento dei lipidi. Trasporto ematico dei lipidi: le lipoproteine. Aspetti generali dei processi catabolici ed anabolici dei lipidi.

Metabolismo Azotato. Digestione e assorbimento delle proteine. Pool degli amminoacidi. Aspetti generali dei processi di transaminazione, desaminazione e ciclo dell’urea.

La regolazione del metabolismo. Aspetti generali: classificazione e meccanismo d'azione degli ormoni. Cenni alle vie di trasduzione del segnale.

Testi/Bibliografia

M.Stefani-N. Taddei:Chimica, Biochimica e Biologia applicata, (2015) Zanichelli.

DL. Nelson e MM. Cox : Introduzione alla Biochimica di Lehninger- quinta edizione (ed. Zanichelli).

Metodi didattici

Lezioni frontali

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Appelli scritti nella sessione invernale ed orali per gli studenti che restano in debito d'esame.

Strumenti a supporto della didattica

Distribuzione agli studenti di materiale didattico utilizzato dal docente a lezione.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Alessandra Baracca