37200 - CHIMICA E BIOCHIMICA GENERALE (AK-B)

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

Introduzione- introduzione allo studio della biochimica e del metabolismo-aspetti termodinamici della cellula e degli organismi animali.

Bioenergetica- leggi della termodinamica- equazione di Gibbs- energia libera e potenziale chimico- DG' e DG'°: rapporto del DG'° con la costante di equilibrio- reazioni accoppiate- composti ad alta energia- potenziali di trasferimento del fosfato- ATP ed il suo ruolo centrale nel metabolismo- meccanismi dell' ATP per il trasferimento di energia- reazioni di ossidoriduzione: sistemi redox e potenziali redox (E' ed E'°)- rapporto tra DG (DG'°) e DE (DE'°).

Legami chimici ed interazioni deboli- natura e forza dei legami chimici presenti nelle biomolecole- i legami idrogeno e le proprietà chimico-fisiche dell'acqua- proprietà dell'acqua come solvente- le interazioni deboli ed il loro significato biologico- pH e sistemi tampone- propietà colligative dell'acqua: pressione osmotica.

Amminoacidi- Richiami alla struttura, classificazione e proprietà acido/base degli amminoacidi..

Proteine- livelli di organizzazione strutturale: struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria-caratteristiche strutturali e ruolo funzionale di proteine fibrose e globulari- termodinamica e cinetica del ripiegamento della catena polipeptidica- denaturazione delle proteine.

Proteine trasportatrici di ossigeno- struttura del gruppo eme- mioglobina ed emoglobina: caratteristiche strutturali e funzione biologica- Meccanismo d'azione: curva di legame dell'ossigeno della mioglobina dell'emoglobina- allosterismo e modulatori allosterici (effetto Bohr) dell'emoglobina.

Enzimologia- Generalità sugli enzimi- classificazione- cofattori enzimatici- isoenzimi- equilibrio chimico e cinetica di una reazione chimica – diagramma di energia libera di una reazione: energia di attivazione e stato di transizione- meccanismo d'azione degli enzimi- meccanismi e strategie catalitiche- cinetica di Michaelis e Menten- inibitori irreversibili e reversibili (competitivi, incompetitivi e misti)- effetto del pH e della temperatura sull'attività enzimatica- - meccanismi di regolazione dell'attività enzimatica: modificazione covalente- attivazione proteolitica - allosterismo.

Testi/Bibliografia

"I Principi di Biochimica di Lehninger" di DL Nelson e MM Cox, VII edizione-Zanichelli
"Biochimica" di JM Berg, JL Tymoczko e L Stryer, settima edizione Zanichelli

Metodi didattici

Lezioni Frontali

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Appelli Scritti di Chimica e Biochimica Generale nella sessione invernale (gennaio-febbraio) e  per gli studenti che a Marzo sono ancora in  debito di esame Appelli Orali (da Giugno in poi). La prova scritta si intende superata se lo studente avrà acquisito una valutazione sufficiente in entrambe le discipline (Chimica-Prof.ssa P. Taddei e Biochimica Generale-Prof.ssa A. Baracca e Prof. G. Solaini). Per quanto riguarda la prova di Biochimica Generale, lo studente viene valutato sulla base della capacità di rispondere a 2 quesiti specifici in modo sintetico, compiuto e critico. Negli Appelli Orali la commisiione d'esame è composta dai medesimi Docenti: Prof.ssa P.Taddei- Prof.ssa A. Baraca e Prof. G. Solaini.
I voti parziali conseguiti in Chimica e Biochimica Generale ed in Biochimica Metabolica concorrono alla definizione del voto del C.I. di Biochimica, che non corrisponde semplicemente alla media dei voti ma tiene conto anche della progressione e maturazione dello studente in termini di acquisizione conoscitiva della materia.

Strumenti a supporto della didattica

-Ore di didattica frontale per approfondimenti, chiarimenti e ripassi.

-Laboratori multimediali per (i) approfondire e favorire la comprensione di aspetti relativi alla struttura 3D delle proteine ed alla correlazione tra loro struttura e funzione (ii) acquisire la conoscenza di tecniche molecolari impiegate per analisi qualitative e quantitative del DNA, utilizzate nell’ambito della diagnostica clinica, della medicina legale, e della ricerca. L’attività di laboratorio è inoltre utile per la comprensione da parte degli studenti dei meccanismi biochimici alla base di processi complessi quale la replicazione e trascrizione del DNA.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Alessandra Baracca