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 in tutte le sessioni d'esame. 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 modalità di verifica di apprendimento delle conoscenze di Chimica si rimanda alle guide web della Prof.ssa P. Taddei.

Per quanto riguarda la verifica di apprendimento delle conoscenze di Biochimica Generale: lo studente verrà valutato come idoneo o non idoneo sulla base di un test costituito da quiz a risposta multipla (3 x quesito) sulle tematiche oggetto dell'insegnamento di Biochimica Generale. Ad ogni risposta (30 in totale) è assegnato un punteggio pari a +1 se esatta, oppure 0 se sbagliata. Il tempo a disposizione dello studente per la prova scritta è di 15 minuti. Durante la prova non è ammesso l'uso di materiale di supporto quale libri di testo, appunti, supporti informatici.La prova si intende superata ed il candidato risulta quindi idoneo se raggiunge il punteggio minimo di 18/30.

Il superamento della prova scritta di Chimica e Biochimica Generale è obbligatorio affinchè lo studente possa partecipare agli appelli orali di Biochimica Metabolica e Biologia Molecolare. La valutazione acquisita nel modulo di Chimica e Biochimica generale è valida un anno solare.
I voti conseguiti nel modulo di Chimica, Biochimica Metabolica e Biologia Molecolare concorrono alla definizione del voto del C.I. di Biochimica, che corrisponderà alla media ponderata sulla base dei CFU dei rispettivi moduli del C.I.

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