00061 - BIOCHIMICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine dell'insegnamento di Biochimica lo studente conosce: 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, cinetica enzimatica ed i meccanismi della regolazione della velocità dei processi biochimici; la struttura degli acidi nucleici e le basi molecolari del processo di replicazione del DNA, e delle fasi di trascrizione e traduzione della sintesi proteica.gli elementi essenziali del metabolismo intermedio delle principali molecole biologiche (glucidi, lipidi e composti azotati), le modificazioni energetiche ad essi associate, le loro interrelazioni e regolazioni metaboliche ed ormonali, nonché la localizzazione e compartimentazione cellulare delle principali vie metaboliche; la specializzazione dei vari organi e tessuti umani nelle attività metaboliche come presupposto alla conoscenza delle loro specifiche funzioni; i meccanismi molecolari di regolazione dell’attività cellulare con particolare riguardo alla trasduzione intracellulare del segnale ed alla funzione di ormoni, altri messaggeri extracellulari e vitamine a livello metabolico e genico; le basi molecolari della nutrizione umana e di nutrigenomica necessarie per comprendere il ruolo dei nutrienti contenuti negli alimenti sull'omeostasi metabolica di cellule e tessuti.

Contenuti

Il corso è integrato (Modulo 1 e Modulo 2) e l'insegnamento è suddiviso in tematiche di cui il programma svolto si articola come segue.

Modulo 1

Macromolecole Biologiche. Proteine: denaturazione e ripiegamento; le proteine eme: struttura e funzionalità di emoglobina e mioglobine.

Enzimi e enzimologia. Classificazione; effetti sulla velocità di reazione e sulla termodinamica; cinetica enzimatica ed equazione di Michaelis-Menten; meccanismi di inibizione; coenzimi e cofattori; allosteria.

Bioenergetica. La seconda legge della termodinamica e l’energia libera; classificazione delle reazioni biochimiche; i composti fosfoesterei e l’ATP; le reazioni redox in biochimica

Nucleotidi e Acidi nucleici. Struttura tridimensionale del DNA; strutture dell'RNA;

denaturazione degli acidi nucleici; organizzazione del DNA, superavvolgimento e topoisomerasi, nucleosomi e istoni.

Metabolismo del DNA – Replicazione. Replicazione del DNA: meccanismi di replicazione e riparazione; telomeri e telomerasi.

Metabolismo dell'RNA – Trascrizione. Sintesi DNA-dipendente dell'RNA (trascrizione); trascrizione nei procarioti e negli eucarioti.

Sintesi proteica – Traduzione. Sintesi proteica: inizio, allungamento, terminazione, piegatura e elaborazione post-traduzionale.

Modulo 2

Generalità sul metabolismo. Vie metaboliche, loro regolazione e compartimentazione; catabolismo e anabolismo.

Metabolismo glucidico. Glicolisi; gluconeogenesi; metabolismo del glicogeno (glicogenolisi e glicogeno sintesi); via dei pentosi fosfato; ciclo di Krebs; fosforilazione ossidativa.

Metabolismo lipidico. Catabolismo degli acidi grassi; corpi chetonici; biosintesi dei lipidi (acidi grassi, trigliceridi, fosfolipidi, colesterolo); trasporto dei lipidi, ruolo delle lipoproteine.

Metabolismo azotato. Biosintesi e degradazione degli aminoacidi; ciclo dell’urea; sintesi, recupero e degradazione delle purine; sintesi e degradazione delle pirimidine; sintesi dei deossiribonucleotidi.

Trasduzione del segnale. Recettori accoppiati a proteine G eterotrimeriche (via dell'AMP ciclico, via del Diacilglicerolo, Inositolo 1,4,5-trisfosfato e Ca²⁺ come messaggeri intracellulari), meccanismi di spegnimento della via di trasduzione del segnale; recettori ad attività enzimatica intrinseca (recettori dell'insulina e dei fattori di crescita), Proteina Ras e vie della MAP chinasi e della Fosfatidilinositolo 3-chinasi PI3K; recettori-Canale; recettori nucleari ed elementi di risposta agli ormoni lipofili.

Biochimica degli ormoni. Sintesi, secrezione, trasporto plasmatico e meccanismo d’azione di ormoni polipeptidici, degli ormoni derivati da aminoacidi e degli ormoni steroidei. Effetti molecolari e metabolici degli ormoni che regolano il metabolismo tissutale. Recettori ormonali e loro regolazione.

Integrazione del metabolismo. Necessità energetiche degli organi principali, correlazioni metaboliche tra gli organi: nello stato di buona alimentazione, nel digiuno, durante l’attività fisica, la gravidanza.

Glucidi, lipidi, proteine, vitamine, minerali in nutrizione. Funzione nutrizionale dei macronutrienti (glucidi: indice glicemico e carico glicemico degli alimenti, fibra alimentare; lipidi: acidi grassi essenziali, famiglie w-6 ed w-3; proteine: amminoacidi essenziali, valore biologico, complementarieta' proteica) e dei micronutrienti (vitamine liposolubili ed idrosolubili, omeostasi del calcio) digestione ed assorbimento, fabbisogni dei nutrienti e linee guida, patologie correlate a carenze o malnutrizione.

Fabbisogni nutrizionali e di energia. Stato di nutrizione e suoi indicatori. Indice di massa corporea e sue correlazioni. Composizione corporea e sue modificazioni. Dispendio energetico: metabolismo basale e totale. Regolazione nutrizionale del metabolismo. Segnali gastrointestinali e del tessuto adiposo nel controllo del bilancio energetico.

Testi/Bibliografia

D.L. Nelson, M.M. Cox "I principi di Biochimica di Lehninger". VIII ed., Zanichelli

T.M. Devlin, "Biochimica con aspetti clinici" V ed., Edises

A. Di Giulio, A. Lorenzini, M. Malaguti “Alimentazione per lo sport e il benessere. Principi di nutrizione” CEA casa editrice ambrosiana

C. Pignatti, Biochimica della nutrizione, Esculapio, Data di Pubblicazione: marzo 2022, ISBN: 8893852853

Metodi didattici

Lezioni frontali basate su presentazioni Power-Point

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame consiste in uno scritto con domande a risposta aperta o a risposta multipla.

Se uno studente decide di sostenere nuovamente l'esame, indipendentemente dall'esito associato, il risultato ottenuto nell'esame precedente verrà automaticamente annullato. L'esame può essere ripetuto in qualsiasi sessione d'esame. 

Gli studenti con disturbi dell'apprendimento e disabilità temporanee o permanenti sono invitati a contattare l'ufficio dedicato (https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/it/per-studenti) il più presto possibile in modo da poter convenire sulle opportune misure compensative. La richiesta deve essere presentata in anticipo (15 giorni prima della data dell'esame) al docente, che valuterà l'adeguatezza delle misure tenendo conto degli obiettivi didattici.

Strumenti a supporto della didattica

Presentazioni Power-Point delle lezioni frontali, approfondimenti di pubblicazioni scientifiche.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Claudia Zanna

Consulta il sito web di Michele Di Foggia