Vai al Contenuto Vai alla navigazione del sito

BIOCHIMICA E BIOCHIMICA APPLICATA II (093FA)

A.A. 2021 / 2022

Periodo 
Primo semestre
Crediti 
8
Durata 
64
Tipo attività formativa 
Caratterizzante
Percorso 
[PDS0-2019 - Ord. 2019] comune
Syllabus 
Lingua insegnamento 

ITALIANO

Obiettivi formativi 

Gli obiettivi del corso sono quelli di fornire agli studenti:

Conoscenza e capacità di comprensione, ed in particolare:
- conoscenze sui meccanismi fondamentali che regolano il metabolismo e le diversità metaboliche dei principali organi
- comprensione della dipendenza delle diversità metaboliche dalle condizioni locali e del ruolo dei segnali extracellulari nel modificare il comportamento delle cellule.
- comprensione dei principali adattamenti metabolici dei tessuti in differenti condizioni fisiologiche .
- conoscere i meccanismi fondamentali che, all’interno delle cellule procariotiche ed eucariotiche sono essenziali per il mantenimento dell’informazione ed il flusso dell’informazione genetica

Capacità di applicare conoscenza e comprensione, ed in particolare:
- apprendere alcuni aspetti fondamentale della biologia molecolare e della regolazione della trascrizione genica e saperli applicare eper la comprensione di argomenti trattati da sucessivi corsi (es. Farmacogenetica)
- conoscere le applicazioni sperimentali di alcune tecniche di biologia molecolare (PCR, sequenziamento, two-hybrid), biochimiche (fluorescenza, citoflourimetria, microscopia, SPR, metodi per determinare la struttura) nonché bioinformatiche (visualizzazione e allineamento di sequenze, analisi di strutture, analisi dell’organizzazione genica) e sapere come e quando applicarle anche contesti complessi
- saper correlare le conoscenze ottenute a processi fisiologici, patogenici o farmacologici che si incontreranno in successivi corsi, o in contesti di ricerca, durante l'internato sperimentale, eventualedottorato o nell'R&D

Autonomia di giudizio: acquisire la capacità di utilizzare le nozioni apprese per valutare e comprendere nuovi e più complessi aspetti della biochimica, anche integrandole con informazioni acquisite in altri corsi

Abilità comunicative:acquisire la capacità di formulare domande e risposte su aspetti anche complessi della biochimica e biologia molecolare, in modo chiaro e succinto, durante il corso, in successivi corsi, nell'ambito delle scuole di dottorato pertinenti, e nel mondo del lavoro.

Capacità di apprendimento: di applicare le nozioni apprese per ottenere nuove conoscenze, con l'utilizzo di strumenti quali libri di testo e bibliografia specifica, quando richiesto in successivi corsi (es, farmacologia e farmcogenetica), durante l'internato sperimentale, nei corsi di dottorato pertinenti e nel mondo del lavoro.

Prerequisiti 

Il corso richiede la conoscenza di aspetti chimici, biochimici, biologici e fisiologici.

Sono particolarmente utili a questo corso i precedenti corsi di Biologia (1° anno), Chimica organica (2° anno), Biochimica e Biochimica Applicata I (2° anno, propedeutico) e Fisiologia (2° anno).

Contenuti 

Questo corso si tiene in due moduli con due docenti.

MODULO DI BIOCHIMICA GENERALE ED APPLICATA (Docente Alessandro Tossi, 4 cfu)
REGOLAZIONE DELLE ATTIVITÀ ENZIMATICHE. Principali effettori allosterici. Fosforilazione e gli enzimi regolatori: chinasi e fosfatasi. Regolazione per compartimentailizzasione e per attivazione/repressione genica. Esempi di regolazione e loro conseguenze metaboliche.

TRASDUZIONE DEL SEGNALE. Caratteristiche degli ormoni. Attivazione del recettore e strategie di inattivazione. Segnali liposolubili e idrosolibili e loro recettori di membrane ed intracellulari. Recettori catalitici (tirosina chinasi e guanilato ciclasi), domini di interazione proteica. Recettori legati alle proteine G.; caratteristiche e meccanismi d’azione e repressione.

POTENZIALE DI MEMBRANA E RUOLI DEL CALCIO
gradienti ionici e trasporto attivo; ruolo nel controllo del potenziale d'azione. Omeostasi intracellulare del calcio. Calmodulina e chinasi calcio-dipendenti e loro bersagli.

REGOLAZIONE DELLE VIE METABOLICHE E SPECIFICITÀ D’ORGANO.
Regolazione allosterica e per fosforilazione delle vie metaboliche (Glicolisi, ciclo di Krebs e anabolismo lipidico e catabolismo lipidico) nei principali organi (fegato, diversi tipi di muscolo e tessuto adiposo e SNC.

MODULO DI BIOLOGIA MOLECOLARE (Docente Guidalberto MAnfioletti, 4 cfu)
- Struttura e proprietà degli acidi nucleici (DNA/RNA)
- Organizzazione del genoma e struttura della cromatina
- La replicazione, la riparazione e la ricombinazione del DNA
- I polimorfismi del DNA
- La trascrizione nei batteri e negli eucarioti
- Il controllo dell’espressione genica nei procarioti e negli eucarioti
- La traduzione dell’RNA

SCHEDE SU TECHNICHE SPERIMENTALI.
Queste sono erogate dai due docenti a secondo dell'argomento, e sono lezioni a se stante con contenuto tecnoco. E' prevista inoltre una visita ai laboratori di Biochimica e di Biologia Molecolare per avere una breve introduzione e spiegazione della strumentazione coinvolta.

- Utilizzo dei radioisotopi, 32P, autoradiografia.
- Spettrometria di massa.
- Metodi cristallografici e crioelettronmicroscopia applicati alle proteine di membrana.
- Surface plasmon resonance.
- Citofluorimetria a flusso e microscopia confocale
- Sonde fluorescenti per il calcio, green fluorescent protein.
- Endonucleasi di restrizione e loro utilizzo, fingerprinting, creazione di vettori plasmidici.
- PCR e real-time PCR.
- Sequenziamento dell'DNA.
- Metodi per determinare i polimorfismi.

ESERCIZI AL COMPUTER DI BIOINFORMATICA
(svolta in collaborazione dai due docenti)
- metodi di allineamento (Blast, Fasta, Clustall)
- visualizzazione di geni (Artemis)

Metodi didattici 

- Lezioni con presentazione powerpoint.

- Moduli toerici su diverse tecniche sperimentali.

- Disponibilità delle presentazioni powerpoint di tutte le lezioni, di animazioni ed altro materiale sul sito moodle del Moodle.

- Quiz interattivi di verifica disponibili su Moodle

- Sessioni pratiche di bioinformatica (allineamento sequenze,visualizzazione organizzazione geni)

- Visite a laboratori di biochimica e biologia molecolare (cytofluorimetria, microscopia confocale, surface plasmon resonance, 1st and new generation sequencing, real-time PCR).

Eventuali cambiamenti alle modalità qui descritte, che si rendessero necessari per garantire l'applicazione dei protocolli di sicurezza legati all'emergenza COVID19, saranno comunicati nel sito web di Dipartimento e del Corso di Studio e sul sito Moodle dell'insegnamento.”

Programma esteso 

MODULO DI BIOCHIMICA GENERALE ED APPLICATA (4 cfu)
REGOLAZIONE DELLE ATTIVITÀ ENZIMATICHE. Principali effettori allosterici. Fosforilazione e gli enzimi regolatori: chinasi e fosfatasi. Regolazione per compartimentailizzasione e per attivazione/repressione genica. Esempi di regolazione e loro conseguenze metaboliche.

TRASDUZIONE DEL SEGNALE. Caratteristiche degli ormoni. Attivazione del recettore e strategie di inattivazione. Segnali liposolubili e idrosolibili e loro recettori di membrane ed intracellulari. Recettori catalitici (tirosina chinasi e guanilato ciclasi), domini di interazione proteica. Recettori legati alle proteine G.; caratteristiche e meccanismi d’azione e repressione.

POTENZIALE DI MEMBRANA E RUOLI DEL CALCIO
gradienti ionici e trasporto attivo; ruolo nel controllo del potenziale d'azione. Omeostasi intracellulare del calcio. Calmodulina e chinasi calcio-dipendenti e loro bersagli.

REGOLAZIONE DELLE VIE METABOLICHE E SPECIFICITÀ D’ORGANO.
Regolazione allosterica e per fosforilazione delle vie metaboliche (Glicolisi, ciclo di Krebs e anabolismo lipidico e catabolismo lipidico) nei principali organi (fegato, diversi tipi di muscolo e tessuto adiposo e SNC.

MODULO DI BIOLOGIA MOLECOLARE (4 cfu)
- Struttura e proprietà degli acidi nucleici (DNA/RNA)
- Organizzazione del genoma e struttura della cromatina
- La replicazione, la riparazione e la ricombinazione del DNA
- I polimorfismi del DNA
- La trascrizione nei batteri e negli eucarioti
- Il controllo dell’espressione genica nei procarioti e negli eucarioti
- La traduzione dell’RNA

SCHEDE SU TECHNICHE SPERIMENTALI.
- Utilizzo dei radioisotopi, 32P, autoradiografia.
- Spettrometria di massa.
- Metodi cristallografici e crioelettronmicroscopia applicati alle proteine di membrana.
- Surface plasmon resonance.
- Citofluorimetria a flusso e microscopia confocale
- Sonde fluorescenti per il calcio, green fluorescent protein.
- Endonucleasi di restrizione e loro utilizzo, fingerprinting, creazione di vettori plasmidici.
- PCR e real-time PCR.
- Sequenziamento dell'DNA.
- Metodi per determinare i polimorfismi.

ESERCIZI AL COMPUTER DI BIOINFORMATICA
- metodi di allineamento (Blast, Fasta, Clustall)
- visualizzazione di geni (Artemis)

Modalità di verifica dell'apprendimento 

Esame è in 6 parti con durata di 3 ore.

- La prima domanda è a scelta multipla in 16 parti, 8 in biochimica e 8 in biologia molecolare.

- Le domande 2 e 3 sono domande a risposta breve, rispettivamente su argomenti trattati nei moduli di Biochimica e Biologia Molecolare

- La domanda 4 è a risposta breve, scelta fra tre possibili temi, su argomenti anche sperimentali tratti da entrambe i moduli.

- Le domande 5 e 6 prevedono una risposta più estesa, rispettivamente su argomenti trattati nei moduli di Biochimica e Biologia Molecolare.

Le ultime lezioni del corso sono dedicate all'esame. Sono disponibili sul sito Moodle del corso esempi di esami.

Eventuali cambiamenti alle modalità qui descritte, che si rendessero necessari per garantire l'applicazione dei protocolli di sicurezza legati all'emergenza COVID19, saranno comunicati nel sito web di Dipartimento, del Corso di Studio e dell'insegnamento.

Altre informazioni 

Il corso di Biochimica e Biochimica Applicata I (2° anno) è propedeutico per questo corso

Il sito moodle del corso si trova a:
https://moodle2.units.it/course/view.php?id=3143

Per accedere è necessaria una chiave di primo accesso, fornita durante la prima lezione o, a richiesta, via email dal docente.

Testi di riferimento 

Berg,Tymoczko & Stryer “Biochimica”(VI edizione) Zanichelli (2005)

oppure

Nelson & Cox“I principi di biochimica di Lehninger”Zanichelli (2005)

consigliati

Alberts et al., "L'essenziale della biologia molecolare della cellula" Zanichelli 4° Ed.

Brown“Biotecnologie molecolari”1°ed. Italiana, Zanichelli

Dettagli sui libri di testo e sulla loro locazione in biblioteca e disponibilità in libreria sono disponibili sul sito moodle del corso


Torna all'elenco insegnamenti