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Oggetto:
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Chimica Biologica

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Anno accademico 2006/2007

Codice dell'attività didattica
B8514
Docenti
Prof. Gianfranco Gilardi, FRSC
Prof. Carlo Giunta
Prof. Francesca Valetti
Corso di studi
Scienze Biologiche
Anno
2° anno
Periodo didattico
Primo periodo didattico
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
5 CFU
SSD dell'attività didattica
BIO/10 - biochimica
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

Finalità
Il corso si propone di fornire agli studenti i fondamenti della Chimica Biologica, con particolare attenzione alla Chimica della Proteine, ai rapporti struttura funzione e ai meccanismi di reazione catalizzati da proteine. Nel dettaglio le finalità si possono articolare in tre punti:
1. Fornire le competenze teoriche e le nozioni relative alla conoscenza e al ruolo delle macromolecole biologiche nei processi biochimici, a partire dai componenti più semplici (monosaccaridi, aminoacidi, nucleotidi…) fino ad esempi di organizzazione di sistemi supramolecolari complessi (catena respiratoria, motori molecolari) e di funzioni enzimatiche altamente specializzate
2. Avviare all’approccio sperimentale in campo biochimico attraverso esercitazioni pratiche di laboratorio in cui si utilizzino le tecniche fondamentali (dosaggio e purificazione di proteine, cromatografia, saggio di attività enzimatica) di cui si forniscono le basi teoriche introduttive
3. Indirizzare all’impostazione e alla soluzione di problemi di cinetica enzimatica, interpretazione e trattamento dei dati numerici, valutazione dei sistemi di regolazione dell’attivita’ enzimatica.

Obiettivi
L’allievo dovrà essere in grado
1. di padroneggiare i concetti fondamentali di cui al punto 1, organizzando le sue conoscenze in modo tale da consentirgli di reperire le informazioni in modo non puramente mnemonico ma inserite in un logico schema di organizzazione strutturale e funzionale dal semplice al complesso, focalizzando su concetti chiave (es. meccanismi di funzionamento degli enzimi, organizzazione strutturale degli acidi nucleici) che possa ben padroneggiare anche per i corsi successivi
2. di dimostrare una capacita’ critica nell’affrontare problemi in questo settore della ricerca, acquisendo conoscenze e dimestichezza su aspetti teorici e tecniche di laboratorio (punti 2 e 3)

Oggetto:

Programma

1. Carboidrati

a.       Monosaccaridi: classificazione e stereoisomeria

b.      Polisaccaridi: analisi, disaccaridi, polisaccaridi di struttura e di riserva, glicosaminoglicani

c.   Glicoproteine.

2. Lipidi e membrane cellulari

a.       Acidi grassi

b.      Triacilgliceroli

c.       Glicerofosfolipidi

d.      Sfingolipidi

 e.    Colesterolo

 3. Acidi nucleici

a.       Preparazione, frazionamento,

b.      I nucleotidi,

c.       Determinazione della sequenza primaria e organizzazione strutturale del DNA e del RNA.

4. Proteine: Struttura e Funzione:

a.       Amino acidi: formule e proprieta’

b.      Legame peptidico e structtura primaria

c.       Folding e struttura secondaria

d.      Core idrofobico delle proteine e la struttura terziaria

e.  Assemblaggio di multi-subunita’ e la struttura quaternaria

5. Studio delle proteine:  (parte esonero con esercitazioni di laboratorio)

a.       Purificazione delle proteine

i.                     Cromatografia

ii.                   Elettroforesi

iii.                  Ultracentrifugazione

 iv.                 Determinazione quantitative della concentrazione

 v.                   Determinazione della massa

b.      Determinazione della sequenza aminoacidica: degradazione secondo Edman

c.       Tecniche immunologiche

d.      Sintesi di peptidi secondo Merriefield

e.       Determinazione della struttura tridimensionale delle proteine

 i.                 Cristallografia ai raggi X

            ii.         Risonanza Magnetica Nucleare (NMR)

6. Evoluzione delle molecole biologiche e bioinformatica:

a.       Omologia e “common ancestors”

b.      Allineamento di sequenze

c.       Esame della struttura tridimensionale delle proteine: relazioni evoluzionistiche

d.    Alberi evolutivi

7. Cofattori e vitamine

a.       caratteri generali, funzioni, effetti biologici

b.      regolazioni metaboliche delle vitamine A, D, E, F, K, B1, B2, B3, B6, B8, B12, C, H, PP;

c.    trasformazione di vitamine in coenzimi.

8. Enzimi: concetti di base e meccanismi di catalisi enzimatica

a.       Classificazione, meccanismo d’azione

b.      Esempi di reazioni catalizzate

c.    Descrizione di alcune tipiche proteine enzimatiche.

9. Cinetica enzimatica e sistemi di regolazione dell’attivita’ enzimatica (parte esonero: esercizi in aula)

a.       Termodinamica dei sistemi biologici:

             i.                     variazioni di energia interna, di entalpia, di energia libera di Gibbs e di entropia nelle trasformazioni biologiche;

ii.                   trasformazioni reversibili ed irreversibili,

iii.                  i composti ad alta energia e le reazioni accoppiate;

iv.                 ordine delle reazioni;

v.                   formula di Arrhenius ed energia di attivazione.

b.      Cinetica delle reazioni catalizzate;

i.                     ipotesi dello stato di equilibrio e formula di Michaelis-Menten;

ii.                   trasformazioni ad uno e a due substrati;

iii.                     meccanismi sequenziali e non sequenziali;

iv.                   effetti competitivi, incompetitivi e non competitivi;

             v. effetti allosterici.

10. Proteine al lavoro:

a.       Fosforilazione ossidativa

i.                     Mitocondri e trasferimento elettronico

ii.                   Struttura e funzione delle proteine coinvolte nella respirazione: pompe di protoni

iii.                  ATP-sintasi

b.      Fotosintesi

i.                     Assorbimento della luce e trasferimento elettronico

ii.                   Struttura e funzione dei fotosistemi

c.       Canali di membrana e sistemi pompa

d.      Motori molecolari

i.                     Motori basati su ATPasi

ii.                   Sistema actina/miosina

iii.                  Microtubuli

 11. Rotazione e movimento dei batteri

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

Materiale didattico
Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile presso:
Auletta informatica via Accademia Albertina 13 (Mac) per le presentazioni in Power Point
Portineria via Accademia Albertina 13 per le copie dei lucidi.

I testi base consigliati per il corso sono:
Matheus-Van Holde, Biochimica, Ambrosiana
Voet-Voet, Biochimica, Zanichelli
Lehninger, Principi di Biochimica, Zanichelli

E’ fortemente consigliato l’utilizzo del seguente materiale per approfondimenti e integrazioni:
Morelli, Quiz e problemi di Biochimica, Ecig
Dawes, Esercitazioni di Biochimica, Uses
I testi indicati sono disponibili per consultazione presso la biblioteca del Dipartimento di Biologia Animale e dell’Uomo, via Accademia Albertina 13.

Infine sono di seguito indicati siti internet di interesse:
http://www.expasy.ch/
http://www.biology.arizona.edu/biochemistry/biochemistry.html



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Moduli didattici

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Ultimo aggiornamento: 28/09/2007 15:19
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