00061 - BIOCHIMICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine dell'insegnamento lo studente conosce gli elementi essenziali per poter comprendere i meccanismi attraverso i quali le biomolecole consentono il funzionamento delle cellule e dei tessuti; in particolare gli zuccheri, i lipidi, gli acidi nucleici, le proteine, gli enzimi, i principi di bioenergetica e il metabolismo delle principali biomolecole in vari organi e tessuti, compresi i principali meccanismi di regolazione ormonale.

Contenuti

Cenni di Propedeutica Biochimica

Cenni sulle principali classi di composti inorganici e bioinorganici: sostanze elementari, idruri, ossidi e derivati (acidi e basi), sali e loro nomenclatura.

Stati di ossidazione. Reazioni di ossidoriduzione. Importanza biologica delle reazioni di ossido-riduzione.

Soluzioni, tipi di soluzioni, proprietà. Espressioni della concentrazione.

Proprieta' colligative: in particolare pressione osmotica e sua importanza biologica. Soluzioni isotoniche.

La reazione chimica: aspetti cinetico ed energetico. Equilibrio chimico. Costante di equilibrio. Fattori che influenzano l'equilibrio chimico. Principio di Le Chatelier.

pH: definizione e significato; scala del pH. Equilibri ionici in soluzione acquosa: dissociazione degli acidi e delle basi. Acidi poliprotici. Sali. Soluzioni tampone, tamponi fisiologici.

Cenni di chimica organica: idrocarburi alifatici ed aromatici. Principali composti monofunzionali: alcoli, fenoli, ammine, aldeidi e chetoni, acidi carbossilici e derivati (esteri, ammidi, anidridi).

Classificazione, struttura e proprieta' dei principali composti polifunzionali di interesse biologico. Composti che presentano attività ottica. Carboidrati: monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi. Lipidi: acidi grassi, mono-, di-, tri-gliceridi, fosfolipidi. Basi pirimidiniche e puriniche. Nucleosidi, nucleotidi (AMP, ADP, ATP), polinucleotidi: DNA, RNA.

Gli amminoacidi

Gruppi funzionali caratteristici. Amminoacidi ordinari e amminoacidi essenziali. Classificazione degli amminoacidi in base al residuo R. Legame peptidico.

Le proteine

Generalità, classificazione e ruoli. Struttura primaria, secondaria terziaria e quaternaria delle proteine. Le proteine fibrose e globulari: caratteristiche strutturali e funzionali. Alcuni esempi: le cheratine, il collagene. Il processo di assunzione della forma nativa e la denaturazione reversibile ed irreversibile.

Mioglobina ed emoglobina

Il trasporto di ossigeno e di anidride carbonica. Il fenomeno dell'allosterismo: l'emoglobina ed i suoi modulatori allosterici (H⁺ , CO₂, 2,3BPG).

Gli enzimi

Caratteristiche generali, distribuzione e classificazione degli enzimi. Il meccanismo d'azione degli enzimi. La cinetica enzimatica: il grafico di Michaelis-Menten. Determinazione di affinità ed efficienza enzimatiche. I dosaggi enzimatici. La modulazione dell'attività degli enzimi: influenza del pH e della temperatura, la modulazione allosterica e covalente. I coenzimi di derivazione vitaminica. L'inibizione enzimatica: i farmaci come antimetaboliti. L'attivazione irreversibile degli enzimi. Gli isoenzimi e il loro significato diagnostico.

La bioenergetica

L'energia libera di Gibbs: ΔG e ΔG'°. Legami ad elevata energia di idrolisi. I composti “altamente energetici” (1,3 BPG, PEP, fosfocreatina e ATP). L'ATP, il suo ruolo nel metabolismo e i meccanismi di sintesi (la catena respiratoria mitocondriale e la fosforilazione ossidativa, la sintesi “a livello del substrato”). Le reazioni energeticamente accoppiate.

Il metabolismo

Introduzione al metabolismo: vie cataboliche e anaboliche. Importanza dell' ATP e del potere riducente nel collegamento fra catabolismo e anabolismo.

Il metabolismo glucidico. Digestione e assorbimento dei glucidi. Glicogenolisi, glicogenosintesi e loro regolazione. Glicolisi e sintesi di ATP “a livello del substrato”. Destino metabolico del piruvato: produzione di lattato e decarbossilazione ossidativa con liberazione di acetil-CoA.Il ciclo di Krebs. La via dei pentosi (cenni). La gluconeogenesi.

Il metabolismo lipidico. Digestione e assorbimento dei lipidi. Le lipoproteine plasmatiche (cenni). Il catabolismo dei trigliceridi e degli acidi grassi (la beta-ossidazione). La biosintesi degli acidi grassi. I corpi chetonici. Biosintesi e ruoli del colesterolo (cenni).

La catena respiratoria mitocondriale, produzione di ATP. Modello chemiosmotico.

Il metabolismo dei composti azotati. La digestione delle proteine e l'assorbimento degli aminoacidi. Il metabolismo degli aminoacidi.Aminoacidi gluconeogenetici e chetogenetici. L'eliminazione dell'ammoniaca. Ciclo dell'urea, cenni.

Gli ormoni

Caratteristiche generali, classificazione. Regolazione ormonale del metabolismo energetico (glicemia): insulina, glucagone e adrenalina.

Testi/Bibliografia

Nelson e Cox

Introduzione alla Biochimica di Lehninger

Ed. Zanichelli

 

M. Stefani, N. Taddei

Chimica, Biochimica e Biologia applicata

Ed. Zanichelli

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Metodi didattici

Lezioni frontali. Ricevimento studenti per chiarimenti.

Lezioni di ripasso a richiesta degli studenti, alla fine del corso.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Compito scritto.

Strumenti a supporto della didattica

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Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Valentina Giorgio

Consulta il sito web di Giancarlo Solaini