00061 - BIOCHIMICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente acquisisce le conoscenze di base della biochimica generale e della biologia molecolare. In particolare, lo studente è in grado di comprendere la struttura e funzione delle principali molecole di interesse biologico, i meccanismi molecolari delle attività metaboliche e della segnalazione e la loro regolazione, con particolare riguardo alle basi biochimiche dell'azione dei farmaci.

Contenuti

Biochimica: programma del modulo 1 - 3 CFU

Docente:

- Richiami di termodinamica

- L'acqua come solvente generale delle molecole biologiche: Struttura e caratteristiche chimiche

- Struttura proteine 1: struttura generale di un amminoacido (a.a.), le proprietà delle diverse catene laterali dei 20 a.a. essenziali, legame peptidico e livelli della struttura delle proteine
- Struttura proteine 2: struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria. L'esperimento di Anfinsen
- Struttura proteine 3: le caratteristiche strutturali delle alfa-cheratine, fibroina della seta e tripla elica del collageno
- Emoglobina e Mioglobina: Struttura e funzione, effetto cooperativo, regolatori allosterici (pH, CO₂, BPG), emoglobina fetale e anemia falciforme
- Enzimologia: definizione di catalisi, meccanismi chimici, considerazioni termodinamiche e cinetiche, equazione di Micaelis-Menten, grafico della velocità vs. [S], grafico di Lineweaver-Burk, esempi di meccanismi catalitici, inibizione enzimatica

- Struttura dei lipidi semplici e complessi

- Struttura delle membrane biologiche, fluidità e loro funzione, trasporto attivo e passivo, canali ionici

- Struttura e funzioni del colesterolo

- Principi di trasduzione del segnale: ligandi, recettori accoppiati a proteine G, recettori tirosina-chinasici, cascate di fosforilazione, trasduzione del segnale di ormoni steroidei

Biochimica: programma del modulo 2 - 3 CFU

Docente: Dott.ssa Diana Fiorentini

- Emostasi: piastrine, fattori della coagulazione e relativa cascata, ruolo della vitamina K

- Carboidrati: strutture di glucosio, galattosio, fruttosio, ribosio, deossiribosio, semiacetali, acetali e legame O-glicosidico, disaccaridi, omopolisaccaridi

- Nucleotidi: basi azotate, legame N-glicosidico e nucleosidi, esteri e nucleotidi, legami anidridici e ATP, AMPc e GMPc

- Struttura generale degli acidi nucleici: legame 5'-3' fosfodiestereo, idrolisi non enzimatica ed enzimatica, endonucleasi di restrizione

- Struttura DNA: modello di Watson e Crick, fattori stabilizzanti la doppia elica, denaturazione, superavvolgimenti del DNA in E.Coli, topoisomerasi, superavvolgimenti del DNA negli eucarioti, polinucleosomi, struttura della cromatina

- Dogma centrale: formulazione iniziale ed aggiornamenti, trascrittasi inversa

- Replicazione del DNA in E.Coli: reazione di polimerizzazione, OriC, DNA polimerasi III e I, proof-reading, filamento leader e filamento lento, frammenti di Okazaki

- Danni al DNA degli eucarioti: reazioni di deamminazione, danni da radiazioni, agenti alchilanti ed intercalanti, specie reattive dell'ossigeno (ROS), loro funzioni fisiologiche e danni da ROS

- Struttura RNA: basi modificate, forme mature di mRNA, tRNA ed rRNA eucariotici e loro funzioni

- Trascrizione in E. Coli: RNA polimerasi, fedeltà di trascrizione, geni costitutivi e non costitutivi, struttura dei promotori forti e deboli, cenni alla trascrizione negli eucarioti

- Maturazione RNA: RNA policistronici, operoni, maturazione degli RNA eucariotici, introni ed esoni, splicing e significato dello splicing alternativo

- Controllo della trascrizione: subunità sigma alternative dei procarioti, induzione e repressione del lac-operon, fattori di trascrizione eucariotici, meccanismo d'azione di ormoni steroidei e peptidici

- Amminoacil-tRNA-sintetasi: riconoscimento del corretto amminoacido e del corrispondente tRNA, sito di editing

- Codice genetico: definizione, codoni, modalità di lettura, degenerazione, effetti di possibili mutazioni, appaiamento codone-anticodone, ipotesi della base vacillante, AUG iniziale e AUG per la metionina

- Traduzione: sequenza di Shine-Dalgarno, inizio, allungamento, formazione del legame peptidico, termine

- Clonazione del DNA: endonucleasi di restrizione, frammentazione di DNA, vettori di clonaggio, costruzione di un DNA ricombinante, trasfezione, librerie genomiche e di cDNA, esempi di applicazioni biotecnologiche.

Biochimica: programma modulo 3 - 4 CFU

Docente: Dott.ssa Concettina Cappadone

- Metabolismo: introduzione e definizione dei processi metabolici (catabolismo e anabolismo), l'ATP, composti ad elevato potenziale di trasferimento del fosfato, reazioni accoppiate, struttura dei coenzimi trasportatori di elettroni

- Glicolisi: descrizione delle 10 reazioni, destino aerobico ed anaerobico del piruvato, regolazione allosterica ed ormonale

- Piruvato deidrogenasi: reazioni e coenzimi, regolazione allosterica e ormonale
- Ciclo dell'acido citrico: descrizione delle reazioni, regolazione, ciclo anfibolico
- Catena di trasporto degli elettroni e la fosforilazione ossidativa

- Gluconeogenesi: descrizione delle reazioni irreversibili, regolazione ormonale e regolazione reciproca di glicolisi e gluconeogenesi, formazione di corpi chetonici e loro significato metabolico
- Regolazione della glicemia: glicogenolisi e glicogenosintesi e loro regolazione allosterica ed ormonale
- Via del pentoso fosfato: descrizione delle reazioni della parte ossidativa, inquadramento metabolico

- Degradazione ossidativa degli acidi grassi: descrizione delle reazioni della beta-ossidazione
- Catabolismo degli amminoacidi: reazioni di transaminazione, glutammato deidrogenasi, trasporto di ammoniaca dai tessuti extraepatici e dai muscoli al fegato, formazione di carbamilfosfato, ciclo dell'urea

- Sintesi degli acidi grassi: esportazione di Acetil-CoA nel citoplasma, acetil-CoA carbossilasi, descrizione delle reazioni e regolazione allosterica ed ormonale
- Sintesi del colesterolo: descrizione delle reazioni fino alla formazione delle unità isoprenoidi attivate, HMG-CoA reduttasi e sua regolazione

Testi/Bibliografia

- D.L. Nelson, M.M. Cox “I principi di Biochimica di Lehninger” sesta edizione, Zanichelli, 2014

- J. Berg, J.L. Tymoczko, L. Stryer “Biochimica” settima edizione, Zanichelli, 2012

- T.M. Devlin “Biochimica con aspetti clinico-farmaceutici” , EdiSES, 2013

Metodi didattici

Lezioni frontali che si avvalgono di presentazioni Power Point e di brevi filmati didattici

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Biochimica (Modulo 1 – Modulo 3)
Per sostenere la prova d'esame è necessaria l'iscrizione tramite AlmaEsami, nel rispetto delle scadenze previste. Coloro che non riuscissero ad iscriversi entro la data prevista, sono tenuti a comunicare il problema al docente tramite posta elettronica prima della chiusura ufficiale delle liste di iscrizione. Sarà facoltà del docente ammetterli a sostenere la prova. La verifica dell'apprendimento avviene attraverso il solo esame finale orale, che accerta l'acquisizione delle conoscenze apprese. Saranno ammessi a sostenere l’ esame orale soltanto gli studenti che abbiano superato la prova scritta relativa al Modulo 2.

Biochimica (Modulo 2)

Per sostenere la prova d'esame (fissata di solito il giorno precedente la data dell'orale) è necessaria l'iscrizione tramite AlmaEsami, nel rispetto delle scadenze previste. Coloro che non riuscissero ad iscriversi entro la data prevista, sono tenuti a comunicare il problema al docente tramite posta elettronica prima della chiusura ufficiale delle liste di iscrizione. Sarà facoltà del docente ammetterli a sostenere la prova.

La verifica dell'apprendimento, che accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese, avviene tramite una prova scritta della durata di 1 ora, da svolgersi senza l'aiuto di appunti o libri. La prova scritta consiste in 5 quesiti a risposta multipla (3 dei quali ammettono più risposte vere e 2 una unica risposta) e 3 domande aperte e verte esclusivamente sugli argomenti trattati a lezione. Il superamento della prova scritta (punteggio minimo pari a 18) costituisce requisito indispensabile per l'ammissione alla prova orale. La prova scritta viene mantenuta valida per un anno solare; durante questo periodo lo studente potrà sostenere l'esame orale in un qualsiasi appello disponibile. Qualora lo studente non dovesse superare l'esame orale nel periodo di validità della prova scritta, dovrà ripetere tale prova per essere ammesso all'orale. Qualora lo studente non fosse soddisfatto del voto conseguito allo scritto, potrà ripetere la prova; in tal caso farà fede il voto conseguito dallo studente nell'ultima prova scritta sostenuta.

Al termine delle lezioni frontali gli studenti frequentanti potranno usufruire di una prova scritta a loro riservata, formulata nello stesso modo esposto sopra ed avente la medesima validità.

Strumenti a supporto della didattica

Il materiale didattico elaborato dai docenti viene reso disponibile per gli studenti in formato pdf all'indirizzo: https://campus.unibo.it/

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Diana Fiorentini

Consulta il sito web di Christian Bergamini

Consulta il sito web di Concettina Cappadone