CHIMICA E BIOCHIMICA BIOLOGIA E GENETICA - canale 1
Anno accademico 2019/2020 - 1° anno- BIOLOGIA E GENETICA: Marco Ragusa
- CHIMICA E BIOCHIMICA: Maria Teresa Cambria
SSD
- BIO/13 - Biologia applicata
- BIO/10 - Biochimica
Semestre: 1°
ENGLISH VERSION
Obiettivi formativi
- BIOLOGIA E GENETICA
Studio integrato della cellula e degli organismi viventi, con particolare riguardo ai meccanismi di base coinvolti nei seguenti processi: duplicazione e trasmissione dell'informazione genetica, sua espressione, sviluppo, differenziamento, proliferazione cellulare, biogenesi di organelli e strutture cellulari, interazione fra le cellule, basi biologiche del comportamento e dell'evoluzione.
- CHIMICA E BIOCHIMICA
Il corso si prefigge di fornire una basilare preparazione di chimica generale inorganica e organica e di biochimica tale da comprendere la struttura e la funzione delle molecole di interesse biologico e del significato dei principali eventi metabolici. Al termine del modulo lo studente avrà appreso delle conoscenze generali sulle basi molecolari della vita, sulle proprietà chimiche fondamentali delle sostanze, sulla struttura e funzione delle macromolecole implicate nei processi vitali e sulle trasformazioni metaboliche delle biomolecole necessarie per il funzionamento dell’organismo umano. Inoltre, lo studente comprenderà il significato delle variazioni delle principali vie metaboliche in diversi contesti fisiologici e patologici.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
- BIOLOGIA E GENETICA
Lezioni frontali del docente tramite slides in powerpoint
- CHIMICA E BIOCHIMICA
Lezioni frontali
Prerequisiti richiesti
- BIOLOGIA E GENETICA
Nessuno
- CHIMICA E BIOCHIMICA
Il corso prevede i requisiti minimi di base per poter seguire con profitto le lezioni e affrontare l’esame finale. Lo studente che frequenta il corso di Chimica e Biochimica dovrà conoscere i concetti fondamentali di Chimica Generale e Inorganica e Chimica Organica oltre che di fisica e biologia (acquisiti nel corso delle Scuole Medie Superiori).
Frequenza lezioni
- BIOLOGIA E GENETICA
Frequenza obbligatoria
- CHIMICA E BIOCHIMICA
Obbligatoria
Contenuti del corso
- BIOLOGIA E GENETICA
La teoria cellulare: cellule ed organismi.
Organizzazione strutturale e funzionale delle cellule eucariotiche e procariotiche.
Principi e meccanismi biologici e molecolari dell’evoluzione.
Membrane cellulari: struttura e funzioni.
Organuli cellulari: struttura, funzioni ed evoluzione.
Il citoscheletro
Il genoma nucleare e degli organuli.
Cromatina e cromosomi.
La duplicazione del DNA: meccanismi molecolari.
Espressione e funzioni biologiche del genoma.
Classificazione e struttura dei geni eucariotici e procariotici
Trascrizione: sintesi e rielaborazione degli RNA
Il codice genetico.
La sintesi proteica.
Mutazioni genetiche
La divisione cellulare: scissione binaria, mitosi e meiosi.
Modalità di trasmissione dei caratteri genetici nell’Uomo. La genetica mendeliana. I
limiti del modello mendeliano.
- CHIMICA E BIOCHIMICA
La struttura dell'atomo: il nucleo e gli elettroni. Organizzazione degli elettroni attorno al nucleo ed elettronegatività. Il legame chimico. L'equilibrio chimico (equilibrio acido base). Le reazioni di ossido-riduzione. pH, pK e sistemi tampone. Le famiglie dei composti del carbonio, nomenclatura, proprietà fisiche, loro reazioni caratteristiche e di interesse biologico: Idrocarburi saturi, insaturi ed aromatici. I gruppi funzionali: alcoli, fenoli ed analoghi solforati; composti carbonilici (aldeidi, chetoni, ac. carbossilici e loro derivati). Le ammine. Carboidrati: monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi. Lipidi: acidi grassi, lipidi semplici, lipidi complessi e steroidi. Proteine: aminoacidi ed il legame peptidico, organizzazione strutturale. Le principali vie metaboliche ed i loro siti di controllo: metabolismo glucidico, lipidico e metabolismo degli amminoacidi. Le vitamine e le loro implicazioni metaboliche e nelle patologie
Testi di riferimento
- BIOLOGIA E GENETICA
De Leo e Coll, Biologia e Genetica, Terza edizione - Ed Edises
NOTA: E’ importante utilizzare la edizione più recente
- CHIMICA E BIOCHIMICA
- CHIMICA E BIOCHIMICA
TESTO DI CHIMICA GENERALE, INORGANICA ED ORGANICA
1. Chimica e Biochimica (solo per la parte di chimica e propedeutica biochimica) – M. Bertoldi, D. Colombo, O. Marin, P. Palestini - EdiSES
TESTI DI BIOCHIMICA
2. Introduzione alla Biochimica di Lehninger – D.L. Nelson, M.M. Cox – ZANICHELLI
3. Biochimica medica – Siliprandi, Tettamanti – PICCIN
- CHIMICA E BIOCHIMICA
Programmazione del corso
| BIOLOGIA E GENETICA | |||
| Argomenti | Riferimenti testi | ||
|---|---|---|---|
| 1 | BASI CHIMICHE E ORGANIZZAZIONE MOLECOLARE DELLA VITA | De Leo e Coll - Cap 1 | |
| 2 | LE BASI DELL’ORGANIZZAZIONE BIOLOGICA E STRUTTURA DELLA CELLULA | De Leo e Coll - Cap 2 | |
| 3 | STRUTTURA E FUNZIONE DEL GENE | De Leo e Coll - Cap 4 + slides | |
| 4 | DUPLICAZIONE DEL DNA | De Leo e Coll - Cap 4 + slides | |
| 5 | TRASCRIZIONE E MATURAZIONE DEGLI RNA | De Leo e Coll - Cap 4 + slides | |
| 6 | SINTESI PROTEICA | De Leo e Coll - Cap 4 + slides | |
| 7 | MUTAZIONI | De Leo e Coll - Cap 10 | |
| 8 | GENETICA MENDELIANA | De Leo e Coll - Cap 11 | |
| CHIMICA E BIOCHIMICA | |||
| Argomenti | Riferimenti testi | ||
| 1 | Struttura della materia e Sistemi di misura | Testo 1: cap. 1 | |
| 2 | Atomo e sue proprietà periodiche: configurazione elettronica | Testo 1: cap. 2-3 | |
| 3 | Il legame chimico | Testo 1: cap. 4 | |
| 4 | Reazioni chimiche e reazioni di ossidoriduzione | Testo 1: cap. 4-5 | |
| 5 | Le soluzioni; calcolo della concentrazione delle soluzioni. | Testo 1: cap. 6 | |
| 6 | Acidi e basi; il pH. Soluzioni tampone | Testo 1: cap. 7 | |
| 7 | Gruppi funzionali | Testo 1: cap. 8-11 | |
| 8 | ELEMENTI DI CHIMICA ORGANICA IDROCARBURI | ||
| 9 | Alcani, cicloalcani; reazioni degli alcani (cenni). Alcheni, Cicloalcheni, Dieni ciclici. Reazioni degli acheni (cenni). Polimeri. Alchini Benzene. Struttura, aromaticità. Reazioni caratteristiche del benzene (cenni). Alogenuri alchilici: cenni | Testo 1: cap. 9,12 (12.1, .2, .3) | |
| 10 | Carboidrati e lipidi | Testo 1: cap.13-14 | |
| 11 | La struttura degli aminoacidi. Il legame peptidico. Organizzazione strutturale delle proteine: struttura primaria, secondaria, terziaria, quaternaria. Le proteine globulari: albumina e cromoproteine. Proteine fibrose: collagene, elastina, cheratina. Le immunoglobuline e le lipoproteine plasmatiche. Cenni sui metodi di purificazione delle proteine: cromatografia, elettroforesi, Western blotting | Testo 2: cap. 3-4 | |
| 12 | La struttura dell’Eme. Inserimento dell’ossigeno. La Mioglobina: struttura e funzione. Analogie e differenze con l’Emoglobina. L’Emoglobina: struttura e funzione. Il trasporto dell’ossigeno e del biossido di carbonio. L’effetto Bohr. Il 2,3-bisfosfoglicerato e suo ruolo fisiologico. Funzione tampone dell’emoglobina. Cenno sulle varianti emoglobiniche: emoglobina fetale. Cenni sulle emoglobinopatie | Testo 2: cap. 5 | |
| 13 | GLI ENZIMI Cenni di termodinamica delle reazioni in biochimica. L’energia libera di Gibbs. L’energia di attivazione e ruolo degli enzimi nell’abbassamento del suo valore. Lo stato di transizione nelle razioni. Curve di saturazione. Effetto della concentrazione del substrato. La curva e l’equazione di Michaelis-Menten. Significato della Km e della Vmax. L’inibizione enzimatica. Enzimi nella diagnostica. Regolazione enzimatica | Testo 2: cap. 6 | |
| 14 | IL METABOLISMO GLUCIDICO: glicolisi, gluconeogenesi, il ciclo di Krebs. Le fermentazioni e LDH. Ciclo di Cori e dell'alanina. Il destino metabolico del piruvato. Metabolismo del glicogeno. | Testo 2: cap. 7, 12, 14 , 15, 16, 19 (parti curate a lezione) | |
| 15 | IL METABOLISMO LIPIDICO. Ossidazione degli acidi grassi e regolazione. I corpi chetonici e la loro utilizzazione energetica. | Testo 2: cap. 10, 17 | |
| 16 | IL METAB. DEGLI AA. reazioni di transaminazione, deaminazione e decarbossilazione (amine biogene). Le principali transaminasi nelle patologie epatiche e nell’ischemia cardiaca: GOT e GPT. La Glutammato deidrogenasi. Ciclo dell'Urea. | Testo 2: cap. 18 Testo 3: cap. 13 (parti curate a lezione) | |
| 17 | LE VITAMINE e le loro implicazioni metaboliche e nella patologia. | Testo 2: cap. 8 | |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
- BIOLOGIA E GENETICA
Esame orale: tre domande, incluso un esercizio di genetica mendeliana
- CHIMICA E BIOCHIMICA
Esame orale
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
- BIOLOGIA E GENETICA
Ruolo dei lisosomi
Le mutazioni puntiformi
Il codice genetico
differenze tra eucarioti e procarioti
funzione del nucleolo
- CHIMICA E BIOCHIMICA
1 Le reazioni di ossido-riduzione
2 Regolazione della glicolisi
3 Significato clinico-diagnostico delle Transaminasi