CHIMICA E BIOCHIMICA BIOLOGIA E GENETICA - canale 1
Anno accademico 2016/2017 - 1° anno- BIOLOGIA E GENETICA: Marco Ragusa
- CHIMICA E BIOCHIMICA: Carmelina Daniela Anfuso
SSD
- BIO/13 - Biologia applicata
- BIO/10 - Biochimica
Semestre: 1°
ENGLISH VERSION
Obiettivi formativi
- CHIMICA E BIOCHIMICA
Il corso si prefigge di fornire una preparazione di chimica generale, inorganica e organica e di biochimica adeguata alla comprensione della struttura e funzione delle molecole di interesse biologico e del significato dei principali eventi metabolici. Al termine del modulo lo studente avrà appreso conoscenze generali sulle basi molecolari della vita, dalle proprietà chimiche fondamentali delle sostanze, alla struttura e alla funzione delle macromolecole implicate nei processi vitali, sia a livello cellulare sia extracellulare, alle 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.
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 acquisire i concetti fondamentali di Chimica Generale e Inorganica e Chimica Organica (acquisiti nel corso delle Scuole Medie Superiori) ed avere una base di conoscenze di fisica e biologia della cellula.
Frequenza lezioni
- BIOLOGIA E GENETICA
Frequenza obbligatoria
- CHIMICA E BIOCHIMICA
Obbligatoria
Contenuti del corso
- BIOLOGIA E GENETICA
BASI CHIMICHE E ORGANIZZAZIONE MOLECOLARE DELLA VITA
Acqua
Carboidrati
Lipidi
Proteine: organizzazione strutturale delle proteine; regolazione dell’attività biologica delle proteine.
Acidi Nucleici: esperimenti di Griffith, Avery, Hershey e Chase, Watson e Crick, Franklin.
Struttura chimica degli acidi nucleici (RNA e DNA). Struttura della cromatina e dei cromosomi.
LE BASI DELL’ORGANIZZAZIONE BIOLOGICA
Classificazione degli organismi
Evoluzione
Struttura e funzione delle cellule procariotiche (Batteri e Archea): membrana plasmatica, parete
cellulare, nucleoide.
Struttura e funzione delle cellule eucariotiche: membrana plasmatica, nucleo, nucleolo,
nucleoplasma, reticolo endoplasmatico, ribosomi, mitocondri, complesso di Golgi, lisosomi,
perossisomi, citoscheletro (microfilamenti, microtubuli, filamenti intermedi).
STRUTTURA E FUNZIONE DEL GENE
Struttura del gene nei procarioti: organizzazione degli operoni.
Struttura del gene negli eucarioti: funzione di promotori, esoni ed introni.
DUPLICAZIONE DEL DNA
Modello della replicazione semiconservativa. Caratteristiche generali della duplicazione del DNA:
le DNA polimerasi, le topoisomerasi, la bolla di replicazione, i frammenti di Okazaki, “correzione
di bozze”. Replicazione nei batteri. La replicazione negli eucarioti: replicazione dei telomeri.
Meccanismi di riparazione del DNA.
TRASCRIZIONE E MATURAZIONE DEGLI RNA
Dogma della biologia molecolare. Struttura e funzione degli RNA di prima, seconda e terza classe.
Caratteristiche generali della trascrizione. Le RNA polimerasi. I fattori di trascrizione. La
trascrizione nei procarioti: inizio e terminazione della trascrizione.
La trascrizione negli eucarioti: assemblaggio del complesso di preinizio, termine della trascrizione.
Meccanismi di maturazione dell’mRNA: capping, coda di polyA, splicing.
SINTESI PROTEICA
Le proprietà del codice genetico. L’apparato di traduzione: struttura e funzione dei ribosomi e dei
tRNA. Inizio della traduzione. Allungamento. Terminazione.
MUTAZIONI
Significato funzionale, evolutivo e patologico delle mutazioni. Mutazioni spontanee ed indotte.
Mutazioni puntiformi e la loro classificazione. Mutazioni per espansione di triplette. Mutazioni cromosomiche. Aneuploidie.
GENETICA MENDELIANA
Gli esperimenti di Mendel. Le tre Leggi di Mendel. Teoria Cromosomica dell’Eredità. Esperimenti
di Morgan ed associazione tra geni. Concetti di Dominanza, Recessività, Dominanza Incompleta,
Codominanza, Penetranza, Espressività. Alberi Genealogici. Caratteri
autosomici dominanti, autosomici recessivi, legati all’X dominanti, legati all’X recessivi, legati
all’Y.
- CHIMICA E BIOCHIMICA
Elementi di Chimica generale, inorganica ed organica.
Biochimica ed implicazioni cliniche.
Testi di riferimento
- BIOLOGIA E GENETICA
De Leo e Coll, Biologia e Genetica, ultima edizione - Ed Edises
- CHIMICA E BIOCHIMICA
TESTI DI CHIMICA GENERALE, INORGANICA ED ORGANICA
1. Principi di Chimica generale e organica - E. Santaniello, M. Alberghina, M. Coletta, S. Marini – PICCIN
2. Chimica e Propedeutica Biochimica – Bettelheim, Brown, Campbell, Farrel – EdiSES
3. Chimica generale, Chimica organica, Propedeutica biochimica – K.J. Denniston, J.J. Topping, R.L. Caret – McGraw-Hill
4. Chimica e Biochimica (solo per la parte di chimica e propedeutica biochimica) – M. Bertoldi, D. Colombo, O. Marin, P. Palestini - EdiSES
TESTI DI BIOCHIMICA
5. Introduzione alla Biochimica di Lehninger – D.L. Nelson, M.M. Cox – ZANICHELLI
6. Biochimica medica – Siliprandi, Tettamanti – PICCIN
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. 8,9,10,11 Testo 2: cap. 1, 5 Testo 3: cap. 1,3,5 Testo 4: cap. 1 |
2 | * | Atomo e sue proprietà periodiche: configurazione elettronica | Testo 1: cap. 1,2,3 Testo 2: cap. 2 Testo 3: cap. 27 Testo 4: cap. 2-3 |
3 | * | Il legame chimico | Testo 1: cap. 4,5,6 Testo 2: cap. 3 Testo 3: cap. 3 Testo 4: cap. 4 |
4 | * | Reazioni chimiche | Testo 1: cap. 15,16,17 Testo 2: cap. 4,7 Testo 3: cap. 4,7,8 Testo 4: cap. 5 |
5 | Reazioni di ossidoriduzione | Testo 1: cap. 24 Testo 2: cap. 4 Testo 3: cap. 8 Testo 4: cap. 5 | |
6 | * | Le soluzioni; calcolo della concentrazione delle soluzioni | Testo 1: cap. 12,13,14 Testo 2: cap. 6 Testo 3: cap. 6 Testo 4: cap. 6 |
7 | * | Acidi e basi; il pH | Testo 1: cap. 18,19,20 Testo 2: cap. 8 Testo 3: cap. 8 Testo 4: cap. 7 |
8 | * | Sali | Testo 1: cap. 20 Testo 2: cap. 8 Testo 3: cap. 8 Testo 4: cap. 5 |
9 | * | Soluzioni tampone | Testo 1: cap. 22 Testo 2: cap. 8 Testo 3: cap. 8 Testo 4: cap. 7 |
10 | Ibridazioni | Testo 1: cap. 29 Testo 2: cap. 11 Testo 3: parti introduttive dei cap. 9-13 Testo 4: parti introduttive dei cap. 8-11 | |
11 | Alcani, cicloalcani; Alcheni, Cicloalcheni; Benzene. Struttura, aromaticità. Reazioni caratteristiche del benzene | Testo 1: cap. 26,27 Testo 2: cap. 12,13,14 Testo 3: cap. 9,10 Testo 4: cap. 9,12 (12.1, .2, .3) | |
12 | * | CHIRALITA’: configurazione di uno stereocentro. Stereoisomeria dei composti polifunzionali: la gliceraldeide | Testo 1: cap. 30 Testo 2: cap. 15 Testo 3: cap. 15 |
13 | * | Alcoli, Fenoli, Eteri, Tioli (cenni): strutture, nomi e proprietà. | Testo 1: cap. 29 Testo 2: cap. 17 Testo 3: cap. 11 Testo 4: cap. 10, 12 (12.2.1, -.2) |
14 | * | Ammine. Proprietà fisiche. Cenni sulle reazioni caratteristiche delle ammine. | Testo 1: cap.29 Testo 2: cap. 18 Testo 3: cap. 14 Testo 4: cap. 11 (11.6) |
15 | * | Aldeidi e Chetoni. Nomenclatura. Proprietà fisiche. Cenni sulle reazioni caratteristiche di aldeidi e chetoni. | Testo 1: cap. 29 Testo 2: cap. 19 Testo 3: cap. 12 Testo 4: cap. 11 (11.1-11.2) |
16 | Acidi carbossilici. Nomenclatura. Proprietà fisiche. Cenni sulle reazioni caratteristiche degli acidi carbossilici. Acidi grassi e saponi | Testo 1: cap. 29 Testo 2: cap: 20 Testo 3: cap. 13 Testo 4: cap. 11 (11.4) | |
17 | Alogenuri acilici, anidridi degli acidi carbossilici, esteri e amine, ammidi: cenni. | Testo 2: cap. 21 Testo 3: cap. 9 (9.5), cap. 13 (13.3.2-13.2), cap. 14 Testo 4: cap. 11 | |
18 | * | Carboidrati: monosaccaridi e strutture cicliche, di-, oligo- e polisaccaridi. Amido, cellulosa, glicogeno. | Testo 1: cap. 38, 39 Testo 2: cap. 22 Testo 3: cap. 15 Testo 4: cap. 13 |
19 | * | Lipidi. Nomenclarura. Trigliceridi, glicerofosfolipidi, sfingolipidi, glicolipidi, steroidi. Prostaglandine, trombossani, leucotrieni e loro implicazioni nell’infiammazione. | Testo 1: cap. 36,37 Testo 2: cap. 23 Testo 3: cap. 16 Testo 4: cap. 14 |
20 | * | LE PROTEINE. La struttura degli aminoacidi. Il legame peptidico. Organizzazione strutturale delle proteine. collagene, elastina, cheratina. Le immunoglobuline e le lipoproteine plasmatiche. | Testo 5: cap. 4 Testo 6: cap. 3, 4 |
21 | * | CROMOPROTEINE TRASPORTATRICI DI OSSIGENO La struttura dell’Eme. Inserimento dell’ossigeno. La Mioglobina: struttura e funzione. L’Emoglobina: struttura e funzione. Effetto Bohr. Emoglobine patologiche. | Testo 5: cap. 5 Testo 6: cap. 5 |
22 | * | LE PROTEINE PLASMATICHE L’elettroferogramma e densitometria delle bande elettroforetiche. L’albumina e le sue funzioni principali. Le principali proteine plasmatiche: gamma-globuline; le lipoproteine plasmatiche. Cenni sulla cascata di coagulazione | Testo 6: cap. 25 |
23 | * | 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. Eq.ne di Michaelis-Menten, Km. Isoenzimi. Enzini nella diagnostica. Regolazione enzimatica. | Testo 5: cap. 6 Testo 6: cap. 7 |
24 | * | 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 5: cap. 7, 12, 14 , 15, 16, 19 (parti curate a lezione) Testo 6: cap. 7, 19 (I) |
25 | * | IL METABOLISMO LIPIDICO. Ossidazione e Sintesi degli acidi grassi e regolazioni reciproche. I corpi chetonici e la loro utilizzazione energetica. | Testo 5: cap. 10, 17 e 21 (solo 21.1) Testo 6: cap. 2 e 12 |
26 | * | 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 5: cap. 18 Testo 6: cap. 13 (parti curate a lezione) |
27 | * | LE VITAMINE e le loro implicazioni metaboliche e nella patologia. | Testo 6: cap. 8 |
N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame.
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
- BIOLOGIA E GENETICA
Esame scritto (3 domande a risposta aperta), superato il quale si procederà ad un esame orale
- CHIMICA E BIOCHIMICA
Scritto e Orale, contestualmente alla prova di Biologia e Genetica.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
- BIOLOGIA E GENETICA
Ruolo dei lisosomi
struttura e funzione della membrana plasmatica
L'inizio della trascrizione negli Eucarioti
Ruolo dei frammenti di Okazaki
La classificazione delle mutazioni
Le aneuploidie
- CHIMICA E BIOCHIMICA
1 Gli enzimi della citolisi nella diagnosi dell’infarto
2 Regolazioni reciproche di glicogenolisi e glicogenolisi
3 Significato clinico-diagnostico delle Transaminasi