CHIMICA E BIOCHIMICA BIOLOGIA E GENETICA - canale 1

Anno accademico 2016/2017 - 1° anno
Docenti Crediti: 5
SSD
  • BIO/13 - Biologia applicata
  • BIO/10 - Biochimica
Organizzazione didattica: 125 ore d'impegno totale, 90 di studio individuale, 35 di lezione frontale
Semestre:
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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
 *ArgomentiRiferimenti testi
1 BASI CHIMICHE E ORGANIZZAZIONE MOLECOLARE DELLA VITADe Leo e Coll - Cap 1 
2*LE BASI DELL’ORGANIZZAZIONE BIOLOGICA E STRUTTURA DELLA CELLULADe Leo e Coll - Cap 2 
3*STRUTTURA E FUNZIONE DEL GENEDe Leo e Coll - Cap 4 + slides 
4*DUPLICAZIONE DEL DNADe Leo e Coll - Cap 4 + slides 
5*TRASCRIZIONE E MATURAZIONE DEGLI RNADe Leo e Coll - Cap 4 + slides 
6*SINTESI PROTEICADe Leo e Coll - Cap 4 + slides 
7*MUTAZIONIDe Leo e Coll - Cap 10 
8*GENETICA MENDELIANADe Leo e Coll - Cap 11 
CHIMICA E BIOCHIMICA
 *ArgomentiRiferimenti testi
1*Struttura della materia e Sistemi di misuraTesto 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 elettronicaTesto 1: cap. 1,2,3 Testo 2: cap. 2 Testo 3: cap. 27 Testo 4: cap. 2-3 
3*Il legame chimicoTesto 1: cap. 4,5,6 Testo 2: cap. 3 Testo 3: cap. 3 Testo 4: cap. 4 
4*Reazioni chimicheTesto 1: cap. 15,16,17 Testo 2: cap. 4,7 Testo 3: cap. 4,7,8 Testo 4: cap. 5 
5 Reazioni di ossidoriduzioneTesto 1: cap. 24 Testo 2: cap. 4 Testo 3: cap. 8 Testo 4: cap. 5 
6*Le soluzioni; calcolo della concentrazione delle soluzioniTesto 1: cap. 12,13,14 Testo 2: cap. 6 Testo 3: cap. 6 Testo 4: cap. 6 
7*Acidi e basi; il pHTesto 1: cap. 18,19,20 Testo 2: cap. 8 Testo 3: cap. 8 Testo 4: cap. 7 
8*SaliTesto 1: cap. 20 Testo 2: cap. 8 Testo 3: cap. 8 Testo 4: cap. 5 
9*Soluzioni tamponeTesto 1: cap. 22 Testo 2: cap. 8 Testo 3: cap. 8 Testo 4: cap. 7 
10 IbridazioniTesto 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 benzeneTesto 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 gliceraldeideTesto 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 saponiTesto 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 coagulazioneTesto 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 
* Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame.

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