Biochimica e microbiologia ambientale
A.A. 2023/2024
Obiettivi formativi
Il corso ha l'obiettivo di formare lo studente sulla struttura, funzione e interazione delle biomolecole, con particolare riferimento: i) ai processi metabolici e ai loro meccanismi di regolazione; ii) ai meccanismi di traduzione delle informazioni, dalle molecole informazionali alle funzioni cellulari; iii) modalità di degradazione delle molecole complesse e generazione di energia.
Risultati apprendimento attesi
Alla fine del corso lo studente conoscerà: i) le basi generali della biochimica batterica che serviranno a comprendere concetti relativi ai meccanismi cellulari di livello superiore, ii) i principi relativi all'ingegnerizzazione di microorganismi a fini industriali o di biorisanamento, ii) i principi relativi alle simbiosi e le interazioni fra organismi.
Il corso permetterà allo studente di acquisire competenze relative a svariate metodologie e strumentazioni di base per l'analisi biochimica relativamente alle tecniche biochimiche per il monitoraggio degli inquinanti ambientali, della produzione di energia e del biorisanamento.
Il corso permetterà allo studente di acquisire competenze relative a svariate metodologie e strumentazioni di base per l'analisi biochimica relativamente alle tecniche biochimiche per il monitoraggio degli inquinanti ambientali, della produzione di energia e del biorisanamento.
Periodo: Secondo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Programma
Alla fine del corso di Biochimica, lo studente sarà in grado di descrivere:
- Le quattro classi di biomolecole che compongono la cellula (acidi nucleici, proteine, carboidrati e lipidi) e descrivere le loro caratteristiche strutturali e funzionali.
- le interazioni principali tra le biomolecole, bioenergetica i concetti acido-base e di pH.
- come sono organizzate le proteine a livello strutturale.
- gli enzimi e le loro proprietà e alcuni meccanismi di catalisi adottati da essi e capire come viene regolato la loro attività (inibizione, attivazione ecc.).
- i glucidi e il metabolismo glucidico (respirazione ossidativa), e i processi di fermentazione.
- come il metabolismo dei lipidi e degli amminoacidi si collega con il ciclo di Krebs
- La fotosintesi
- Tecniche di biochimica per lo studio del DNA e delle proteine.
Quando possibile, tutti gli argomenti saranno collegati agli aspetti ambientali.
Alla fine del corso di microbiologia ambientale, lo studente sarà in grado di descrivere:
- La struttura e fisiologia delle cellule procariote:
- La membrana e la parete cellulare
- DNA batterico: genoma, plasmidi e trasferimento orizzontale
- la trascrizione ed esempi di meccanismo del controllo dell'espressione genica (regolazione da sostanze nutritive, quorum sensing)
- I microrganismi nell'ambiente:
· I biofilm batterici
· Metabolismo energetico e cenni di cicli biogeochimici
· Tassonomia molecolare, cenni di Next Generation Sequencing (NGS) e metagenomica per lo studio di comunità microbiche nell'ambiente.
· Interazioni tra microrganismi, piante e animali: simbiosi
· Esempi di microbiologia applicata all'ambiente: bioremediation
- Le quattro classi di biomolecole che compongono la cellula (acidi nucleici, proteine, carboidrati e lipidi) e descrivere le loro caratteristiche strutturali e funzionali.
- le interazioni principali tra le biomolecole, bioenergetica i concetti acido-base e di pH.
- come sono organizzate le proteine a livello strutturale.
- gli enzimi e le loro proprietà e alcuni meccanismi di catalisi adottati da essi e capire come viene regolato la loro attività (inibizione, attivazione ecc.).
- i glucidi e il metabolismo glucidico (respirazione ossidativa), e i processi di fermentazione.
- come il metabolismo dei lipidi e degli amminoacidi si collega con il ciclo di Krebs
- La fotosintesi
- Tecniche di biochimica per lo studio del DNA e delle proteine.
Quando possibile, tutti gli argomenti saranno collegati agli aspetti ambientali.
Alla fine del corso di microbiologia ambientale, lo studente sarà in grado di descrivere:
- La struttura e fisiologia delle cellule procariote:
- La membrana e la parete cellulare
- DNA batterico: genoma, plasmidi e trasferimento orizzontale
- la trascrizione ed esempi di meccanismo del controllo dell'espressione genica (regolazione da sostanze nutritive, quorum sensing)
- I microrganismi nell'ambiente:
· I biofilm batterici
· Metabolismo energetico e cenni di cicli biogeochimici
· Tassonomia molecolare, cenni di Next Generation Sequencing (NGS) e metagenomica per lo studio di comunità microbiche nell'ambiente.
· Interazioni tra microrganismi, piante e animali: simbiosi
· Esempi di microbiologia applicata all'ambiente: bioremediation
Prerequisiti
Nessuno
Metodi didattici
Le lezioni saranno erogate in presenza e la partecipazione degli studenti è fortemente consigliata per facilitare una partecipazione attiva alle discussioni. Le lezioni di biochimica saranno affiancate da quiz facoltativi a risposta multipla per ogni lezione (eseguibile online sulla piattaforma di Microsoft Teams) e animazioni utili per lo studio. Tutti i materiali saranno resi disponibili sul sito Ariel del corso.
Materiale di riferimento
La preparazione per l'esame non richiede un libro specifico. Gli immagini utilizzati nella lezione sono stati presi dai seguenti volumi ridotti:
- Principi di biochimica (Editore Zanichelli). Autori: Donald Voet, Judith G. Voet e Charlotte W. Pratt.
- I principi di biochimica di Lehninger (Editore Zanichelli). Autori: Davide L. Nelson e Michael M. Cox.
-Biochimica: Molecole e metabolismo (Editore Pearson). Autori: Dean R. Appling, Spencer J. Anthony-Cahill and Christopher K. Matthews
La preparazione dell'esame della parte di microbiologia ambientale non richiede un libro specifico e gli articoli scientifici su cui è basato il corso verranno resi disponibili alla fine di ogni lezione. Tuttavia, come riferimento può essere utilizzato il testo:
- Biologia dei microrganismi (Casa Editrice Ambrosiana). Autori: Gianni Dehò e Enrica Galli
- Principi di biochimica (Editore Zanichelli). Autori: Donald Voet, Judith G. Voet e Charlotte W. Pratt.
- I principi di biochimica di Lehninger (Editore Zanichelli). Autori: Davide L. Nelson e Michael M. Cox.
-Biochimica: Molecole e metabolismo (Editore Pearson). Autori: Dean R. Appling, Spencer J. Anthony-Cahill and Christopher K. Matthews
La preparazione dell'esame della parte di microbiologia ambientale non richiede un libro specifico e gli articoli scientifici su cui è basato il corso verranno resi disponibili alla fine di ogni lezione. Tuttavia, come riferimento può essere utilizzato il testo:
- Biologia dei microrganismi (Casa Editrice Ambrosiana). Autori: Gianni Dehò e Enrica Galli
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame finale verrà svolto in forma scritta ed ogni parte del corso (biochimica e microbiologia ambientale) contribuisce in modo eguale al voto finale. Le due parti possono essere sostenuti in due sessioni d'esame diverse. La parte biochimica prevede domande a risposta multipla per valutare la comprensione globale degli argomenti trattati nel corso, e due domande aperte per valutare una conoscenza più approfondita di argomenti di particolare rilevanza per il corso. La parte di microbiologia ambientale si svolgerà con modalità analoga.
Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
Su richiesta
Torre 5B, Dip. Bioscienze, Via celoria 26, 20133
Ricevimento:
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