Biochimica e biologia molecolare

A.A. 2015/2016
Insegnamento per
9
Crediti massimi
88
Ore totali
SSD
BIO/10
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Gli obiettivi del corso sono: (1) fornire le conoscenze necessarie alla comprensione della struttura e della funzione delle principali biomolecole costituenti gli organismi viventi; (2) descrivere i principali processi biologici presenti nelle cellule animali, con particolare riferimento a quelli coinvolti nel metabolismo delle molecole di origine alimentare; (3) fornire conoscenze necessarie alla comprensione del ruolo e della funzione delle macromolecole informazionali e delle principali metodologie di base inerenti la tecnologia del DNA ricombinante; (4) fornire le nozioni teorico-pratiche necessarie per la esecuzione pratica di semplici saggi colorimetrici.

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
Responsabile
Moduli o unità didattiche
Modulo: Biochimica metabolica
BIO/10 - BIOCHIMICA - CFU: 3
Esercitazioni: 16 ore
Lezioni: 16 ore
Docente: Negri Armando
Turni:
Docente: Negri Armando
Attività esercitative ripetute a gruppi di studenti
Docente: Negri Armando

Modulo: Biochimica strutturale
BIO/10 - BIOCHIMICA - CFU: 3
Lezioni: 24 ore
Docente: Negri Armando

Modulo: Propedeutica biochimica
BIO/10 - BIOCHIMICA - CFU: 3
Esercitazioni: 16 ore
Lezioni: 16 ore
Docente: Negri Armando

STUDENTI FREQUENTANTI
Prerequisiti e modalità di esame
Esame scritto a domande aperte
Modulo: Propedeutica biochimica
Programma
Didattica frontale (16 ore):

Nomenclatura e principali reazioni di interesse biochimico delle seguenti classi di composti (4 ore): Alcani , alcheni , alcooli, tioalcoli, ammine, aldeidi,chetoni. Acidi carbossilici e loro derivati (esteri, tioesteri, anidridi ed ammidi). Esteri ed anidridi miste con ossiacidi inorganici

Generalità su alcuni concetti fondamentali di chimica organica (2 ore):
Stereochimica, mesomeria, conformazioni del cicloesano: assiale ed equatoriale. Stereoisomeria geometrica: convenzione cis/trans; Stereoisomeria ottica: carbonio chirale e configurazione relativa

Propedeutica biochimica: Carboidrati (3 ore)
Aldosi e chetosi. Significato di serie D ed L. glucosio: proiezione di Fisher, formula di Haworth, struttura conformazionale. Anomeri. Epimeri ( galattosio). Legami O- ed N-glicosidici. Disaccaridi e polisaccaridi: lattosio, amilosio ed amilopectina; cellobiosio e cellulosa.

Propedeutica biochimica: Amminoacidi e proteine (3 ore)
Amminoacidi proteici e non-proteici. Proprietà degli amminoacidi liberi. Classificazione degli amminoacidi proteici in base alle caratteristiche della catena laterale. Amminoacidi essenziali e non essenziali. Legame peptidico, peptidi e polipeptidi. Proteine e caratteristiche generali. Concetti di composizione amminoacidica di una proteina e contenuto amminoacidico di un alimento

Propedeutica biochimica: Lipidi (2 ore)
Acidi grassi saturi ed insaturi. Triacilgliceroli, fosfogliceridi. Colesterolo. Idrofobicità, molecole antipatiche, tensioattivi

Propedeutica biochimica: Nucleotidi (2 ore)
Basi pirimidiniche e puriniche. Nucleosidi. Mono- e poli-nucleotidi. Nucleotidi non costituenti degli acidi nucleici

Esercitazioni (16 ore)
- Esercizi su nomenclatura organica e principali reazioni di chimica organica di interesse biochimico (6 ore)
- Esercizi su numero di ossidazione del carbonio nei composti organici (3 ore)
- Stereochimica mediante l'uso di modelli molecolari (3 ore)
- Seminario: struttura tridimensionale delle proteine in relazione alla loro attività biologica (4 ore) Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine e loro effetto sulla loro funzionalità biologica.
Materiale didattico e bibliografia
Testi consigliati:
Per gli argomenti di Chimica Organica fare riferimento al seguente testo:

Fondamenti di Chimica Organica - J. McMurry, 2005, Zanichelli, Bologna

Per la parte di Propedeutica Biochimica fare riferimento a uno dei seguenti testi (utilizzati anche per i moduli di Biochimica Strutturale e Biochimica Metabolica):

Nelson/Cox: INTRODUZIONE ALLA BIOCHIMICA DI LEHNINGER (Zanichelli)
Campbell/Farrell: BIOCHIMICA (EdiSES)
Champe/Harvey/Ferrel: LE BASI DELLA BIOCHIMICA (Zanichelli)

Il materiale didattico è integrato da diapositive fornite dal docnte
Modulo: Biochimica strutturale
Programma
Didattica frontale

Membrane biologiche e trasporto di membrana (2 ore)
Collagene (1 ora)
Mioglobina ed emoglobina (2 ore)
Enzimi (2 ore)
Acidi nucleici e loro funzione biologica. Codice genetico. Meccanismi di replicazione del DNA, trascrizione e traduzione (9 ore)

Esercitazioni e seminari

Seminario: meccanismi molecolari di adattamento (effetto del 2,3-bisfosfoglicerato sulla affinità della emoglobina per l'ossigeno) (1 ora)
Seminario: i meccanismi di regolazione enzimatica. Zimogeni (3 ore)
Seminario: principi di specifiche metodologie biochimiche utilizzate per il dosaggio di metaboliti ed enzimi (1 ora)
Esercitazioni tenute in laboratorio didattico: dosaggio colorimetrico di enzimi e di metaboliti mediante utilizzando enzimi, dosaggio del contenuto proteico di un campione, digestione di lipidi del latte mediante lipasi. (6 ore)
Seminario: basi molecolari stress ossidativo (1 ora)
Seminario: clonaggio e sovraespressione delle proteine ricombinanti (2 ore)
Seminario: controllo dell'espressione genica e proteomica (2 ore)
Materiale didattico e bibliografia
Testi consigliati
(scegliere uno dei seguenti libri)
Nelson/Cox: INTRODUZIONE ALLA BIOCHIMICA DI LEHNINGER (Zanichelli)
Campbell/Farrell: BIOCHIMICA (EdiSES)
Champe/Harvey/Ferrel: LE BASI DELLA BIOCHIMICA (Zanichelli)

Il materiale didattico è integrato da diapositive fornite dal docnte
Modulo: Biochimica metabolica
Programma
Meccanismi molecolari della digestione, assorbimento e trasporto delle principali classi di molecole di rilevanza nutrizionale (2 ore)
Generalità sul metabolismo e bioenergetica (1 ora)
Metabolismo dei carboidrati : glicolisi, via dei pentoso fosftati, glicogeno, gluconeogenesi, sintesi del lattosio (7 ore)
Metabolismo degli acidi grassi e dei corpi chetonici. Cenni sul metabolismo del colesterolo (4 ore)
Ciclo di Krebs e fosforilazione ossidativa (4 ore)
Metabolismo di amminoacidi: vie comuni del catabolismo e della biosintesi degli amminoacidi, metabolismo dell'ammoniaca e ciclo dell'urea. Generalità sulla biosintesi degli amminoacidi (3 ore)
Generalità sul metabolismo dei nucleotidi purinici e pirimidinici (1 ora)
Integrazione del metabolismo e compartimentazione metabolica. Regolatori intra ed extra cellulari del metabolismo (1 ora)
Vitamine idrosolubili e liposolubili (1 ora)
Materiale didattico e bibliografia
Testi consigliati (scegliere uno dei testi indicati):
Nelson/Cox: INTRODUZIONE ALLA BIOCHIMICA DI LEHNINGER (Zanichelli)
Campbell/Farrell: BIOCHIMICA (EdiSES)
Champe/Harvey/Ferrel: LE BASI DELLA BIOCHIMICA (Zanichelli)

Il materiale didattico è integrato da diapositive fornite dal docnte
STUDENTI NON FREQUENTANTI
Prerequisiti e modalità di esame
Esame scritto a domande aperte
Modulo: Propedeutica biochimica
Programma
Didattica frontale (16 ore):

Nomenclatura e principali reazioni di interesse biochimico delle seguenti classi di composti (4 ore): Alcani , alcheni , alcooli, tioalcoli, ammine, aldeidi,chetoni. Acidi carbossilici e loro derivati (esteri, tioesteri, anidridi ed ammidi). Esteri ed anidridi miste con ossiacidi inorganici

Generalità su alcuni concetti fondamentali di chimica organica (2 ore):
Stereochimica, mesomeria, conformazioni del cicloesano: assiale ed equatoriale. Stereoisomeria geometrica: convenzione cis/trans; Stereoisomeria ottica: carbonio chirale e configurazione relativa

Propedeutica biochimica: Carboidrati (3 ore)
Aldosi e chetosi. Significato di serie D ed L. glucosio: proiezione di Fisher, formula di Haworth, struttura conformazionale. Anomeri. Epimeri ( galattosio). Legami O- ed N-glicosidici. Disaccaridi e polisaccaridi: lattosio, amilosio ed amilopectina; cellobiosio e cellulosa.

Propedeutica biochimica: Amminoacidi e proteine (3 ore)
Amminoacidi proteici e non-proteici. Proprietà degli amminoacidi liberi. Classificazione degli amminoacidi proteici in base alle caratteristiche della catena laterale. Amminoacidi essenziali e non essenziali. Legame peptidico, peptidi e polipeptidi. Proteine e caratteristiche generali. Concetti di composizione amminoacidica di una proteina e contenuto amminoacidico di un alimento

Propedeutica biochimica: Lipidi (2 ore)
Acidi grassi saturi ed insaturi. Triacilgliceroli, fosfogliceridi. Colesterolo. Idrofobicità, molecole antipatiche, tensioattivi

Propedeutica biochimica: Nucleotidi (2 ore)
Basi pirimidiniche e puriniche. Nucleosidi. Mono- e poli-nucleotidi. Nucleotidi non costituenti degli acidi nucleici

Esercitazioni (16 ore)
- Esercizi su nomenclatura organica e principali reazioni di chimica organica di interesse biochimico (6 ore)
- Esercizi su numero di ossidazione del carbonio nei composti organici (3 ore)
- Stereochimica mediante l'uso di modelli molecolari (3 ore)
- Seminario: struttura tridimensionale delle proteine in relazione alla loro attività biologica (4 ore) Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine e loro effetto sulla loro funzionalità biologica.
Materiale didattico e bibliografia
Testi consigliati:
Per gli argomenti di Chimica Organica fare riferimento al seguente testo:

Fondamenti di Chimica Organica - J. McMurry, 2005, Zanichelli, Bologna

Per la parte di Propedeutica Biochimica fare riferimento a uno dei seguenti testi (utilizzati anche per i moduli di Biochimica Strutturale e Biochimica Metabolica):

Nelson/Cox: INTRODUZIONE ALLA BIOCHIMICA DI LEHNINGER (Zanichelli)
Campbell/Farrell: BIOCHIMICA (EdiSES)
Champe/Harvey/Ferrel: LE BASI DELLA BIOCHIMICA (Zanichelli)

Il materiale didattico è integrato da diapositive fornite dal docnte
Modulo: Biochimica strutturale
Programma
Didattica frontale

Membrane biologiche e trasporto di membrana (2 ore)
Collagene (1 ora)
Mioglobina ed emoglobina (2 ore)
Enzimi (2 ore)
Acidi nucleici e loro funzione biologica. Codice genetico. Meccanismi di replicazione del DNA, trascrizione e traduzione (9 ore)

Esercitazioni e seminari

Seminario: meccanismi molecolari di adattamento (effetto del 2,3-bisfosfoglicerato sulla affinità della emoglobina per l'ossigeno) (1 ora)
Seminario: i meccanismi di regolazione enzimatica. Zimogeni (3 ore)
Seminario: principi di specifiche metodologie biochimiche utilizzate per il dosaggio di metaboliti ed enzimi (1 ora)
Esercitazioni tenute in laboratorio didattico: dosaggio colorimetrico di enzimi e di metaboliti mediante utilizzando enzimi, dosaggio del contenuto proteico di un campione, digestione di lipidi del latte mediante lipasi. (6 ore)
Seminario: basi molecolari stress ossidativo (1 ora)
Seminario: clonaggio e sovraespressione delle proteine ricombinanti (2 ore)
Seminario: controllo dell'espressione genica e proteomica (2 ore)
Materiale didattico e bibliografia
Testi consigliati
(scegliere uno dei seguenti libri)
Nelson/Cox: INTRODUZIONE ALLA BIOCHIMICA DI LEHNINGER (Zanichelli)
Campbell/Farrell: BIOCHIMICA (EdiSES)
Champe/Harvey/Ferrel: LE BASI DELLA BIOCHIMICA (Zanichelli)

Il materiale didattico è integrato da diapositive fornite dal docnte
Modulo: Biochimica metabolica
Programma
Meccanismi molecolari della digestione, assorbimento e trasporto delle principali classi di molecole di rilevanza nutrizionale (2 ore)
Generalità sul metabolismo e bioenergetica (1 ora)
Metabolismo dei carboidrati : glicolisi, via dei pentoso fosftati, glicogeno, gluconeogenesi, sintesi del lattosio (7 ore)
Metabolismo degli acidi grassi e dei corpi chetonici. Cenni sul metabolismo del colesterolo (4 ore)
Ciclo di Krebs e fosforilazione ossidativa (4 ore)
Metabolismo di amminoacidi: vie comuni del catabolismo e della biosintesi degli amminoacidi, metabolismo dell'ammoniaca e ciclo dell'urea. Generalità sulla biosintesi degli amminoacidi (3 ore)
Generalità sul metabolismo dei nucleotidi purinici e pirimidinici (1 ora)
Integrazione del metabolismo e compartimentazione metabolica. Regolatori intra ed extra cellulari del metabolismo (1 ora)
Vitamine idrosolubili e liposolubili (1 ora)
Materiale didattico e bibliografia
Testi consigliati (scegliere uno dei testi indicati):
Nelson/Cox: INTRODUZIONE ALLA BIOCHIMICA DI LEHNINGER (Zanichelli)
Campbell/Farrell: BIOCHIMICA (EdiSES)
Champe/Harvey/Ferrel: LE BASI DELLA BIOCHIMICA (Zanichelli)

Il materiale didattico è integrato da diapositive fornite dal docnte
Periodo
Secondo semestre
Periodo
Secondo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Docente/i
Ricevimento:
Mercoledi dalle 12.00 alle 13.30