Basi molecolari della vita_(2 anno)

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
Responsabile
Moduli o unità didattiche
Biochimica
BIO/10 - BIOCHIMICA - CFU: 4
Lezioni: 48 ore
Docente: Samaja Michele

Biologia molecolare
BIO/11 - BIOLOGIA MOLECOLARE - CFU: 3
Lezioni: 36 ore

Prerequisiti e modalità di esame
Modalità di erogazione del corso di insegnamento:
Lezioni frontali.
Modalità di svolgimento dell'esame di profitto:
La verifica di BMV3 avverrà al termine del Corso e consisterà in una prova al computer (multiple choice questions) secondo le modalità che verranno comunicate in seguito.
Biochimica
Programma
Programma del modulo:
SANGUE E PLASMA
COMPOSIZIONE DEL SANGUE. Necessità degli anticoagulanti; Eritrociti ed ematocrito; Siero e plasma; Fattori primari e secondari dell'omeostasi delle proteine del plasma.
MIOGLOBINA ED EMOGLOBINA NEL TRASPORTO DELL'OSSIGENO. Struttura e funzione dell'eme; Metaemoglobina; Differenze spettrofotometriche fra ossi- e deossi-globine; Struttura di mioglobina ed emoglobina, curva di equilibrio per l'ossigeno e P50; Allosterismo nelI'emoglobina; Meccanismi molecolari durante la transizione deossi-ossi emoglobina; Effettori allosterici; Effetto Bohr; Anidride carbonica e 2,3-difosfoglicerato; Monossido e biossido di carbonio; Forme in cui CO2 si presenta nel sangue.
GENETICA DELL'EMOGLOB!NA. Varianti; Selezione naturale e conservazione; Patologia molecolare di emoglobina; Emoglobina S e resistenza alla malaria; Emoglobina fetale e 2,3-DPG; Talassemie.
ASPETTI CLINICI. Parametri ematici primari e derivati; Emoglobina glicata; Ruolo dell'ossido nitrico; Cenni sui trasportatori artificiali di ossigeno.
PRESSIONE ONCOTICA. Pressione osmotica e oncotica o colloidale; Regolazione della distribuzione dei liquidi e genesi dell'edema tissutale.
SIGNIFICATO CLINICO DELLE PROTEINE DEL PLASMA. Albumina; Proteine di trasporto di ioni metallici; a1-antItripsina; Aptoglobina e destino degli eritrociti; Acute phase proteins;
Elettroforesi delle proteine; Spettrofotometria e dosaggi enzimatici; Isoenzimi; Significato delle loro alterazioni.
IMMUNOGLOBULINE. Componenti molecolari e cellulari del sistema immunitario e meccanismi delle risposte immunitarie; Teoria della selezione clonale, versatilità, specificità e memoria delle risposte immunitarie; Struttura delle immunoglobuline e relazioni struttura-funzione; Classi di immunoglobuline; Generazione della diversità delle immunoglobuline.
COAGULAZIONE. Caratteristiche principali dei sistemi intrinseco ed estrinseco di attivazione del fattore X; Meccanismi di attivazione della trombina e ruolo della vitamina K; Attivazione della fibrina; Controllo della coagulazione e dell'aggregazione piastrinica.
GLICOPROTEINE E MATRICE EXTRACELLULARE
FUNZIONI E STRUTTURA. N- e O-glicoproteine; Sequon; Tipi di glicoproteine N-glicosilate; Biosintesi delle glicoprotelne e via secretoria; Biosintesi del polisaccaride; Processamento e degradazione delle glicoproteine; Malattie e disfunzioni metaboliche imputabili alle glicoproteine; Sistema ABO degli eritrociti.
PROTEOGLICANI. Classi di glucosilaminoglicani; Struttura dei proteoglicani; Principali tipi di proteoglicani; Funzioni e fisiopatologia dei proteoglicani; Differenze fra glicoproteine e proteoglicani.
COLLAGENE. Ultrastruttura delle fibrille; Struttura molecolare dei tipi di collagene; Legami intra- e inter-molecolari; Composizione in aminoacidi; Modificazioni post-translazionali di alcuni aminoacidi; Carboidrati; Biosintesi del collagene; Patologie principali del collagene.
PROTEINE NON-COLLAGENE DELLA MATRICE EXTRACELLULARE. Elastina e patologie principali; Fibronectina, ruolo delle isoforme; Laminina.
ORMONI E COMUNICAZIONE INTRACELLULARE
TRASDUZIONE DEL SEGNALE. Proteina G e recettori beta adrenergici; Secondi messaggeri; cAMP; Fosfatidil inositolo difosfato; Fosfolipasi A2; Prostaglandine e leucotrieni; Trasduzione del segnale per ormoni steroidei e tiroidei.
ORMONI. Classificazione funzionale degli ormoni; Interazioni ormone-recettore; Agonisti e antagonisti; Cascate ormonali da stimoti neuro-sensoriali; Ormoni ipofisari e ipotalamici; Asse ipotalamo-ipofisi-tiroide; Asse ipotaIamo-ipofisi-surrenali e ormoni della corteccia surrenalica; Glucocorticoidi, mineralocorticoidi e androgeni; Biosintesi e secrezione degli ormoni steroidei; Asse ipotalamo-ipofisi-gonadi; Asse dell'ormone della crescita; Asse della prolattina; Catecolamine; Ormoni pancreatici.
CALCIO. Distribuzione nell'organismo e flussi del calcio; Ormone paratiroideo, calcitonina e vitamina D; Il rimodellamento osseo; Osteoblasti e crescita ossea; Osteoclasti e demineralizzazione; Osteoporosi, osteomalacia e rachitismo.
ACQUA ED ELETTROLITI
DISTRIBUZIONE DI ACQUA, CATIONI E ANIONI. Distribuzione dell'acqua nell'organismo; Anion Gap; Cationi e anioni; Bilancio dell'acqua.
BIOCHIMICA DEL RENE. Funzioni principali del rene; Il nefrone, unità funzionale del rene; Struttura del glomerulo renale; Meccanismo della filtrazione glomerulare; Composizione e tonicità del filtrato glomerulare; Diffusione di acqua, proteine, glucosio, creatinina, aminoacidi e altri ioni; Meccanismo del riassorbimento di Na e di altri componenti; Misura della clearance; Potassio; Renina-angiotensina; ACE inibitori; Aldosterone; Vasopressina; Aquaporine; Link fra metabolismo di acqua e Na, esempio della risposta alla disidratazione; Peptite natriuretico atriale.
SISTEMI ACIDO-BASE E LORO REGOLAZIONE. Richiami acido-base, sistemi tampone; Forza del tampone; Difese dell'organismo contro CO2 e H+; Sistemi tampone del sangue; Sistema CO2-bicarbonato; Reazione di idratazione della CO2; Equazione di Henderson-Hasselbalch; Trasporto di CO2 nei sangue.
COMPENSAZIONI ACIDO-BASE. Diagramma pH-bicarbonati; Misure che danno informazioni sullo stato-base nel feto; Genesi delle principali patologie acido/base; Meccanismi dl compensazione delle patologie acido-base, renali e respiratorie; Controllo renale e secrezione di H+; Tamponi dalle urine.
RADICALI LIBERI E STRESS OSSIDATIVO
Chimica e meccanismo di propagazione; Ossigeno e Reactive Oxygen Species; Reazioni biologiche che generano radicali liberi; Radicali liberi centrati su C; Radicali liberi centrali su metalli; Ossido nitrico; Effetti biologici e sito-specifici dei radicali liberi; Sistemi di scavenging.
IL MUSCOLO
STRUTTURA E ULTRASTRUTTURA. Differenze morfologiche fra muscoli scheletrici, cardiaci e lisci; Sliding filament model; Rapporto fra tensione sviluppata e cross-bridges; Proteine dei filamenti sottili e spessi; Miosina; Actina; Polimerazione di actina e treadmilling; Tropomiosina e troponina; Interazione actina-miosina; Conformazione della troponina.
RUOLO DI Ca++. Meccanismi di ingresso del Ca++; Reticolo sarcoplasmico; Recettori sensibili alla diidropiridina e alla rianodina; Ca-antagonisti e blocco dei canali del Na.
VARI TIPI DI MUSCOLO. Principi di bioenergetica; Fibre rosse e bianche; Muscolo scheletrico e cardiaco; Ruolo di fosfocreatina e adenilato chinasi; Contrazione del muscolo liscio.
UNITÀ CONTRATTILI NON MUSCOLARI. Altri ruoli dell'actina; Alfa-actinina; Titina e nebulina; Distrofina.
BIOCHIMICA DELLA RESPIRAZIONE
La funzione respiratoria, L'alveolo, Trasporto di O2 e CO2, Ossido nitrico, Monossido di carbonio, Endotelio, Membrana basale, Epitelio polmonare e cellule alveolari, Difesa contro le infezioni
SISTEMA NERVOSO
IL TESSUTO NERVOSO. Principi metabolici e morfologia; Caratteristiche principali dei neuroni; Sinapsi elettriche e chimiche; Ruolo di Na+/K+ ATPasi; Canali ionici, depolarizzazione della membrana e potenziale di azione
SINAPSI CHIMICHE E NEUROTRASMETTTORI. Vescicole sinaptiche; Modalità di trasmissione neuronale; Glutammato; GABA; Catecolamine, adrenalina e noradrenalina; Dopamina; Serotonina o idrossltriptamina; Acetilcolina e cenni sugli altri neurotrasmettitori; Trasmissione neuromuscolare.
MECCANISMO DELLA VISIONE. Morfologia di retina e bastoncelli; Rodopsina; Vitamina A o retinale; lsomerizzazione del retinale; Meccanismi dell'effetto sull'ingresso di Na+ e iperpolarizzazione; Visione a colori e ruolo dei coni. Retina e utilizzo del glucosio; Cristallino e omeostasi delle proteine; Cataratta senile e diabetica.
Materiale didattico e bibliografia
Bibliografia:
J.W.Baynes, M.H.Dominiczak, Biochimica per le discipline biomediche, 2° edizione, Casa Editrice Ambrosiana.
· T.M.Devlin, Biochimica, Seconda Edizione Italiana sulla Terza Edizione Americana, Gnocchi.
· P.Champe, R.A.Harvey, D.R.Ferrier, Le basi della biochimica, Zanichelli.
· D.L.Nelson, M.M.Cox, I principi di biochimica, 4° edizione, Zanichelli.
Biologia molecolare
Programma
Programma del modulo:
Introduzione alla biologia e medicina molecolare dei sistemi
· Strategie "top down e bottom up" per la decifrazione di meccanismi molecolari normali e patogenetici.
· Omics: Genomica, epigenomica, proteomica.
· Resistenza a segnali fisiologici che integrano funzioni (epi) genomiche e non-genomiche in modo spazio-temporale.
· Base molecolare dei ritmi circadiani: normalità e malattia.
· Medicina di precisione per terapie personalizzate.
Materiale didattico e bibliografia
Bibliografia:
Reviews e research articles in lingua inglese reperibili su PubMed.
Periodo
Primo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Docente/i
Ricevimento:
previo appuntamento da concordare via e-mail
Ospedale San Paolo Via di Rudinì 8, sesto piano Blocco C
Ricevimento:
previo appuntamento da concordare via e-mail
Ricevimento:
Lunedi h 16.00-17.00
Laboratorio di Biochimica, 9° piano, blocco C