Fondamenti biomolecolari (1° semestre)

Anno accademico 2015/2016

Obiettivi formativi del modulo

Biochimica. Il corso ha lo scopo di fornire informazioni essenziali sulla struttura elettronica dell’atomo e sulla struttura delle molecole sia inorganiche che organiche, incluso le macromolecole di interesse biologico. Lo studente dovrà apprendere come reagiscono le molecole ed acquisire una conoscenza sul ruolo funzionale delle biomolecole che compongono la cellula, vista come unità elementare della materia vivente. Lo studente dovrà inoltre comprendere gli aspetti fondamentali del metabolismo cellulare.

Biologia

Il corso ha lo scopo di fornire le nozioni fondamentali sulla struttura e funzione degli apparati cellulari, sulle modalità di riproduzione fondamentali degli esseri viventi, e sull’evoluzione biologica in generale. Tali nozioni sono indispensabili per fornire allo studente la chiave di lettura del mondo organico e per la comprensione delle materie che verranno insegnate nei corsi più specializzati.

Risultati dell'apprendimento

Biochimica. Lo studente dovrà acquisire familiarità con il nome e la corrispondente formula chimica delle sostanze di interesse biochimico-clinico. Dovrà inoltre sapere riconoscere i gruppi funzionali delle molecole.

Lo studente dovrà acquisire una visione di insieme dei processi metabolici cellulari e del loro collegamento con il consumo e la produzione di energia.

Biologia. Lo studente dovrà acquisire un solida conoscenza su alcuni fondamentali concetti di biologia cellulare e della riproduzione, oltre ad una padronanza della terminologia della materia, indispensabili per la comprensione delle tematiche che affronterà nel corso degli studi e della futura attività lavorativa.

Note

Svolgimento esame del Corso Integrato di Biochimica

L'esame prevede una prova scritta che verterà su tutto il programma del corso integrato (Biochimica e Biologia) seguita, se si ottiene la sufficienza in entrambe le parti del corso integrato, da una prova orale.

Come previsto dalla legge e dal regolamento didattico, non è possibile svolgere l’esame in due parti e acquisire crediti di una parte dell’esame.
Commissione d'esame: Spisni A., Lugli M., Casali E.
Supplenti: Pertinhez T., Elena F., L Franzoni

Programma

Programma di Biochimica

Prof. Alberto Spisni

I) Prerequisiti di Chimica

La costituzione della materia, elementi e composti. Le particelle fondamentali dell'atomo. Numero atomico e numero di massa. Peso atomico e peso molecolare. Isotopi. Ioni: cationi ed anioni.

La tavola periodica e la configurazione elettronica degli elementi di interesse biologico.

Elettronegatività e legame chimico: legame ionico e legame covalente. Polarità delle molecole. Valenza e numero di ossidazione.

Fondamenti di chimica inorganica: formule e nomi dei composti inorganici più comuni.

Il principio di conservazione della massa e della carica: bilanciamento di semplici reazioni. Concetto di mole, conversione da grammi a moli e viceversa, calcoli stechiometrici elementari.

Le soluzioni: principali modi di esprimere la concentrazione delle soluzioni.

II) Programma del Corso

1. Acqua: proprietà chimiche e fisiche; acqua come solvente; ionizzazione dell'acqua. Il pH. Le soluzione tampone.

2. Proteine

I 20 amminoacidi delle proteine: classificazione.

Potere tampone degli amminoacidi.

Il legame peptidico: struttura e proprietà

Proteine fibrose e globulari.

La struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine.

Le proteine trasportatrici di O_2.

Gli enzimi.

3. Carboidrati

Monosaccaridi, disaccaridi, polisaccaridi

Polisaccaridi di riserva e di struttura.

4. Lipidi

Gli acidi grassi.

Lipidi strutturali e di riserva energetica.

Composti steroidei- il colesterolo- gli acidi biliari.

Le membrane biologiche. Osmosi.

5. Metabolismo

Quadro generale: vie cataboliche e anaboliche.

Scambi energetici nel metabolismo - ruolo dell'ATP.

La glicolisi.

Il ciclo di Krebs e la respirazione cellulare: la fosforilazione ossidativa.

La β-ossidazione degli acidi grassi. I corpi chetonici.

Degradazione degli amminoacidi.

Cenni di regolazione del metabolismo.

Programma di Biologia

Prof. Stefano Parmigianii

1. Proprietà generali e componenti fondamentali degli esseri viventi  (proteine, lipidi, zuccheri ed acidi nucleici)

2. Origine della vita. esperimento di S. Miller.

3. Virus e batteri

4. Struttura, funzione ed evoluzione della cellula e suoi componenti negli eucarioti:

- membrane biologiche, trasporto delle micromolecole, pompa sodio-potassio e potenziale di membrana, endocitosi ed esocitosi

- citosol

- organelli cellulari: nucleo, mitocondri, reticolo endoplasmatico, apparato del Golgi, lisosomi e perossisomi

- cromosomi, cromatina e cariotipo

5. L'espressione genica: trascrizione e traduzione dell'informazione genetica (sintesi proteica).

-           RNA polimerasi

-           t-RNA, r-RNA, m-RNA

-           ribosomi

-           codice genetico

6. Riproduzione asessuata (mitosi) e sessuata (meiosi)

-           ciclo cellulare

-           duplicazione semiconservativa del DNA

-           mitosi

-           meiosi (crossing-over, ricombinazione genetica, assortimento indipendente dei cromosomi omologhi)

-           evoluzione della sessualità

7. Gametogenesi e fecondazione

-           cellula uovo e spermatozoo

-           ovulazione

-           meccanismi che impediscono la polispermia

8. Principi dell'ereditarietà

- Leggi di Mendel

- Ereditarietà mendeliana ed estensioni

Testi consigliati e bibliografia

Biochimica

Biochimica e Biologia per le professioni sanitarie

R. Roberti, G.A. Bistocchi, C. Agostinelli, V.N. Talesa

Seconda Edizione

McGraw-Hill Education

Biologia

Fondamenti di Biologia

E. P. Solomon et al.

EdiSES

Principi di Biologia

N. A. Campbell et al.

Pearson