L'insegnamento è organizzato come segue:

Obiettivi formativi

Modulo: BIOLOGIA APPLICATA
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Il corso si pone l'obiettivo di fornire le conoscenze di base sulle caratteristiche strutturali, funzionali e molecolari degli organismi viventi, sui principi fondamentali della genetica e della trasmissione dei caratteri ereditari.


Modulo: BIOCHIMICA
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Trasmettere i concetti di chimica per comprendere i principi che regolano le combinazioni della materia.
Conoscere l’organizzazione delle biomolecole ed i principi del metabolismo per comprendere i fattori che influenzano le principali reazioni metaboliche in relazione alle principali disfunzioni tissutali.

Programma

Modulo: BIOLOGIA APPLICATA
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• Caratteristiche degli esseri viventi
• Le macromolecole: carboidrati, lipidi, acidi nucleici e proteine
• Cellula procariota ed eucariota: organizzazione e funzione della cellula, membrane e compartimentazione interna; organelli, caratteristiche e funzioni: nucleo, ribosomi, RER, REL, Golgi, lisosomi, perossisomi, citoscheletro; parete extracellulare e matrice extracellulare, mitocondri e cloroplasti; citoscheletro; teoria endosimbiontica.
• Le membrane biologiche: struttura e modelli proposti; il passaggio di materiali attraverso le membrane: passivo, attivo, endocitosi ed esocitosi; le giunzioni cellulari.
• La comunicazione cellulare: endocrina, paracrina, iuxtacrina ed autocrina; ricezione e trasduzione del segnale.
• I cromosomi, il ciclo cellulare e la divisione cellulare: DNA e proteine, nucleosomi, eterocromatina, eucromatina, cromosoma condensato. Le fasi del ciclo cellulare. Mitosi, riproduzione sessuata e meiosi.
• Il DNA e il suo ruolo nell’ereditarietà: caratteristiche e replicazione del DNA
• Espressione genica: trascrizione, codice genetico e traduzione. Definizione di gene.
• Le mutazioni del DNA: i diversi tipi di mutazione e le diverse cause di mutazione.
• I principi dell’ereditarietà, da Mendel alla genetica moderna: definizione di fenotipo, genotipo, locus, gene, allele dominante e recessivo, omozigote ed eterozigote. Segregazione e assortimento indipendente. Indipendenza e associazione. Crossing-over e ricombinazione. Determinazione genetica del sesso.
• Genoma umano: ereditarietà autosomica e legata al sesso. Analisi del cariotipo e alberi genealogici. Anomalie cromosomiche. Malattie con trasmissione autosomica recessiva, autosomica dominante, legata all’X. Cenni di biotecnologie.


Modulo: BIOCHIMICA
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PROGRAMMA DI CHIMICA-BIOCHIMICA


CHIMICA:
La materia
Gli elementi: gli atomi - l’atomo nucleare - isotopi. I composti: composti molecolari - composti ionici - ioni. Le miscele: varietà di miscele.
Dentro l’atomo
Gli atomi: caratteristiche della luce - quanti e fotoni – spettri atomici e livelli energetici – orbitali atomici. La tavola periodica degli elementi.
Il legame chimico
Legame ionico. Legame covalente: ionico non ionico. Interazioni deboli: legami ad idrogeno – interazioni di van der Waals – interazioni idrofobiche.
Soluzioni
Le molecole: proprietà dell'acqua - interazioni in acqua. Le soluzioni: solvente - soluto - diluizione. Le moli: definizione – molarità. pH. Soluzioni tampone
Reazioni chimiche
Reazioni di precipitazione: soluzioni acquose – elettroliti forti. Reazioni degli acidi e delle basi: acidi e basi in soluzione acquosa – acidi e basi forti e deboli. Reazioni di ossido-riduzione: ossidazione e riduzione – ossidanti e riducenti - potenziale RedOx.
Termodinamica
Costante di equilibrio - energia libera - potenziale energetico dell'ATP - reazioni accoppiate

BIOCHIMICA:
Proteine
Amminoacidi: legame peptidico - peptidi. Struttura delle proteine: primaria - secondaria - terziaria - quaternaria (emoglobina, mioglobina) - ripiegamento delle proteine –modificazioni post-traduzionali - controllo qualità, ciclo calnexina/calreticulina.
Acidi nucleici
DNA: nucleotidi - legame fosfodiestere - doppia elica - forme di DNA. RNA: nucleotidi - accoppiamento delle basi - tRNA. Interazioni DNA/proteine.
Carboidrati
Monosaccaridi: centri asimmetrici - forme cicliche - mutarotazione. Disaccaridi: legame glicosidico. Polisaccaridi: amido e glicogeno - cellulosa. Glicoproteine: gruppi sanguigni.
Membrane
Lipidi: glicerofosfolipidi - sfingolipidi - colesterolo. Doppio strato lipidico: fluidità - dinamica - diffusione.
Enzimi
Cinetica enzimatica: equazione di Michaelis-Menten - effetti del pH sull'attività enzimatica - complesso enzima/substrato - energia di attivazione. Inibizione competitiva e non competitiva.
Metabolismo generale
Meccanismi regolatori: regolazione allosterica - compartimentalizzazione nella cellula - livelli enzimatici - regolazione coordinata (cicli futili). Ormoni. Regolazione ormonale del metabolismo. Vitamine/coenzimi. Digestione.
Metabolismo dei carboidrati
Glicolisi: fermentazione - bifosfoglicerato - regolazione. Gluconeogenesi. Glicogeno e amido: fosforilasi - glicogeno sintasi - enzima deramificante - regolazione. Ciclo dei pentoso fosfati: fase ossidativa - fase non ossidativa. Ciclo dell'acido citrico: piruvato deidrogenasi - piruvato carbossilasi - citrato sintasi - regolazione.
Metabolismo dei lipidi
Digestione ed assorbimento dei grassi: lipasi - sali biliari, micelle - assorbimento.
Lipoproteine: proprietà - metabolismo - recettori per LDL. Ossidazione degli acidi grassi: mobilitazione dei grassi - attivazione e trasporto - ossidazione. Corpi chetonici. Biosintesi degli acidi grassi.
Fosforilazione ossidativa
flusso elettronico mitocondriale: metabolismo ossidativo - sistemi "navetta" - trasportatori di elettroni - trasferimento di elettroni - catena respiratoria. Sintesi di ATP: gradiente di protoni - ATP sintasi - regolazione.
Amino acidi
Degradazione degli amino acidi: transaminazione - deaminazione ossidativa - trasporto dell'ammoniaca - ciclo dell'urea - metabolismo dei chetoacidi. Biosintesi delle proteine.

Bibliografia

Modalità d'esame

Modulo: BIOLOGIA APPLICATA
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Prova scritta con domande a risposta multipla e domande aperte.


Modulo: BIOCHIMICA
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Test a scelta multipla.