Codice insegnamento

4S000089

Crediti

4

Coordinatore

Monica Mottes

Lingua di erogazione

Italiano

Moodle Seminari 0

L'insegnamento è organizzato come segue:

Obiettivi formativi

Obiettivi formativi:
-Conoscenze di base di chimica organica propedeutiche alla biochimica.
-Conoscenze sulle relazioni struttura-funzione delle principali classi di macromolecole biologiche e sulla regolazione metabolica a livello molecolare.
-Conoscenze sulle interconnessioni esistenti tra i diversi processi biochimici e le trasformazioni energetiche ad essi connesse
-Conoscere la biologia umana in una visione evoluzionistica con particolare riferimento ai processi molecolari e cellulari comuni a tutti gli organismi viventi.
-Conoscere le conseguenze genetico-molecolari dell’azione mutagena di agenti chimici e fisici. -Conoscere le leggi della trasmissione dei caratteri ereditari.
Al termine dell’insegnamento lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito terminologie e nozioni utili per un’analisi critica dei processi biochimici vitali in modo da conseguire autonomia di valutazione critica e globale dei processi stessi. Dovrà inoltre dimostrare di avere acquisito le conoscenze di base dei meccanismi che regolano la riproduzione cellulare, le interazioni fra cellule, fra organismi e fra organismi e ambiente. In particolare dovrà conoscere l’azione mutagena di agenti chimici e fisici presenti nell’ambiente. Dovrà inoltre dimostrare di avere acquisito conoscenze sui meccanismi di trasmissione dei caratteri ereditari e dovrà saper riconoscere le modalità di trasmissione di malattie genetiche nell’uomo.

MODULO BIOCHIMICA
Obiettivi formativi: Il Corso si propone di fornire:
-Conoscenze di base di chimica organica propedeutiche alla biochimica.
-Conoscenze sulle relazioni struttura-funzione delle principali classi di macromolecole biologiche e sulla regolazione metabolica a livello molecolare.
-Conoscenze sulle interconnessioni esistenti tra i diversi processi biochimici e le trasformazioni energetiche ad essi connesse.
Al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa dovranno dimostrare di aver acquisito terminologie e nozioni utili per un’analisi critica dei processi biochimici vitali in modo da conseguire autonomia di valutazione critica e globale dei processi stessi.

MODULO BIOLOGIA E GENETICA
Obiettivi formativi:
-Fornire conoscenze di biologia umana in una visione evoluzionistica con particolare riferimento ai processi molecolari e cellulari comuni a tutti gli organismi viventi.
-Fornire conoscenze sull’azione mutagena di agenti chimici e fisici.
-Fornire conoscenze relative alla trasmissione dei caratteri ereditari.
Lo studente dovrà essere in grado di spiegare i meccanismi cellulari alla base del funzionamento dell’intero organismo e cogliere il significato patogenetico di eventuali alterazioni di essi; dovrà inoltre essere in grado di riconoscere le diverse modalità di trasmissione dei caratteri mendeliani nell’uomo.
Al termine dell’insegnamento lo studente dovrà dimostrare di avere acquisito le conoscenze di base dei meccanismi che regolano la vita e la riproduzione cellulare, le interazioni fra cellule, fra organismi e fra organismi e ambiente. In particolare dovrà conoscere l’azione mutagena di agenti chimici e fisici presenti nell’ambiente. Dovrà inoltre dimostrare di avere acquisito conoscenze sui meccanismi di trasmissione dei caratteri ereditari e dovrà saper riconoscere le modalità di trasmissione di malattie genetiche nell’uomo. Tali conoscenze di base rappresentano un pre-requisito per ulteriori approfondimenti specialistici che saranno oggetto degli insegnamenti dei successivi anni di corso.

Programma

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MM: BIOCHIMICA
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Concetti base di chimica generale ed organica : Gli atomi: gli elettroni - orbitali atomici. Il legame chimico: legame ionico, legame covalente. Interazioni deboli: legami ad idrogeno – interazioni di Van der Waals – interazioni idrofobiche. l' Acqua. chimica del Carbonio. Reazioni red-ox. Le molecole: interazioni in acqua. pH e soluzioni tampone. Principi di termodinamica Le BIOMOLECOLE Proteine Amminoacidi: legame peptidico - peptidi. Struttura delle proteine: primaria - secondaria - terziaria - quaternaria (emoglobina, mioglobina) - ripiegamento delle proteine –modificazioni post-traduzionali. Pathway secretorio delle proteine, ruolo del reticolo endoplasmico, controllo qualità. Proteine allosteriche. Enzimi Cinetica enzimatica: equazione di Michaelis-Menten - effetti del pH sull'attività enzimatica - complesso enzima/substrato - energia di attivazione. Inibizione competitiva e non competitiva. 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. Lipidi Lipidi: glicerofosfolipidi - sfingolipidi - colesterolo. Doppio strato lipidico: fluidità - dinamica - diffusione. Il METABOLISMO Bioenergetica Energia nel metabolismo: flusso di elettroni - Reazioni di ossido-riduzione. Termodinamica: energia libera G – Entropia. potenziale energetico dell'ATP - reazioni accoppiate. 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: destini del piruvato: fermentazione lattacida, alcolica. Bisfosfoglicerato - regolazione. Glicogeno e amido: fosforilasi - glicogeno sintasi - enzima deramificante - regolazione. Ciclo dei pentoso fosfati: fase ossidativa - fase non ossidativa. Ciclo di Cori. Ciclo dell'acido citrico: piruvato deidrogenasi - piruvato carbossilasi - citrato sintasi - regolazione. Acetil-CoA. Gluconeogenesi. Fosforilazione ossidativa flusso elettronico mitocondriale: metabolismo ossidativo - sistemi "navetta" - trasportatori di elettroni - trasferimento di elettroni - catena respiratoria. Sintesi di ATP: modello chemiosmotico - ATP 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 del colesterolo. Biosintesi degli acidi grassi. Metabolismo Amino acidi Degradazione degli amino acidi: transaminazione - deaminazione ossidativa - trasporto dell'ammoniaca - ciclo dell'urea - metabolismo dei chetoacidi. Ciclo: glucosio-alanina. Amino acidi chetogenici e glucogenici. Accenno alla biosintesi degli amino acidi: amino acidi essenziali e non. Ingresso degli amino acidi nel ciclo citrico. Biosintesi delle proteine.
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MM: BIOLOGIA E GENETICA
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Lo sviluppo del pensiero biologico moderno, le idee fondamentali Biologia generale dei procarioti. Rapporti fra procarioti e gli altri organismi. La cellula eucariotica: aspetti generali. Il ciclo cellulare e la sua regolazione. Mitosi. Le basi molecolari dell’informazione ereditaria: caratteristiche del DNA, sua replicazione. Flusso dell’informazione genica. Trascrizione, traduzione: il codice genetico, la produzione di proteine nella cell eucariotica. I geni degli eucarioti sono discontinui: il processamento del’RNA messaggero (splicing). Regolazione dell’espressione genica nei procarioti e negli eucarioti. L'architettura del genoma negli eucarioti. I cromosomi. Cariotipo umano normale e patologico. Anomalie di numero e struttura. Il dosaggio genico e l’inattivazione del cromosoma X nei mammiferi, la determinazione del sesso nell’embrione. Le mutazioni. I vari tipi e i meccanismi che le determinano. Preadattatività delle mutazioni. Mutazioni spontanee. Mutagenesi da agenti chimici e fisici. Test di mutagenesi. Meccanismi di riparazione del DNA. Mutazioni somatiche e cancro. Riproduzione sessuata: meiosi, crossing-over, gametogenesi nell’uomo. Gli esperimenti di G.Mendel. Le leggi dell'ereditarietà, la segregazione degli alleli. L'assortimento indipendente dei geni. Associazione e ricombinazione. Genetica dei gruppi sanguigni (ABO, Rh). Vari tipi di ereditarietà: autosomica dominante, autosomica recessiva, legata al sesso. Modalità di trasmissione delle malattie genetiche nell’uomo, esempi di malattie AD, AR, legate all’X. Esempi di alberi genealogici. Predizione del rischio genetico. MODALITA' DIDATTICHE La frequenza al corso è obbligatoria. Le modalità didattiche consistono in lezioni frontali dedicate alla trasmissione delle conoscenze che lo studente dovrà acquisire per il superamento dell’esame. Le spiegazioni del docente saranno corredate da presentazioni in PowerPoint e videos, resi disponibili al sito dipartimentale dedicato alla didattica. Materiale didattico supplementare (quiz a scelta multipla per autovalutazione, articoli o reviews di particolare interesse etc.) potrà essere aggiunto durante il corso e ne sarà data ampia informazione agli studenti. Durante tutto l’anno accademico è disponibile il servizio di ricevimento individuale, in orario flessibile previa richiesta via email, come indicato alla pagina web del docente. LIBRI DI TESTO CONSIGLIATI Vengono consigliati i seguenti testi: - Elementi di biologia (Cellula-Genetica)- H. Helena Curtis, et al., I edizione italiana, 2017 Zanichelli ed. Bologna, ISBN: 9788808773784 - Elementi di biologia e genetica D.Sadava et al., IV edizione italiana, 2014 Zanichelli ed. Bologna, ISBN: 9788808335210

Bibliografia

Modalità d'esame

L'esame scritto (quiz a scelta multipla e domande aperte) riguarderà entrambi i moduli dell'insegnamento. Per ulteriori informazioni vedere le schede dei singoli moduli.
La valutazione finale terrà conto degli esiti relativi a ciascun modulo; l’esame si intende superato solo se per entrambi i moduli lo studente riceve valutazione positiva. Lo studente può ritirarsi o rifiutare il voto proposto.