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STRUTTURA E FUNZIONI DELLE MOLECOLE BIOLOGICHE

Anno accademico e docente
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English course description
Anno accademico
2022/2023
Docente
GIANLUCA AGUIARI
Crediti formativi
9
Periodo didattico
Primo Semestre
SSD
BIO/10

Obiettivi formativi

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Modulo: 28121 - BIOCHIMICA
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Lo studente dovrà essere in grado di applicare le nozioni acquisite alla comprensione dei principali processi biochimici rivolti in particolare allo studio della struttura e funzione delle proteine, del metabolismo energetico, della sintesi delle macromolecole biologiche e dei processi fisiologici.

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Modulo: 53647 - PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
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Lo studente deve apprendere i principi generali che governano i processi chimici e chimico fisici, nonché le principali caratteristiche chimiche dei composti organici che sono presenti nei composti biologici. Lo studente deve inoltre conoscere le proprietà dei principali composti biologici, zuccheri lipidi amminoacidi e proteine, e le loro funzioni.
Lo studente dovrà essere in grado di applicare le nozioni acquisite alla comprensione dei principali processi biochimici rivolti in particolare al metabolismo energetico, alla sintesi delle macromolecole biologiche, ed ai processi fisiologici. Lo studente dovrà inoltre essere in grado di applicare le nozioni acquisite per effettuare correttamente e in autonomia le normali pratiche di laboratorio.

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Modulo: 53649 - LABORATORIO DI BIOCHIMICA
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- Conoscere il significato di concentrazione di una soluzione e delle modalità di calcolo.
- Riuscire ad applicare i metodi di calcolo appresi durante il corso a casi che si possono verificare nella normale pratica di laboratorio.
- Conoscere le principali tecniche analitiche impiegate in un laboratorio di biochimica.

Prerequisiti

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Modulo: 28121 - BIOCHIMICA
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Conoscenze di chimica generale e di propedeutica biochimica e conoscenze di biologia cellulare.

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Modulo: 53647 - PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
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Conoscenze di base di matematica. Conoscenze elementari sulla struttura dell’atomo e della nomenclatura dei composti chimici.

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Modulo: 53649 - LABORATORIO DI BIOCHIMICA
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Conoscenze di base di matematica e conoscenze preliminari di chimica.

Contenuti del corso

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Modulo: 28121 - BIOCHIMICA
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Struttura e funzione delle proteine. L'emoglobina, il trasporto dell'ossigeno e l'effetto Bohr. Cenni di cinetica enzimatica. Cenni sulle membrane biologiche: struttura, funzione. ATP e sua produzione. Metabolismo dei carboidrati: la glicolisi, il metabolismo del glicogeno, il ciclo dell'acido citrico, la gluconeogenesi, la via del pentosio fosfato. Il trasporto degli elettroni e la fosforilazione ossidativa. Metabolismo dei lipidi: beta ossidazione. Metabolismo delle proteine; rimozione dell'azoto e ciclo dell'urea.

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Modulo: 53647 - PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
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Chimica generale: Cenni su struttura dell’atomo e radioattività. Il sistema periodico e legami chimici. Gli stati della materia: leggi dei gas, temperatura assoluta; pressione di vapore. Cenni di termodinamica. Le soluzioni, proprietà dell’acqua, solubilità dei gas, proprietà colligative, pressione osmotica e osmolarità. Cenni di cinetica chimica, equilibrio chimico e catalizzatori, principio dell’equilibrio mobile. Acidi e basi: definizione, dissociazione dell’acqua e pH, acidi forti e acidi deboli, idrolisi salina, soluzioni tampone, prodotto di solubilità. Ossidoriduzioni: numero di ossidazione, pila, equazione di Nernst.
Chimica organica: Il carbonio, ibridazione degli orbitali e forma delle molecole. Isomerie: strutturali, di gruppo funzionale, isomeria cis-trans, isomeria conformazionale, isomeria configurazionale. Meccanismi delle reazione organiche: reazioni radicaliche, elettrofili e nucleofili.: Fattori che influenzano le reazioni organiche: effetti induttivi , delocalizzazione elettronica e aromaticità. I principali gruppi funzionali. Caratteristiche chimiche delle principali classi di composti: Idrocarburi, alogenuri alchilici, alcoli e tioalcoli, aldeidi e chetoni, acidi carbossilici e derivati acilici, ammine.
Le molecole biologiche. Proprietà chimico fisiche degli zuccheri e dei lipidi. Zuccheri semplici e complessi, legame glicosidico, derivati degli zuccheri quali zuccheri alcolici, zuccheri acidi, amino-zuccheri. Glicosaminoglicani e proteoglicani. Trigliceridi, fosfolipidi, sfingolipidi e derivati del colesterolo. Struttura e funzione degli ormoni steroidei. Proprietà chimico fisiche degli aminoacidi, punto isoelettrico e neurotrasmettitori derivati dagli aminoacidi. Struttura e livelli delle proteine, legame peptidico, denaturazione delle proteine. Esempi di proteine funzionali.

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Modulo: 53649 - LABORATORIO DI BIOCHIMICA
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Il corso “Laboratorio di Biochimica” è di tipo teorico-pratico.
Le lezioni frontali vertono sui seguenti argomenti:
Differenze tra miscele eterogenee ed omogenee. Definizione dei diversi metodi per esprimere la concentrazione di una soluzione. Principali tecniche utilizzate in un laboratorio di biochimica: centrifugazione, spettrofotometria, cromatografia, elettroforesi.
Il tutorial pratico verterà sulla verifica della legge di Lambert-Beer, tramite la preparazione di soluzioni a concentrazione nota.

Metodi didattici

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Modulo: 28121 - BIOCHIMICA
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Il corso è organizzato in lezioni frontali in aula con possibilità per lo studente di intervenire con domande dirette. Ciascuna lezione prevede un breve riassunto della lezione precedente e un momento riservato alle domande di chiarimento sull'argomento. Per cicli di lezioni è previsto un ripasso generale.

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Modulo: 53647 - PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
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Lezione frontale + esercitazioni
Chimica generale: lezione frontale e/o telematica.
Chimica Organica: Lezioni frontali.

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Modulo: 53649 - LABORATORIO DI BIOCHIMICA
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Il corso è organizzato nel seguente modo:
Lezioni frontali e/o telematiche che prevedono anche lo svolgimento di problemi relativi alle concentrazioni delle soluzioni e problemi relativi alle diluizioni.
La parte pratica in laboratorio consiste nella preparazione di alcuni tipi di soluzione e applicazione pratica di alcune leggi esposte durante le lezioni frontali.

Modalità di verifica dell'apprendimento

PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
Parte riguardante il programma di CHIMICA GENERALE:
La verifica dell'apprendimento avverrà tramite l'esecuzione di un test a risposta multipla su argomenti svolti a lezione ed esercizi. Le domande avranno 4 possibili risposte, di cui solo una corretta. Non vengono date penalità per risposte errate. Le domande totali saranno 20, di punteggio differente a seconda della difficoltà/importanza (1 o 2 punti), per un massimo di 24 punti. La durata totale sarà di 25 minuti. Il punteggio ottenuto verrà convertito in voto e l’esame sarà considerato superato se si consegue un punteggio minimo di 18. Il punteggio massimo è dato da 30 e lode (31 punti).
Parte riguardante il programma di CHIMICA ORGANICA: esame scritto della durata media di circa 30 minuti; consta di 2 domande aperte in cui viene valutata la completezza, l'approfondimento nonché la capacità di collegamento ed il rigore e dello studente.
BIOCHIMICA
Durante le lezioni il docente sottopone gli studenti a verifiche istantanee, monitorando, attraverso semplici domande, la capacità di apprendimento e le singole abilità comunicative. La verifica in itinere della conoscenza e della capacità di comprensione consisterà in una prova scritta della durata di 1 ora, una svolta alla fine delle lezioni, sotto forma di due domande aperte. In fase di valutazione si terrà conto della precisione e della capacità di collegamento dei singoli argomenti.
La valutazione conseguita nel modulo di Biochimica contribuirà (media ponderata) al voto finale del corso integrato di Struttura e Funzione delle molecole biologiche.
LABORATORIO DI BIOCHIMICA
La verifica dell’apprendimento avverrà tramite un test a risposta multipla che comprende 15 domande con 4 risposte ognuna, di cui solo una è corretta, su argomenti visti a lezione ed esercizi. Sarà presente un problema più complesso per la lode. Ogni domanda varrà 2 punti. La risposta non data o sbagliata varrà zero.
Il VOTO FINALE deriva dalla media ponderata dei voti ottenuti nelle prove parziali.

Testi di riferimento

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Modulo: 28121 - BIOCHIMICA
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Il docente mette a disposizione dello studente i files pdf del materiale proiettato a lezione.
Per l’approfondimento di argomenti specifici si consigliano i seguenti testi:
•Lehninger, D.L.Nelson and MM Cox, Introduzione alla Biochimica, Zanichelli

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Modulo: 53647 - PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
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David L.Nelson, Michael M.Cox, Introduzione alla biochimica di Lehninger, VI edizione italiana a cura di Edon Melloni
Il docente mette a disposizione degli studenti i files pdf del materiale proiettato a lezione.

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Modulo: 53649 - LABORATORIO DI BIOCHIMICA
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materiale didattico fornito dal docente