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FA/0267 - DINAMICA MOLECOLARE DELLE PROTEINE

Anno Accademico ​2021/2022

Docente
DARIO ​PIANO (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre ​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale ​
Lingua Insegnamento
 ​



Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[60/71] ​ ​BIOLOGIA CELLULARE E MOLECOLARE [71/20 - Ord. 2021] ​ ​Citologia molecolare656
Obiettivi

Obiettivi formativi:
Fornire i concetti fondamentali della dinamica molecolare delle proteine per ciò che concerne gli aspetti relativi al rapporto struttura funzione ed interazione con l'ambiente di reazione.

Conoscenza e capacità di comprensione:
Il corso si propone di fornire una descrizione delle dinamiche alla base delle reazioni enzimatiche con particolare riferimento alla struttura della proteina ed al suo ambiente.

Capacità applicative:
Lo studente acquisirà competenze applicative sfruttando le conoscenze di base acquisite durante le lezioni teoriche e con particolare riferimento alla relazione tra struttura e funzione delle proteine. Tali applicazioni consisteranno in semplici prove bioinformatiche ed esercitazioni di laboratorio.

Autonomia di giudizio:
Valutazione della didattica. Analisi qualitativa e quantitativa dei dati sperimentali e loro interpretazione.

Abilità nella comunicazione:
Capacità di discutere con proprietà di linguaggio su argomenti inerenti il corso e su temi biologici d’attualità. Capacità di elaborare, interpretare e presentare dati sperimentali.

Capacità di apprendere:
Le attività del corso permetteranno l’acquisizione di adeguati strumenti conoscitivi di base per l’aggiornamento continuo delle conoscenze, mentre le attività di laboratorio permetteranno di realizzare praticamente quanto concettualmente acquisito nelle lezioni teoriche.

Prerequisiti

Prerequisiti:
Conoscenze di fisica, chimica inorganica, chimica organica e biochimica sono essenziali per la comprensione degli argomenti inerenti la Dinamica Molecolare delle proteine.
Abilità nel reperire e utilizzare autonomamente dati finalizzati all'approfondimento di argomenti di attualità scientifica nel settore della biologia molecolare da esporre in seminari tematici.

Propedeuticità:
Botanica Generale e Botanica Sistematica, Biochimica

Contenuti

Programma Dinamica Molecolare delle Proteine

Generalità (UD1- 2 CFU) - l'universalità dei sistemi fisici e loro descrizione energetica, la definizione di entropia ed energia libera, i sistemi normalmente aperti e normalmente chiusi, i sistemi biologici come sistema fisico complesso, il ruolo dell'acqua, le analisi strutturali delle proteine: metodi e rapporto struttura-funzione, le simulazioni molecolari. Folding e misfolding delle proteine, l'aggregazione proteica. Accoppiamento vibronico e dinamiche vibroniche. Dinamiche locali, dinamiche estese, effetti interdominio e cambi conformazionali.

Sistemi proteici indotti fisicamente (UD2 - 2 CFU) - Induzione fotonica – il trasferimento eccitonico, l'estinzione eccitonica in fluorescenza, l'estinzione foto-ossidativa dell'eccitone; i fotorecettori, la rodopsina e la visione, la batteriorodopsina, i fitocromi e la chemotassi batterica, le antenne fotosintetiche, i fotosistemi e la fotosintesi; le fotoliasi e la riparazione del DNA; le strutture proteiche e i cristalli fotonici; - Induzione termica - estinzione termica dell'eccitone; la subunita' S del fotosistema II, le proteine da shock termico (heat shock proteins); i sensori termici genici (DNA thermosensors), i sensori termici ribosomiali (RNA thermosensors); i sensori termici proteici e lipoproteici.

Sistemi proteici indotti chimicamente (UD3 - 2 CFU) - Induzione elettronica – i sistemi indotti per ossidazione o riduzione di un cofattore, i cofattori riducenti: NADPH, NADH, FADH2, FMNH2; la citocromo P450 monoossigenasi, la monossido di carbonio deidrogenasi. Induzione ionica – i sistemi sensibili ai protoni: acid-sensing ion channel; i sistemi sensibili al Ca2+: bestrophin ligand- gated chloride channels; - Induzione da ligandi – i sistemi ATP-indotti: la pompa sodio/potassio, la pompa al calcio; il glutammato ed i suoi recettori GluA1 e GluA2; l'Epidermal Growth Factor ed il suo recettore.

Laboratori (UD4 - 2 CFU) - Simulazioni al computer attraverso l'utilizzo di piattaforme e programmi open source.

Metodi Didattici

Lezioni frontali con l'ausilio di audiovisivi, presentazioni in PowerPoint e lezioni pratiche.
Le lezioni saranno prevalentemente in presenza, integrate e “aumentate” con strategie online.

Verifica dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova orale basata sui diversi argomenti trattati durante il corso. Inoltre, verrà dedicata particolare attenzione alle capacità di interconnessione tra gli argomenti trattati durante il corso ed alla capacità di estendere la discussione a concetti acquisiti nei corsi precedenti dimostrando capacità di connessione interdisciplinare. Il tutto dovrà essere corredato da una proprietà di linguaggio consona alla materia.

Testi

Lezioni, materiale integrativo fornito a lezione ed articoli scientifici di recente publicazione

Altre Informazioni

Durante il corso verranno effettuate diverse prove in itinere con il fine di rafforzare i concetti ed individuare eventuali punti critici relativi all'apprendimento, alla comprensione e all'uso del linguaggio tecnico.

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