Insegnamenti e programmi

 

FA/0147 - BIOCHIMICA E FONDAMENTI DI BIOLOGIA MOLECOLARE

Anno Accademico ​2021/2022

Docente
ANTONELLA ​FAIS (Tit.)
VALENTINA ​CAPPONI
Periodo
Annuale ​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale ​
Lingua Insegnamento
 ​



Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[50/24] ​ ​SCIENZE TOSSICOLOGICHE E CONTROLLO DI QUALITÀ [20/00 - Ord. 2017] ​ ​PERCORSO COMUNE972
Obiettivi

Conoscenza e capacità di comprensione
Nello specifico del corso, lo studente matura competenze e capacità di comprensione relativamente alle strutture e ai rapporti struttura-funzione delle principali classi di molecole biologiche; del funzionamento e regolazione degli enzimi; dei meccanismi biochimici con cui si realizzano e si integrano le vie metaboliche e di quelli con cui sono regolate; dei meccanismi molecolari con cui si realizza e si regola l’espressione genica, e delle metodologie di analisi genomica.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione (competenze)
Lo studente sarà in grado di: scrivere la struttura delle principali classi di biomolecole, e associare ad esse i legami chimici presenti; interpretare le curve di titolazione degli amminoacidi; interpretare ed elaborare rappresentazioni grafiche di curve di legame (curve di ossigenazione delle proteine respiratorie) e di cinetica enzimatica (Micaelis/Menten; enzimi allosterici); applicare la conoscenza e comprensione di strutture, legami e proprietà delle biomolecole allo studio dei meccanismi delle reazioni metaboliche; elaborare e integrare le diverse vie metaboliche studiate in un’unica visione d’insieme. Applicare le conoscenze e la comprensione dei meccanismi molecolari dell’espressione genica all’impiego di metodologie biomolecolari.

Autonomia di giudizio
L’apprendimento dei concetti fondamentali della biochimica e della biologia molecolare andranno a consolidare la cultura scientifica dello studente e dunque gli consentirà l’elaborazione autonoma di giudizio nell’interpretazione di dati sperimentali così come nell’approfondimento delle proprie conoscenze sia nel proprio ambito di lavoro che al di fuori di esso.

Abilità comunicative
Lo studente acquisirà la capacità di esporre e spiegare, in maniera semplice ma rigorosa con un linguaggio tecnico appropriato i processi molecolari che stanno alla base dei sistemi viventi.

Capacità di apprendimento
Lo studente acquisirà la capacità di collegare e integrare le conoscenze apprese con quelle fornite nei corsi precedenti e successivi.

Prerequisiti

È indispensabile che per frequentare le lezioni lo studente abbia acquisito la conoscenza dei principi fondamentali di Chimica Generale e Chimica Organica.
Propedeuticità: per sostenere l’esame lo studente deve aver già sostenuto l’esame di Chimica Organica.

Contenuti

Biochimica (7 CFU)
• Amminoacidi: Struttura e stereochimica. Classificazione. Proprietà acido-base degli amminoacidi - curva di titolazione, pKa, punto isoelettrico.
• Peptidi e proteine: Caratteristiche del legame peptidico. Organizzazione strutturale delle proteine: secondaria, terziaria e quaternaria. Le proteine fibrose e globulari.
• Le emoproteine: mioglobina, emoglobina e loro legame con l’ossigeno. Proprietà allosteriche dell’emoglobina e modulatori del legame con l’ossigeno.
• Enzimi: Classificazione e proprietà generali degli enzimi. La cinetica enzimatica. Fattori che modificano la velocità enzimatica. Significato di Km, Vmax e Kcat. L’equazione di Micaelis-Menten e interpretazione dei grafici. Modulazione allosterica e modulazione covalente. L’inibizione irreversibile ed i vari tipi di inibizione reversibile, con riferimento agli effetti su Km e Vmax.
• Vitamine: Vitamine idrosolubili, i loro derivati coenzimatici, NAD+, NADP+, FAD, FMN, CoQ, TPP, PLP, CoA, Biotina, e il loro ruolo nelle reazioni metaboliche.
• Carboidrati: Nomenclatura. Stereochimica. Gli emiacetali. Forme anomeriche. Proiezioni di Haworth. Derivati degli zuccheri. Il legame glicosidico. I disaccaridi di importanza biologica. I polisaccaridi. Struttura di amilosio, amilopectina, glicogeno e cellulosa.
• Nucleotidi e acidi nucleici: Le basi puriniche e pirimidiniche. I nucleotidi. Legame fosfodiestere, struttura del DNA e dell’RNA.
• Lipidi: Classificazione, glicerofosfolipidi, sfingolipidi, colesterolo. Struttura e funzioni. Le membrane biologiche.
• Metabolismo dei Glucidi: Glicolisi e sua regolazione. Fermentazioni. Metabolismo del piruvato. Gluconeogenesi. Biosintesi e degradazione del glicogeno. Cenni sul controllo ormonale del metabolismo glucidico. Ciclo dei pentoso-fosfati.
• Ciclo di Krebs: Reazioni chimiche e loro regolazione metabolica.
• La fosforilazione ossidativa: La catena respiratoria mitocondriale, i suoi componenti e la loro organizzazione. La teoria chemiosmotica. La sintesi di ATP.
• Metabolismo dei Lipidi: β-ossidazione degli acidi grassi, regolazione metabolica e ormonale. Chetogenesi. Biosintesi degli acidi grassi.
• Metabolismo degli amminoacidi: Ruolo metabolico degli aminoacidi. Catabolismo degli aminoacidi. La transaminazione. Ureogenesi.

Fondamenti di Biologia Molecolare (2 CFU)
• Geni e cromosomi: gli elementi cromosomici in procarioti ed eucarioti; il superavvolgimento del DNA, la struttura dei cromosomi;
• Metabolismo del DNA: la replicazione in procarioti ed eucarioti, la riparazione, la ricombinazione;
• Metabolismo del RNA: sintesi DNA-dipendente ed RNA-dipendente, modificazioni post trascrizionali, tipologie di RNA;
• Regolazione dell'espressione genica in procarioti ed eucarioti: operatori, enhancer, operoni, promotori, eterocromatina ed eucromatina, attivazione ormono-mediata;
• Metabolismo delle proteine: il codice genetico, codone ed anticodone, sintesi proteica, tRNA, rRNA, mRNA, modificazioni post-traduzionali, degradazione delle proteine.
• Metodologie di analisi e applicazioni.

Metodi Didattici

Il corso prevede 72 ore di lezioni frontali (56 ore di biochimica e 16 ore di biologia molecolare), inoltre sono previste attività tutoriali al di fuori dell’orario di lezione che consistono in esercitazioni e approfondimenti per aiutare lo studente nell’apprendimento degli argomenti affrontati a lezione.
La didattica verrà erogata prevalentemente in presenza, integrata e “aumentata” con strategie online.
Il docente fornirà spiegazioni individuali durante l’orario di ricevimento per appuntamento.
Per coadiuvare lo studio il docente renderà disponibili le slides delle lezioni.

Verifica dell'apprendimento

L’esame orale si terrà negli appelli durante i periodi previsti dal calendario didattico di Facoltà.

Per la parte di Biochimica è prevista una prova in itinere (prova scritta: quesiti a risposta multipla, quesiti a riempimento e domande a risposta aperta breve) la valutazione sarà espressa in trentesimi con un peso pari a 4 CFU. Il voto della prova in itinere, se accettato dallo studente, farà media ponderata con il voto dell’esame orale finale .
Per la parte di Fondamenti di Biologia Molecolare non è esclusa una prova in itinere per la valutazione dell'apprendimento durante il corso.

La verifica finale dell’apprendimento si basa su un esame orale e la valutazione sarà espressa in trentesimi. Il voto finale tiene conto di vari fattori tra cui:
- Qualità delle conoscenze
- Modalità espositiva
- Qualità relazionali
Valutazione della prova di esame
• 18-21: acquisizione delle conoscenze minime sugli argomenti studiati, che consentono di saper scrivere la struttura delle biomolecole più importanti e più comuni, e argomentare le basi di cinetica enzimatica e del metabolismo. Proprietà linguistiche e capacità comunicative scarse, competenze, autonomia di giudizio e capacità di apprendimento nel complesso appena sufficienti.

• 22-24: acquisizione lacunosa delle conoscenze richieste, competenze negli argomenti imprecise e incomplete. Perpetua errori nella scrittura delle strutture e dei legami. Capacità comunicative adeguate, autonomia di giudizio e capacità di apprendimento adeguate pur con qualche incertezza.

• 25-26: lo studente ha acquisito la conoscenza sugli argomenti studiati e capacità di utilizzare tali conoscenze nella elaborazione di tematiche biochimiche, sebbene con qualche lacuna, ed espone in maniera fluida anche se imprecisa. Autonomia di giudizio, abilità comunicative e capacità di apprendimento discrete anche se non ricche nei dettagli.

• 27-29: acquisizione di tutte le conoscenze richieste, abilità nella risoluzione di problemi analitici proposti nelle prove d’esame. Esposizione degli argomenti corretta ma non dettagliata oppure imprecisa. L’autonomia di giudizio, le abilità comunicative e la capacità di apprendimento sono buone e appropriate.

• 30: lo studente ha acquisito tutte le conoscenze richieste, è capace di applicarle alla risoluzione di problemi analitici proposti nelle prove d’esame. L’esposizione orale è precisa e impeccabile nelle capacità linguistiche e nell’abilità comunicativa, l’autonomia di giudizio e la capacità di apprendimento ottime.

• 30 e lode: acquisizione di una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti, esposizione precisa e dettagliata arricchita di punti critici e personali, capacità di descrivere una visione d’insieme pei processi metabolici, eccellente abilità comunicativa, ampia autonomia di giudizio, capacità di apprendimento.

Testi

BIOCHIMICA
- Nelson e Cox, I principi di Biochimica di Lehninger, Zanichelli (Ed. 2018)
- L. Pollegioni, Fondamenti di Biochimica, EdiSES
- Campbell, Farrell, McDougal, Biochimica, EdiSES
- Voet-Voet-Pratt; Fondamenti di Biochimica; Zanichelli
- Jeremy M. Berg, John L. Tymozcko, Gregory J. Gatto, Lubert Stryer, Biochimica; Zanichelli
- Garrett-Grisham; Principi di Biochimica; Piccin
- Mathews-Van Holden-Appling- Anthony Cahill; Biochimica; Piccin

BIOLOGIA MOLECOLARE
- Nelson e Cox, I principi di Biochimica di Lehninger, Zanichelli (Ed. 2018)

Altre Informazioni

Contatti:
Prof.ssa Antonella Fais: Dipartimento Scienze della Vita e dell’Ambiente, sezione Biomedica, Cittadella Universitaria S.S 554 km 0.700 bivio per Sestu, 09042 Monserrato.
tel: 070-675-4506
e-mail: fais@unica.it
La Prof.ssa Fais riceve tutti i giorni, previo appuntamento. Il docente è disponibile ad incontri di approfondimento per gruppi di studenti.
Link Teams “Ricevimento studenti CdL STCQ”
https://teams.microsoft.com/l/team/19%3af554a3007a78401eab0893edd0e7db63%40thread.tacv2/conversations?groupId=675d1e0c-8fbd-42bd-bacb-11262be2d4b3&tenantId=6bfa74cc-fe34-4d57-97d3-97fd6e0edee1

contatti | accessibilità Università degli Studi di Cagliari
C.F.: 80019600925 - P.I.: 00443370929
note legali | privacy