Biochemistry
(obiettivi)
Acquisire le conoscenze sulla struttura, la funzione e la regolazione delle macromolecole biologiche. Acquisire le conoscenze dei meccanismi generali di regolazione del metabolismo. Acquisire le conoscenze sulle principali vie e cicli metabolici con particolare riguardo al metabolismo glucidico, lipidico e amminoacidico. Comprendere il significato delle alterazioni metaboliche in condizioni lontane dal fisiologico (digiuno prolungato, sforzo fisico). Acquisire le conoscenze di base sui processi fondamentali della biologia molecolare e loro regolazione, indispensabili per comprendere: • I meccanismi patogenetici delle malattie • I meccanismi molecolari rilevanti per le applicazioni terapeutiche • Le applicazioni biotecnologiche di interesse medico, compresi i principali metodi per lo studio degli acidi nucleici e le relative applicazioni a scopo diagnostico e di ricerca
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Codice
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90232 |
Lingua
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ENG |
Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
Modulo: BIOCHEMISTRY
(obiettivi)
Acquisire le conoscenze sulla struttura, la funzione e la regolazione delle macromolecole biologiche. Acquisire le conoscenze dei meccanismi generali di regolazione del metabolismo. Acquisire le conoscenze sulle principali vie e cicli metabolici con particolare riguardo al metabolismo glucidico, lipidico e amminoacidico. Comprendere il significato delle alterazioni metaboliche in condizioni lontane dal fisiologico (digiuno prolungato, sforzo fisico).
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Lingua
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ENG |
Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
Crediti
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8
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Settore scientifico disciplinare
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BIO/10
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Ore Aula
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80
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Attività formativa
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Attività formative di base
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Canale Unico
Docente
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Lazzarino Giacomo
(programma)
Richiami di chimica inorganica e organica - Legami chimici. Carboidrati: struttura e funzione. Lipidi - struttura e funzione. Purine, pirimidine, nucleosidi e nucleotidi, - struttura e funzione. Aminoacidi - struttura e funzione. Legame peptidico e sue caratteristiche. Peptidi di rilevanza biologica. Proteine - struttura e funzione. Classificazione. Struttura primaria. Struttura secondaria: alfa-elica, beta-foglietto, elica di collagene. Struttura terziaria. Struttura quaternaria. Relazione tra struttura primaria e conformazione. Denaturazione e rinaturazione. Folding proteico. Misfolding proteico e patologie correlate - β-amiloide, morbo di Alzheimer. Proteine fibrose. Proteine globulari. Emoproteine coinvolte nel trasporto dei gas (O2, CO2). Il gruppo eme. Strutture tridimensionali di mioglobina ed emoglobina. Meccanismo di legame dell'ossigeno a mioglobina ed emoglobina. Affinità dell'ossigeno. Curve di saturazione, effetto Bohr, cooperatività, diagramma di Hill, interazioni omotropiche ed eterotrope. L'effetto di 2,3-DPG. Il modello Monod-Wyman e Changeux (MWC) e il modello sequenziale. Stati T e R. Eterogeneità dell'emoglobina circolante. Ossidazione dell'emoglobina e metaemoglobina reduttasi, glutatione ridotto (GSH) e NADPH per il mantenimento delle funzioni dell'emoglobina. Deficit di G-6-PDH, malaria. Emoglobinopatie. Coenzimi e vitamine. Avitaminosi e patologie correlate. Enzimi – Classificazione. Catalisi enzimatica e regolazione. L'equazione di Michaelis-Menten. Km, Vmax, numero di turnover, Kcat / Km. Inibizione reversibile e irreversibile. Enzimi multimerici e regolazione allosterica. Complessi multi-enzimatici. Regolazione dell'attività enzimatica. Isoenzimi. Introduzione al metabolismo - organizzazione generale. Comprensione di percorsi e mappe metaboliche. Catabolismo e anabolismo. Bioenergetica. Molecole energeticamente rilevanti. Uso di energia all'interno della cellula. Esempi di regolazione dei processi metabolici. Glucosio come combustibile per la produzione di energia. La famiglia dei trasportatori di glucosio - GLUT. Controllo ormonale del metabolismo del glucosio. Le reazioni biochimiche della glicolisi - Regolazione della glicolisi. Glicolisi e diagnosi del cancro - PET - Effetto Warburg. Reazioni della via dei pentoso fosfati e sua importanza biochimica. Degradazione del glicogeno - glicogeno fosforilasi e suo controllo ormonale. Gluconeogenesi e altre vie biosintetiche dei carboidrati. Fermentazione lattica e fermentazione alcolica. Metabolismo anaerobico. Meccanismo di ossidazione del piruvato - il complesso della piruvato deidrogenasi. Reazioni del ciclo dell'acido citrico – Regolazione del ciclo. Fosforilazione ossidativa - Il mitocondrio come centrale energetica della cellula. La scala del potenziale redox di molecole biologicamente rilevanti. Il macchinario per il trasporto di elettroni: struttura e funzione dei complessi I, II, III e IV. I centri di ferro-zolfo. Il ciclo Q nel complesso III. Il potenziale elettrochimico nel trasporto di elettroni. Utilizzo dell'ossigeno. L'ATP sintasi: struttura e meccanismo d'azione. La stechiometria del trasporto di elettroni, trasporto di protoni, consumo di ossigeno e produzione di ATP. Breve introduzione alla disfunzione mitocondriale: il network di controllo della qualità mitocondriale (fusione, fissione e mitofagia); i mitocondri come generatori di specie reattive dell'ossigeno (ROS). La via intrinseca dell'apoptosi. ROS, stress ossidativo, antiossidanti e nutrizione. Assorbimento e trasporto di lipidi alimentari. Attivazione della lipolisi e trasporto di acidi grassi liberi. Attivazione e trasporto di acidi grassi liberi nei mitocondri. Il ruolo della carnitina. Le reazioni di beta-ossidazione. Chetogenesi. Sintesi di acidi grassi - Regolazione del metabolismo degli acidi grassi. La biosintesi dei fosfolipidi. Metabolismo del colesterolo Transaminazione e transdeaminazione degli aminoacidi. Esempi selezionati di bio-trasformazioni di aminoacidi: produzione di dopamina, adrenalina e noradrenalina da tirosina; arginina come fonte di ossido nitrico. Il ciclo dell'urea. Degradazione dei nucleotidi. Catabolismo di purine e pirimidine e patologie correlate - Sindrome di Lesch-Nyhan, deficit di adenosina deaminasi. Degradazione dell'eme: struttura e funzione dei sali biliari. Bioenergetica e regolazione del metabolismo energetico - disturbi del metabolismo energetico.
(testi)
• David L. Nelson; Michael M. Cox. “Lehninger Principles of Biochemistry” Seventh Edition – 2017. W. H. Freeman • Voet D, Voet JG, Pratt CW. “Principles of Biochemistry (international student version)” IV edition – John Wiley and Sons Inc. • Christopher K. Mathews , Van Holde, K. E. “Biochemistry” IV edition –2012. Pearson.
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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Dal al |
Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova scritta
Prova orale
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Docente
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Tavazzi Barbara
(programma)
Richiami di chimica inorganica e organica - Legami chimici. Carboidrati: struttura e funzione. Lipidi - struttura e funzione. Purine, pirimidine, nucleosidi e nucleotidi, - struttura e funzione. Aminoacidi - struttura e funzione. Legame peptidico e sue caratteristiche. Peptidi di rilevanza biologica. Proteine - struttura e funzione. Classificazione. Struttura primaria. Struttura secondaria: alfa-elica, beta-foglietto, elica di collagene. Struttura terziaria. Struttura quaternaria. Relazione tra struttura primaria e conformazione. Denaturazione e rinaturazione. Folding proteico. Misfolding proteico e patologie correlate - β-amiloide, morbo di Alzheimer. Proteine fibrose. Proteine globulari. Emoproteine coinvolte nel trasporto dei gas (O2, CO2). Il gruppo eme. Strutture tridimensionali di mioglobina ed emoglobina. Meccanismo di legame dell'ossigeno a mioglobina ed emoglobina. Affinità dell'ossigeno. Curve di saturazione, effetto Bohr, cooperatività, diagramma di Hill, interazioni omotropiche ed eterotrope. L'effetto di 2,3-DPG. Il modello Monod-Wyman e Changeux (MWC) e il modello sequenziale. Stati T e R. Eterogeneità dell'emoglobina circolante. Ossidazione dell'emoglobina e metaemoglobina reduttasi, glutatione ridotto (GSH) e NADPH per il mantenimento delle funzioni dell'emoglobina. Deficit di G-6-PDH, malaria. Emoglobinopatie. Coenzimi e vitamine. Avitaminosi e patologie correlate. Enzimi – Classificazione. Catalisi enzimatica e regolazione. L'equazione di Michaelis-Menten. Km, Vmax, numero di turnover, Kcat / Km. Inibizione reversibile e irreversibile. Enzimi multimerici e regolazione allosterica. Complessi multi-enzimatici. Regolazione dell'attività enzimatica. Isoenzimi. Introduzione al metabolismo - organizzazione generale. Comprensione di percorsi e mappe metaboliche. Catabolismo e anabolismo. Bioenergetica. Molecole energeticamente rilevanti. Uso di energia all'interno della cellula. Esempi di regolazione dei processi metabolici. Glucosio come combustibile per la produzione di energia. La famiglia dei trasportatori di glucosio - GLUT. Controllo ormonale del metabolismo del glucosio. Le reazioni biochimiche della glicolisi - Regolazione della glicolisi. Glicolisi e diagnosi del cancro - PET - Effetto Warburg. Reazioni della via dei pentoso fosfati e sua importanza biochimica. Degradazione del glicogeno - glicogeno fosforilasi e suo controllo ormonale. Gluconeogenesi e altre vie biosintetiche dei carboidrati. Fermentazione lattica e fermentazione alcolica. Metabolismo anaerobico. Meccanismo di ossidazione del piruvato - il complesso della piruvato deidrogenasi. Reazioni del ciclo dell'acido citrico – Regolazione del ciclo. Fosforilazione ossidativa - Il mitocondrio come centrale energetica della cellula. La scala del potenziale redox di molecole biologicamente rilevanti. Il macchinario per il trasporto di elettroni: struttura e funzione dei complessi I, II, III e IV. I centri di ferro-zolfo. Il ciclo Q nel complesso III. Il potenziale elettrochimico nel trasporto di elettroni. Utilizzo dell'ossigeno. L'ATP sintasi: struttura e meccanismo d'azione. La stechiometria del trasporto di elettroni, trasporto di protoni, consumo di ossigeno e produzione di ATP. Breve introduzione alla disfunzione mitocondriale: il network di controllo della qualità mitocondriale (fusione, fissione e mitofagia); i mitocondri come generatori di specie reattive dell'ossigeno (ROS). La via intrinseca dell'apoptosi. ROS, stress ossidativo, antiossidanti e nutrizione. Assorbimento e trasporto di lipidi alimentari. Attivazione della lipolisi e trasporto di acidi grassi liberi. Attivazione e trasporto di acidi grassi liberi nei mitocondri. Il ruolo della carnitina. Le reazioni di beta-ossidazione. Chetogenesi. Sintesi di acidi grassi - Regolazione del metabolismo degli acidi grassi. La biosintesi dei fosfolipidi. Metabolismo del colesterolo Transaminazione e transdeaminazione degli aminoacidi. Esempi selezionati di bio-trasformazioni di aminoacidi: produzione di dopamina, adrenalina e noradrenalina da tirosina; arginina come fonte di ossido nitrico. Il ciclo dell'urea. Degradazione dei nucleotidi. Catabolismo di purine e pirimidine e patologie correlate - Sindrome di Lesch-Nyhan, deficit di adenosina deaminasi. Degradazione dell'eme: struttura e funzione dei sali biliari. Bioenergetica e regolazione del metabolismo energetico - disturbi del metabolismo energetico.
(testi)
• David L. Nelson; Michael M. Cox. “Lehninger Principles of Biochemistry” Seventh Edition – 2017. W. H. Freeman • Voet D, Voet JG, Pratt CW. “Principles of Biochemistry (international student version)” IV edition – John Wiley and Sons Inc. • Christopher K. Mathews , Van Holde, K. E. “Biochemistry” IV edition –2012. Pearson.
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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Dal al |
Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova scritta
Prova orale
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Modulo: MOLECULAR BIOLOGY
(obiettivi)
Acquisire le conoscenze di base sui processi fondamentali della biologia molecolare e loro regolazione, indispensabili per comprendere: • i meccanismi patogenetici delle malattie • i meccanismi molecolari rilevanti per le applicazioni terapeutiche • le applicazioni biotecnologiche di interesse medico, compresi i principali metodi per lo studio degli acidi nucleici e le relative applicazioni a scopo diagnostico e di ricerca
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Lingua
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ENG |
Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
Crediti
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2
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Settore scientifico disciplinare
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BIO/11
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Ore Aula
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20
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Ore Studio
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-
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Attività formativa
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Attività formative di base
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Crediti
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2
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Settore scientifico disciplinare
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BIO/11
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Ore Aula
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20
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Ore Studio
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-
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Attività formativa
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Attività formative affini ed integrative
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Canale Unico
Docente
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Capobianchi Maria Rosaria
(programma)
Struttura e replicazione del DNA; genoma ed esoma; organizzazione del materiale genetico: virus, batteri e cellule eucariotiche; alterazioni del genoma e meccanismi evolutivi; meccanismi di riparazione del DNA; controllo dell’espressione genica: promotori ed enhancer. Struttura e funzione dei vari tipi di RNA; maturazione dell’mRNA. Cenni sulla sintesi delle proteine: inizio, allungamento e terminazione della traduzione; modifiche post-traduzionali. Editing del genoma e il concetto di terapia genica, sviluppo e applicazioni della tecnica CRISPR/Cas9. Metodi di studio del DNA e dell’RNA: amplificazione enzimatica e rilevazione degli acidi nucleici; sequenziamento del DNA e metodi di sequenziamento massivo di nuova generazione (NGS); applicazioni dell’analisi di sequenza in contesti diagnostici, epidemiologici e forensi.
(testi)
• WATSON James D , BAKER Tania A , BELL Stephen P , GANN Alexander , LEVINE Michael , LOSICK Richard. Biologia molecolare del gene (Edizione 7) Zanichelli 2015; • Michael M. Cox, Jennifer Doudna, Michael O'Donnell. Biologia Molecolare. Principi e tecniche, Zanichelli 2013 • Amaldi, Benedetti, Pesole, Plevani, Biologia Molecolare (Edizione 3), 2018
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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Dal al |
Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova scritta
Prova orale
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