BASI MOLECOLARI DELLA VITA Canale unico
Docente coordinatore e verbalizzante: CARLO TRAVAGLINI ALLOCATELLI
Modulo 1: FISICA APPLICATA
- Tipologia
- Scienze propedeutiche
- SSD
- FIS/07
- Anno
- N/D
- Semestre
- N/D
- CFU
- 2
- Distribuzione delle ore
- 20 classroom hours
- Docenti
- MICHELA FRATINI
Modulo 2: BIOCHIMICA
- Tipologia
- Scienze biomediche
- SSD
- BIO/10
- Anno
- N/D
- Semestre
- N/D
- CFU
- 2
- Distribuzione delle ore
- 20 classroom hours
- Docenti
- CARLO TRAVAGLINI ALLOCATELLI
Modulo 3: BIOLOGIA APPLICATA
- Tipologia
- Scienze biomediche
- SSD
- BIO/13
- Anno
- N/D
- Semestre
- N/D
- CFU
- 1
- Distribuzione delle ore
- 10 classroom hours
- Docenti
- CARLO TRAVAGLINI ALLOCATELLI
Modulo 4: GENETICA MEDICA
- Tipologia
- Scienze biomediche
- SSD
- MED/03
- Anno
- N/D
- Semestre
- N/D
- CFU
- 1
- Distribuzione delle ore
- 10 classroom hours
- Docenti
- VIVIANA CAPUTO
Risultati di apprendimento attesi
Il Corso ha lo scopo di fornire allo studente le basi quantitative per comprendere i principali processi che avvengono nell’organismo. Gli studenti saranno in grado di applicare i principi essenziali della Biochimica, della Fisica e della Genetica alla comprensione del metabolismo cellulare. Questo risultato permetterà agli studenti di valutare criticamente le informazioni di di questi tre diversi aspetti necessarie a garantire la comprensione degli fenomeni molecolari alla base di alcuni aspetti della fisiopatologia cellulare.
Prerequisiti
Conoscenze di base, di Chimica, Fisica, Biologia e Genetica
Programma dell’insegnamento
Modulo: FISICA APPLICATA
N/D
Modulo: BIOCHIMICA
Legami chimici, architettura molecolare, reazioni acido-base, reazioni di ossidoriduzione. Macromolecole di interesse biologico: carboidrati, lipidi, acidi nucleici. Bioenergetica: cenni di termodinamica, legami ad alta energia, reazioni accoppiate. Struttura e funzione delle proteine (con esempi specifici). Proteine allosteriche. Enzimi: meccanismi di catalisi e regolazione. Principali vie metaboliche e loro regolazione.
Modulo: BIOLOGIA APPLICATA
Aspetti principali dei processi molecolari nelle cellule procariotiche ed eucariotiche. Organizzazione di geni e genomi. Replicazione del DNA. Trascrizione dell'RNA. Sintesi delle proteine. Metodologie del DNA ricombinante e biotecnologie.
Modulo: GENETICA MEDICA
- Il DNA: struttura e funzioni. La sintesi proteica.
- Geni, genoma e mutazioni genetiche.
- La trasmissione ereditaria dei caratteri.
- Classificazione delle malattie genetiche.
- Esempi di malattie monogeniche.
- I cromosomi umani. Cariotipo. Anomalie cromosomiche. Malattie cromosomiche.
- Rischi di ricorrenza delle malattie monogeniche e cromosomiche.
- La diagnosi di malattie monogeniche e cromosomiche. I test genetici.
- Diagnosi prenatale di malattie genetiche.
- La consulenza genetica: indicazioni, finalità e modalità.
Testi di riferimento
Modulo: FISICA APPLICATA
N/D
Modulo: BIOCHIMICA
Mason, Losos, Singer; vol. Biologia & Genetica e Biologia Molecolare - PICCIN
Stefani, Taddei; Chimica, Biochimica e Biologia applicata - ZANICHELLI
Materiale didattico online sul sito del Corso.
Modulo: BIOLOGIA APPLICATA
Mason, Losos, Singer; vol. Biologia & Genetica e Biologia Molecolare - PICCIN
Stefani, Taddei; Chimica, Biochimica e Biologia applicata - ZANICHELLI
Materiale didattico online sul sito del Corso.
Modulo: GENETICA MEDICA
- Elementi di genetica medica, Clementi, Editore: Edises.
- Materiale fornito dal docente.
Bibliografia
Modulo: FISICA APPLICATA
N/D
Modulo: BIOCHIMICA
N/D
Modulo: BIOLOGIA APPLICATA
N/D
Modulo: GENETICA MEDICA
N/D
Modalità di svolgimento
lezioni frontali con proiezione di diapositive, sessioni di domande e risposte, risoluzione di esercizi a piccoli gruppi e alla lavagna
Frequenza
Obbligatoria
Modalità di esame
Test scritto con domande a risposta multipla e domande aperte e/o a completamento.
Esempi di domande
Riconoscere reazioni acido-base e reazioni di ossidoriduzione. Riconoscere e saper scrivere le formule di struttura delle principali classi di biomolecole (carboidrati, lipidi, amminoacidi, proteine, acidi nucleici).
Descrivere le principali vie metaboliche del catabolismo e i principali processi cellulari a livello molecolare (replicazione del DNA, trascrizione dell'RNA, sintesi delle proteine).
Descrivere le caratteristiche principali della replicazione del DNA, della trascrizione dell'RNA e della sintesi delle proteine.
Conoscere le metodiche principali delle Biotecnologie (clonaggio ed espressione di proteine ricombinanti, PCR, mutagenesi sito-specifica).
Programmazione delle attività didattiche
Modulo: FISICA APPLICATA
- ProgrammaGRANDEZZE FISICHE E OPERAZIONI VETTORIALILa Fisica; il concetto di grandezza fisica: definizione operativa; misura di una grandezza fisica: unità di misura; il sistema internazionale; grandezze fondamentali e grandezze derivate; multipli e sottomultipli; conversioni tra unità di misura; dimensioni fisiche e equazioni dimensionali; misure dirette e indirette; errori di misura: errori casuali e sistematici; cifre significative e incertezza associate alle misure; grandezze scalari e grandezze vettoriali; operazioni vettoriali: somma e differenza di vettori; prodotto di un vettore per uno scalare; prodotto scalare; prodotto vettoriale.MECCANICACinematica: il punto materiale; il sistema di riferimento; traiettoria e legge oraria; la velocità media e la velocità istantanea; il moto rettilineo uniforme: legge oraria; l’accelerazione e il moto rettilineo uniformemente accelerato: legge oraria; la caduta libera di un corpo: equazioni del moto; lo spostamento, la velocità e l’accelerazione come vettori; i moti curvilinei: accelerazione tangenziale e radiale; il moto circolare uniforme e le sue grandezze; il moto armonico.Dinamica: il concetto di forza; la forza come grandezza vettoriale; primo, secondo e terzo principio della dinamica; i sistemi di riferimento inerziali e non inerziali; la forza peso e l’accelerazione di gravità; massa e peso; la reazione vincolare; le forze di attrito; la forza elastica.Statica: il corpo rigido; il baricentro e il centro di massa; il baricentro negli uomini; equilibrio del corpo umano; condizioni di equilibrio di corpi rigidi; momento meccanico di una forza; le leve di primo, secondo, terzo genere; vantaggio di una leva; le leve del corpo umano.LAVORO ED ENERGIALavoro di una forza: lavoro motore, lavoro resistente, lavoro nullo; la potenza; il lavoro di una forza costante: la forza peso; il lavoro di una forza non costante: la forza elastica; il concetto di energia; energia cinetica; teorema dell'energia cinetica; forze conservative e forze dissipative; energia potenziale: energia potenziale gravitazionale, energia potenziale elastica; principio di conservazione dell’energia meccanica.MECCANICA DEI FLUIDI Statica: stati di aggregazione della materia; i fluidi; densità, pressione; il principio di Pascal; la pressione idrostatica; la legge di Stevino; la pressione atmosferica e l’esperimento di Torricelli.Dinamica: fluidi ideali e condizione di stazionarietà; portata ed equazione di continuità; ramificazioni di un condotto; il teorema di Bernoulli; applicazioni biologiche: aneurisma e stenosi; fluidi reali; il moto laminare; la viscosità; la legge di Hagen-Poiseuille; resistenza meccanica di un condotto; resistenza meccanica nel sistema circolatorio; il regime turbolento e il numero di Reynolds; Applicazioni: lo sfigmomanometro e la misura della pressione arteriosa.ELETTRICITA’ Carica elettrica, conservazione e quantizzazione della carica; conduttori, semiconduttori e isolanti; elettrizzazione per strofinio, per contatto, per induzione; la legge di Coulomb e la bilancia di torsione; la forza di Coulomb nella materia; il campo elettrostatico e il vettore campo elettrico; linee di forza del campo elettrico; il lavoro nel campo elettrostatico; energia potenziale elettrostatica; il potenziale elettrico; la differenza di potenziale; potenziale di una carica puntiforme; le superfici equipotenziali; il flusso del campo elettrico e il teorema di Gauss; campo elettrostatico nei conduttori; i condensatori e la capacità; la corrente elettrica; la resistenza elettrica; prima e seconda legge di Ohm; la resistività; i circuiti elettrici; effetto termico della corrente: effetto Joule e potenza elettrica; analisi circuitale: resistenze in serie e in parallelo; Applicazioni: conduzione elettrica nel sistema nervoso umano: l’impulso nervoso e il modello a cavo dell’assone.MAGNETISMO E ONDE ELETTROMAGNETICHELe proprietà magnetiche della materia; paramagnetismo, diamagnetismo, ferromagnetismo: la permeabilità magnetica; le calamite; fenomeni magnetici: interazione magnete-magnete e i poli magnetici; il campo magnetico terrestre; intensità, direzione e verso del campo magnetico; linee di forza del campo magnetico; confronto campo elettrico, campo magnetico; l’elettromagnetismo: esperienza di Faraday e esperienza di Ampere: interazione magnete-corrente e forza tra correnti; il campo magnetico generato da un filo percorso da corrente; la legge di Ampere; la legge di Biot Savart; il campo elettromagnetico; la propagazione del campo elettromagnetico e onde elettromagnetiche; parametri di un’onda periodica: lunghezza d’onda, frequenza, periodo, velocità, ampiezza; lo spettro elettromagnetico.OTTICALa luce e le onde elettromagnetiche; ottica geometrica e ottica fisica; interazione della luce con la materia: riflessione, rifrazione, diffusione, assorbimento; l’indice di rifrazione; la legge di Snell; la riflessione totale e le fibre ottiche; la dispersione della luce e il prisma; cenni di diffrazione; i sistemi ottici: specchio piano e specchio sferico concavo e convesso; le lenti: lenti convergenti e divergenti; miopia, ipermetropia e correzione tramite lenti; i raggi principali delle lenti e la costruzione delle immagini; la formula delle lenti sottili; ingrandimento; il potere diottrico; .IL SUONOFenomeni ondulatori; definizione, classificazione e tipi di onde; onde trasversali e longitudinali; onde piane, sferiche, circolari; i raggi e i fronti d’onda; onde armoniche: doppia periodicità spaziale e temporale; le grandezze caratteristiche di un’onda: lunghezza d’onda, frequenza, periodo, velocità, ampiezza. Il suono; emissione, propagazione e ricezione del suono; la velocità del suono; la propagazione del suono in un mezzo; il suono come onda di pressione; percezione dei parametri caratteristici: altezza, timbro e intensità del suono; grandezze energetiche del suono: potenza e intensità di una sorgente acustica; le frequenze udibili; la propagazione delle onde sonore: assorbimento, riflessione, rifrazione, diffrazione, interferenza di onde sonore; range in frequenza delle onde sonore; la propagazione delle onde sonore: assorbimento, riflessione, rifrazione, interferenza (costruttiva, ordinaria, distruttiva), diffrazione; orecchio esterno e diffrazione; la risonanza; i livelli sonori e il decibel: il livello di pressione sonora, il livello di intensità sonora, il livello di potenza sonora; suoni puri e suoni complessi; il teorema di Fourier; frequenza fondamentale e armoniche; analisi e sintesi; analisi in frequenza e spettro del segnale sonoro. La fisica dell’apparato uditivo.TERMODINAMICASistema termodinamico; il concetto di temperatura; equilibrio termico; scale di temperatura; la temperatura assoluta; i termometri; l’energia interna; il calore; flusso di calore ed equilibrio termico; energia, lavoro e calore; la caloria e l’esperimento di Joule; la trasmissione del calore: conduzione, convezione ed irraggiamento; conduttori ed isolanti termici; la quantità di calore, il calore specifico e la capacità termica; cambiamenti di stato; calore latente; i gas; l’equazione di stato dei gas perfetti e la scala assoluta delle temperature; cenni di teoria cinetica dei gas; gas reali e temperatura critica; primo e secondo principio della termodinamica; il lavoro in una trasformazione termodinamica.
Modulo: BIOCHIMICA
- Unità didattica 1. Legami chimici, architettura molecolare, reazioni acido-base, reazioni di ossidoriduzione.Unità didattica 2. Macromolecole di interesse biologico: carboidrati, lipidi, acidi nucleici. Bioenergetica: cenni di termodinamica, legami ad alta energia, reazioni accoppiate.Unità didattica 3. Struttura e funzione delle proteine. Proteine per il trasporto dell'ossigeno. Proteine allosteriche. Enzimi: meccanismi di catalisi e regolazione.Unità didattica 4.Principali vie metaboliche e loro regolazione. Bioenergetica.
Modulo: BIOLOGIA APPLICATA
- Unità didattica 1. Struttura del DNA e replicazione.Unità didattica 2. Strutture dei diversi tipi di RNA e trascrizione. I geni interrotti e lo splicing.Unità didattica 3. Il ribosoma e la sintesi delle proteine.Unità didattica 4. Tecnologie del DNA ricombinante e biotecnologie.
Modulo: GENETICA MEDICA
- - Il DNA: struttura e funzioni. La sintesi proteica. Geni,
genoma e mutazioni genetiche. 2h - - La trasmissione ereditaria dei caratteri. Classificazione
delle malattie genetiche. 2h - - Esempi di malattie monogeniche. 1h
- - I cromosomi umani. Cariotipo. Anomalie cromosomiche.
Malattie cromosomiche. 2h - - La diagnosi di malattie monogeniche e cromosomiche. I test
genetici. 1h - - Diagnosi prenatale di malattie genetiche. 1h
- - La consulenza genetica: indicazioni, finalità e modalità.1h
Obiettivi per lo sviluppo sostenibile - Agenda ONU 2030
- Anno accademico2026/2027
- Corso di studio a cui afferisce l’insegnamentoLogopedia (abilitante alla professione sanitaria di Logopedista) - Corso di laurea A - Roma Azienda Policlinico Umberto I
- Presenza obbligatoriaNo
- Linguaita
- CFU6 CFU distribuiti in 4 moduli didattici integrati
- Durata complessiva60 ore