Chimica

ANNA SCOTTO D'ABUSCO
LUCIANA MOSCA

Il corso, articolato su 6 CFU, è finalizzato alla comprensione della biochimica degli acidi nucleici e dell’uso delle nuove tecnologie basate su manipolazioni del genoma.
In particolare, saranno oggetto del corso lo studio della struttura del DNA e dei relativi processi di replicazione, trascrizione e traduzione, con descrizione dei meccanismi di riparo da mutazioni o dai danni indotti da stress ossidativo. Verranno inoltre descritte le principali tecniche utilizzate in ambito biochimico per la produzione, purificazione, caratterizzazione e analisi di proteine e di prodotti delle biotecnologie, oltre ad un’accurata descrizione delle principali metodiche analitiche degli acidi nucleici e delle tecniche biotecnologiche basate sull’impiego di microrganismi procarioti ed eucarioti per la produzione di proteine ricombinanti e eventuale produzione di nuovi farmaci.
Verranno inoltre proposti seminari specifici su argomenti di attualità quali le nanotecnologie e la bioinformatica o approfondimenti di tecniche avanzate quali la proteomica o la crioelettromicroscopia, per ampliare il ventaglio di conoscenze.
Verrà fornito materiale didattico aggiuntivo rispetto ai libri di testo, in particolare letteratura scientifica aggiornata, per approfondire alcuni argomenti e per sviluppare negli studenti la capacità critica e di ricerca di informazioni costantemente aggiornate.

Obiettivi specifici
a) conoscenza e capacità di comprensione:
Comprensione di: struttura e funzione del DNA e dell’RNA; processi di replicazione trascrizione e traduzione; modificazioni postraduzionali delle proteine, folding e malattie da misfolding; analisi degli acidi nucleici; manipolazione di microorganismi per la produzione di specifiche proteine o prodotti del metabolismo secondario.
b) capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Capacità di individuare e descrivere i processi di manipolazione del DNA e di applicarli alla produzione di specifiche sostanze di interesse chimico con cenni per l’approccio farmacologico. Lo studente dovrà dimostrare di possedere gli strumenti necessari a padroneggiare argomenti in campo biologico (biochimico, microbiologico, biologico molecolare e cellulare), valorizzando le proprie competenze chimiche sulle molecole dei viventi.
c) autonomia di giudizio:
Capacità di lettura e di analisi critica della letteratura scientifica nel campo della biochimica delle proteine e degli acidi nucleici.
d) abilità comunicative:
Capacità di descrivere i principali pathway metabolici degli acidi nucleici e le principali tecniche biochimiche di investigazione correlate.
e) capacità di apprendimento:
La modalità di insegnamento che include argomenti di ricerca di frontiera e, in particolare, il lavoro indipendente degli studenti nella lettura critica di lavori scientifici, il coinvolgimento degli studenti nelle discussioni sugli argomenti trattati, sviluppano la capacità di studiare in modo autonomo e autogestito.

L'attesa è che la/o studentessa/nte comprenda i principali processi chimici e biochimici relativi alla struttura e funzione delle cellule e degli organelli intracellulari, i metabolismi di glucidi, lipidi, proteine e acidi nucleici. E' richiesto inoltre la comprensione dei meccanismi di controllo del metabolismo, il confronto fra metabolismo procariotico e quello eucariotico e i processi di biosegnalazione

Conoscenze acquisite con la frequenza alla Laurea triennale in Chimica

AMBIENTE CELLULARE: Cellule procariotiche, eucariotiche e virus; Duplicazione cellulare: Scissione binaria, Mitosi e Meiosi; Ciclo cellulare; Controllo del ciclo cellulare.
STRUTTURE CELLULARI: La membrana plasmatica, componenti della membrana plasmatica, sua struttura e funzione. Trasporti di membrana, diffusione semplice, trasporto mediato, passivo e attivo.
LIPIDI: Definizione e ruolo biochimico. Acidi grassi: acidi grassi saturi ed insaturi. Acido arachidonico e derivati. Trigliceridi. Fosfolipidi. Colesterolo e derivati (ormoni steroidei, vitamina D, sali biliari). Membrane biologiche. Trasporti di membrana.
METABOLISMO DEI GLUCIDI: Digestione ed assorbimento. Glicolisi aerobia e anaerobia. Ossidazione del piruvato. Ciclo di Krebs. Glicogenolisi e glicogenosintesi. Gluconeogenesi confronto fra glicolisi e gluconeogenesi, tappe e meccanismi di controllo. Via dei pentosi fosfati. Reazioni anaplerotiche.
METABOLISMO DEI LIPIDI: Biosintesi e catabolismo del colesterolo. Sintesi di Vitamina D, Sali biliari, Ormoni steroidei.
VITAMINE: Struttura e funzione, vitamine idrosolubili, vitamine liposolubili. Ipovitaminosi e ipervitaminosi. Radicali liberi e antiossidanti.
BIOENERGETICA: ATP e altri composti ad alta energia. Catena respiratoria e fosforilazione ossidativa. Inibitori e disaccoppianti delle respirazione cellulare. Ossidoriduzioni biologiche.
RADICALI LIBERI: Specie reattive dell’ossigeno e dell’azoto. Formazione e reattività di ROS e RNS. Meccanismi di difesa dai radicali liberi. I radicali liberi nei processi infiammatori.
METABOLISMO BATTERICO: Vie metaboliche e confronto con le vie metaboliche degli eucarioti.
BIOSEGNALAZIONE: Ormoni, proprietà e meccanismo di azione. Recettori. Meccanismi di trasduzione del segnale e secondi messaggeri. Regolazione ormonale della glicemia. Regolazione ormonale del metabolismo minerale (calcio e fosforo).
IL SISTEMA IMMUNITARIO: Cellule del sistema immunitario; Immunità innata e immunità acquisita; Recettori attivi nell’immunità innata, Toll-like receptor; Immunità specifica: umorale e cellulare; Complesso maggiore di istocompatibilità, MHC I; T-cell receptor; Complesso maggiore di istocompatibilità, MHC II (HLA); Plasmacellule; produzione anticorpale; Struttura e funzione delle immunoglobuline.
METODOLOGIE: Produzione di anticorpi policlonali e monoclonali; Analisi delle proteine mediante l’utilizzo di anticorpi: Western blot; ELISA; Microscopia a fluorescenza.

Voet & Voet - Fondamenti di Biochimica- Ed. Zanichelli
Campbell-Farrell-McDougal - Biochimica- Ed. Edisess
Nelson & Cox - I principi di Biochimica del Lenhinger-Ed. Zanichelli
D’Andrea - La Biochimica di T. M. Devlin-Ed. Edisess
Berg, Timozcko, Gatto, Stryer - Biochimica- Ed. Zanichelli
Bonaccorsi di Patti, Contestabile, Di Salvo – Metodologie Biochimiche- Ed. Zanichelli

Pubblicazioni recenti verranno suggeriti a lezioni

ll docente eroga la didattica frontale con modalità tradizionale, con ausili audiovisivi e con calendarizzazione delle lezioni come riportato sul Sistema Aule/Orari del GOMP e pubblicato sul sito web del CdS.

Gli studenti possono liberamente scegliere se seguire il Corso

Per superare l'esame occorre conseguire un voto non inferiore a 18/30. Lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente degli argomenti di Biochimica II.
Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve invece dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso, essendo in grado di raccordarli in modo logico e coerente.

Viene richiesta l'esposizione di uno o più argomenti spiegato a lezione e facente parte del programma di studi

• Cellule
  procariotiche e eucariotiche – 8 ore
  
  Citoscheletro,
  ciclo cellulare, mitosi e meiosi
  
  Lipidi. Trasporti di membrana 
  • Testi di riferimento: Materiale
    
    didattico fornito dal docente (slide) e testi di riferimento indicati nella
    
    sezione “Testi” 


• Metabolismo
  glucidico – 16 ore
  
  Glicolisi e
  gluconeogenesi, step di controllo delle due vie
  
  Ciclo di Krebs,
  catena di trasporto degli elettroni
  
  Via dei
  pentosio fosfati e specie reattive dell’ossigeno 
  • Testi di riferimento: Materiale
    
    didattico fornito dal docente (slide) e testi di riferimento indicati nella
    
    sezione “Testi” 


• Vitamine e
  colesterolo – 8 ore
  
  Vitamine
  liposolubili e idrosolubili.
  
  Biosintesi del
  colesterolo, destini del colesterolo 
  • Testi di riferimento: Materiale
    
    didattico fornito dal docente (slide) e testi di riferimento indicati nella
    
    sezione “Testi” 


• Biosegnalazione
  – 6 ore
  
  Secondi
  messaggeri. Insulina e glucagone
  
  Ormoni steroidei
  e tiroidei 
  • Testi di riferimento: Materiale
    
    didattico fornito dal docente (slide) e testi di riferimento indicati nella
    
    sezione “Testi” 


• Sistema
  immunitario – 8 ore
  
  Caratteristiche
  del sistema immunitario,
  
  produzione di
  anticorpi da parte delle cellule B.
  
  Produzione in
  vitro di anticorpi monoclonali e policlonali. 
  • Testi di riferimento: Materiale
    
    didattico fornito dal docente (slide) e testi di riferimento indicati nella
    
    sezione “Testi” 


• Tecniche di laboratorio - 2 ore. Tecniche che prevedono l’uso di
  anticorpi, WB, ELISA, IF
  • Testi di riferimento: Materiale
    
    didattico fornito dal docente (slide) e testi di riferimento indicati nella
    
    sezione “Testi”