BIOCHIMICA - canale 3

BIO/10 - 5 CFU - 1° semestre

Docente titolare dell'insegnamento

VINCENZO GIUSEPPE NICOLETTI
Email: nicovigi@unict.it
Edificio / Indirizzo: Torre Biologica / via S. Sofia 97
Telefono: 0954781160
Orario ricevimento: per appuntamento


Obiettivi formativi

Il corso di Biochimica si propone di fornire agli studenti di medicina le basi per capire i contesti fisico, chimico e biologico in cui si inquadrano molecole, reazioni e vie metaboliche; di dare rilievo alle relazioni tra struttura e funzione delle principali classi di macromolecole ed alla regolazione metabolica a livello molecolare e cellulare; di stimolare l'interesse dello studente sviluppando i vari argomenti in modo logico e consequenziale, evidenziando le connessioni tra i vari processi, sottolineando gli aspetti clinici, introducendo i metodi sperimentali che hanno permesso di ottenere le principali acquisizioni scientifiche.

Alla fine del corso lo studente avrà compreso i rapporti struttura-funzione delle principali molecole biologiche, i meccanismi biochimici essenziali per una corretta funzionalità metabolica e le conseguenze delle loro alterazioni.


Prerequisiti richiesti

Chimica e propedeutica biochimica



Frequenza lezioni

Obbligatoria.



Contenuti del corso

Argomenti già trattati in Chimica e Propedeutica biochimica: sistemi tampone fisiologici, radicali liberi, struttura dei glicidi e dei lipidi, elementi di enzimologia, struttura dei nucleotidi e degli acidi nucleici. STRUTTURA DELLE PROTEINE Struttura, proprietà generali e classificazione degli amminoacidi. Legame peptidico. Definizione di struttura primaria, secondaria, terziaria, quaternaria. Angoli phi, psi, chi, omega. Grafico di Ramachandran. Struttura secondaria: alfa-elica; beta-strand, foglietti beta paralleli, antiparalleli, misti. Ripiegamenti inversi (reverse turn). Strutture supersecondarie. Definizione di dominio proteico. I legami che stabilizzano la struttura terziaria delle proteine. Proteine fibrose e proteine globulari. Classificazione strutturale delle proteine. Proteine fibrose: cheratine, fibroina della seta, collageno, elastina. Il collageno: struttura primaria, struttura secondaria (tripla elica allungata); sintesi e modificazioni post-traduzionali (idrossilazione delle proline e della lisina; ruolo dell’acido ascorbico; glicosilazioni; trasformazione del pro-collageno in collageno; ossidazione delle lisine e formazione di legami crociati). Proteine di membrana. Folding e denaturazione delle proteine. Misfolding proteico e patologie umane. Porfirine e gruppo eme. Struttura della mioglobina, dell’emoglobina e delle catene globiniche. classificazione delle catene globiniche. Curva di saturazione con ossigeno dell'emoglobina e della mioglobina. L’emoglobina come proteina allosterica. Struttura dell’ossiemoglobina e della deossiemoglobina. Effetto Bohr; 2,3 BPG. Emoglobina e trasporto ematico della CO2. Emoglobina e regolazione dell’equilibrio acido-base. Emoglobina fetale. Basi molecolari delle emoglobinopatie e talassemie. Principi fondamentali delle tecniche per il dosaggio e la purificazione delle proteine (precipitazione, cromatografia, elettroforesi, ultracentrifugazione, dosaggi immunologici). Principi fondamentali delle tecniche per il sequenziamento e per la determinazione della struttura tridimensionale (cristallografia a raggi X, NMR) delle proteine. BIOENERGETICA MITOCONDRIALE Richiami di termodinamica chimica; variazione di energia libera standard; chimica dell'ATP e composti ad alta energia; Ruolo dell'ATP nella bioenergetica. Relazione tra variazione di energia libera standard e differenza di potenziale standard di ossidoriduzione. Coenzimi piridin-nucleotidici: NAD e NADP; struttura e funzione come trasportatori di idrogeno; coenzimi mobili; acido nicotinico e nicotinamide (vitamina PP). Catena mitocondriale di trasporto degli elettroni: membrana mitocondriale interna ed esterna; potenziali standard di ossidoriduzione dei componenti della catena di trasporto degli elettroni. Organizzazione della catena di trasporto degli elettroni in complessi lipoproteici della membrana interna (complesso I - II - III - IV) e componenti mobili (ubichinone e citocromo C). Coenzimi flavinici (Struttura e funzione come trasportatori di idrogeno; FMN e FAD, riboflavina o vitamina B2 ); Ferrosolfoproteine; Struttura e funzione dei citocromi; Struttura e funzioni del: Complesso I (NADH- ubichinone ossido reduttasi), Complesso II ( succinato-ubichinone ossido reduttasi), Complesso III (ubichinolo-citocromo C ossido reduttasi); Complesso IV (citocromo ossidasi). Inibitori del trasporto degli elettroni. Fosforilazione ossidativa: ATP sintasi mitocondriale (complesso V): struttura e funzione dei fattori F1 e Fo; rapporto P/O; ipotesi dell'accoppiamento chemiosmotico; gradiente elettrochimico di H+; controllo respiratorio; disaccoppianti. Termogenina e tessuto adiposo bruno. BIOCHIMICA METABOLICA Vitamine e coenzimi. Tiamina, riboflavina, piridossina, nicotinamide, acido pantotenico, coenzima A, biotina, acido folico, retinolo, calciferolo, acido ascorbico, funzioni della vitamina B12

Metabolismo dell’emoglobina. Biosintesi e catabolismo dell’eme; ruolo nella biogenesi della creatina, del glutatione e nella biosintesi nucleotidi purinici. Metabolismo del ferro. Metabolismo del rame. Bilirubina diretta e indiretta. Iperbilirubinemie.

Biochimica dei metalli. Ferro e rame: ioni, assorbimento, escrezione, trasporto, ruoli biologici, omeostasi cellulare, cenni di patologia (emocromatosi, morbo di Wilson).
Metabolismo dei nucleotidi Biosintesi "de novo" dei nucleotidi pirimidinici e sua regolazione. Biosintesi de novo dei nucleotidi purinici e interconversione. Trasformazione dei ribonucleotidi in deossiribonucleotidi. Via di recupero delle basi. Catabolismo dei nucleotidi purinici ed acido urico; le iperuricemie (gotta primaria, secondaria).



Testi di riferimento

Siliprandi-Tettamanti. Biochimica Medica. Piccin.

Nelson Cox. I principi di Biochimica di Lehninger. Zanichelli

Devlin. Biochimica con aspetti clinici. EdiSES


Altro materiale didattico

http://studium.unict.it/dokeos/2016/main/document/document.php?cidReq=1010659C2&curdirpath=/lezioni%20di%20biochimica%201



Verifica dell'apprendimento


MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

Prova scritta: quiz a risposta multipla e domande aperte. Prova in itinere per il modulo di Biochimica I.


PROVE IN ITINERE

La prova in itinere riguarderà la parte di programma svolta nel 1° modulo. Sarà svolta tramite esame scritto.

La prova scritta presenta una parte composta da 22-24 quiz a risposta multipla, del valore di un punto ciascuno, fino ad un massimo totale di 20 punti. I punti per le domande eccedenti serviranno per la valutazione della lode e/o per offrire un vantaggio. Non sono ammesse correzioni. Non sono previsti punti negativi per le risposte sbagliate. Una sola sarà la risposta esatta.

Un’altra parte sarà formata da due domande aperte del valore massimo di 5 punti ciascuna, ma lo studente potrà scegliere di dare una sola risposta che potrà valere fino ad un massimo di 10 punti. Anche in questo caso verranno proposte altre domande per dare allo studente la possibilità di scegliere le due più congeniali. La commissione d’esame si riserva comunque la possibilitrà di effettuare una verifica orale.


PROVE DI FINE CORSO

La prova finale riguarderà la parte di programma svolta nel 2° modulo. Sarà svolta tramite esame scritto.

La prova scritta presenta una parte composta da 22-24 quiz a risposta multipla, del valore di un punto ciascuno, fino ad un massimo totale di 20 punti. I punti per le domande eccedenti serviranno per la valutazione della lode e/o per offrire un vantaggio. Non sono ammesse correzioni. Non sono previsti punti negativi per le risposte sbagliate. Una sola sarà la risposta esatta.

Un’altra parte sarà formata da due domande aperte del valore massimo di 5 punti ciascuna, ma lo studente potrà scegliere di dare una sola risposta che potrà valere fino ad un massimo di 10 punti. Anche in questo caso verranno proposte altre domande per dare allo studente la possibilità di scegliere le due più congeniali. La commissione d’esame si riserva comunque la possibilitrà di effettuare una verifica orale.


ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

Gli studenti avranno la possibiltà di visionare il compito per 15 mminuti e decidere se ritirarsi o proseguire.




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