CHIMICA E BIOCHIMICA BIOLOGIA E GENETICA - canale 1

5 CFU - 1° semestre

Docenti titolari dell'insegnamento

MARCO RAGUSA - Modulo BIOLOGIA E GENETICA - BIO/13 - 2 CFU
MARIA TERESA CAMBRIA - Modulo CHIMICA E BIOCHIMICA - BIO/10 - 3 CFU

Obiettivi formativi

BIOLOGIA E GENETICA
Studio integrato della cellula e degli organismi viventi, con particolare riguardo ai meccanismi di base coinvolti nei seguenti processi: duplicazione e trasmissione dell'informazione genetica, sua espressione, sviluppo, differenziamento, proliferazione cellulare, biogenesi di organelli e strutture cellulari, interazione fra le cellule, basi biologiche del comportamento e dell'evoluzione.
CHIMICA E BIOCHIMICA
Il corso si prefigge di fornire una basilare preparazione di chimica generale inorganica e organica e di biochimica tale da comprendere la struttura e la funzione delle molecole di interesse biologico e del significato dei principali eventi metabolici. Al termine del modulo lo studente avrà appreso delle conoscenze generali sulle basi molecolari della vita, sulle proprietà chimiche fondamentali delle sostanze, sulla struttura e funzione delle macromolecole implicate nei processi vitali e sulle trasformazioni metaboliche delle biomolecole necessarie per il funzionamento dell’organismo umano. Inoltre, lo studente comprenderà il significato delle variazioni delle principali vie metaboliche in diversi contesti fisiologici e patologici.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

BIOLOGIA E GENETICA
Lezioni frontali del docente tramite slides in powerpoint
CHIMICA E BIOCHIMICA
Lezioni frontali

Prerequisiti richiesti

BIOLOGIA E GENETICA
Nessuno
CHIMICA E BIOCHIMICA
Il corso prevede i requisiti minimi di base per poter seguire con profitto le lezioni e affrontare l’esame finale. Lo studente che frequenta il corso di Chimica e Biochimica dovrà conoscere i concetti fondamentali di Chimica Generale e Inorganica e Chimica Organica oltre che di fisica e biologia (acquisiti nel corso delle Scuole Medie Superiori).

Frequenza lezioni

BIOLOGIA E GENETICA
Frequenza obbligatoria
CHIMICA E BIOCHIMICA
Obbligatoria

Contenuti del corso

BIOLOGIA E GENETICA
La teoria cellulare: cellule ed organismi.

Organizzazione strutturale e funzionale delle cellule eucariotiche e procariotiche.

Principi e meccanismi biologici e molecolari dell’evoluzione.

Membrane cellulari: struttura e funzioni.

Organuli cellulari: struttura, funzioni ed evoluzione.

Il citoscheletro

Il genoma nucleare e degli organuli.

Cromatina e cromosomi.

La duplicazione del DNA: meccanismi molecolari.

Espressione e funzioni biologiche del genoma.

Classificazione e struttura dei geni eucariotici e procariotici

Trascrizione: sintesi e rielaborazione degli RNA

Il codice genetico.

La sintesi proteica.

Mutazioni genetiche

La divisione cellulare: scissione binaria, mitosi e meiosi.

Modalità di trasmissione dei caratteri genetici nell’Uomo. La genetica mendeliana. I

limiti del modello mendeliano.
CHIMICA E BIOCHIMICA
La struttura dell'atomo: il nucleo e gli elettroni. Organizzazione degli elettroni attorno al nucleo ed elettronegatività. Il legame chimico. L'equilibrio chimico (equilibrio acido base). Le reazioni di ossido-riduzione. pH, pK e sistemi tampone. Le famiglie dei composti del carbonio, nomenclatura, proprietà fisiche, loro reazioni caratteristiche e di interesse biologico: Idrocarburi saturi, insaturi ed aromatici. I gruppi funzionali: alcoli, fenoli ed analoghi solforati; composti carbonilici (aldeidi, chetoni, ac. carbossilici e loro derivati). Le ammine. Carboidrati: monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi. Lipidi: acidi grassi, lipidi semplici, lipidi complessi e steroidi. Proteine: aminoacidi ed il legame peptidico, organizzazione strutturale. Le principali vie metaboliche ed i loro siti di controllo: metabolismo glucidico, lipidico e metabolismo degli amminoacidi. Le vitamine e le loro implicazioni metaboliche e nelle patologie

Testi di riferimento

BIOLOGIA E GENETICA
De Leo e Coll, Biologia e Genetica, Terza edizione - Ed Edises

NOTA: E’ importante utilizzare la edizione più recente
CHIMICA E BIOCHIMICA
- CHIMICA E BIOCHIMICA
  TESTO DI CHIMICA GENERALE, INORGANICA ED ORGANICA
  
  1. Chimica e Biochimica (solo per la parte di chimica e propedeutica biochimica) – M. Bertoldi, D. Colombo, O. Marin, P. Palestini - EdiSES
  
  TESTI DI BIOCHIMICA
  
  2. Introduzione alla Biochimica di Lehninger – D.L. Nelson, M.M. Cox – ZANICHELLI
  
  3. Biochimica medica – Siliprandi, Tettamanti – PICCIN

Altro materiale didattico

BIOLOGIA E GENETICA
Verranno messi a disposizione i pdf delle slides, scaricabili dal sito http://www.bgbunict.it/Html/Ragusa/biogenragfin.htm
CHIMICA E BIOCHIMICA
Slides illustrate e commentate nel corso delle lezioni in formato PDF stampabile

Programmazione del corso

BIOLOGIA E GENETICA
	Argomenti	Riferimenti testi
1	BASI CHIMICHE E ORGANIZZAZIONE MOLECOLARE DELLA VITA	De Leo e Coll - Cap 1
2	LE BASI DELL’ORGANIZZAZIONE BIOLOGICA E STRUTTURA DELLA CELLULA	De Leo e Coll - Cap 2
3	STRUTTURA E FUNZIONE DEL GENE	De Leo e Coll - Cap 4 + slides
4	DUPLICAZIONE DEL DNA	De Leo e Coll - Cap 4 + slides
5	TRASCRIZIONE E MATURAZIONE DEGLI RNA	De Leo e Coll - Cap 4 + slides
6	SINTESI PROTEICA	De Leo e Coll - Cap 4 + slides
7	MUTAZIONI	De Leo e Coll - Cap 10
8	GENETICA MENDELIANA	De Leo e Coll - Cap 11
CHIMICA E BIOCHIMICA
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Struttura della materia e Sistemi di misura	Testo 1: cap. 1
2	Atomo e sue proprietà periodiche: configurazione elettronica	Testo 1: cap. 2-3
3	Il legame chimico	Testo 1: cap. 4
4	Reazioni chimiche e reazioni di ossidoriduzione	Testo 1: cap. 4-5
5	Le soluzioni; calcolo della concentrazione delle soluzioni.	Testo 1: cap. 6
6	Acidi e basi; il pH. Soluzioni tampone	Testo 1: cap. 7
7	Gruppi funzionali	Testo 1: cap. 8-11
8	ELEMENTI DI CHIMICA ORGANICA IDROCARBURI
9	Alcani, cicloalcani; reazioni degli alcani (cenni). Alcheni, Cicloalcheni, Dieni ciclici. Reazioni degli acheni (cenni). Polimeri. Alchini Benzene. Struttura, aromaticità. Reazioni caratteristiche del benzene (cenni). Alogenuri alchilici: cenni	Testo 1: cap. 9,12 (12.1, .2, .3)
10	Carboidrati e lipidi	Testo 1: cap.13-14
11	La struttura degli aminoacidi. Il legame peptidico. Organizzazione strutturale delle proteine: struttura primaria, secondaria, terziaria, quaternaria. Le proteine globulari: albumina e cromoproteine. Proteine fibrose: collagene, elastina, cheratina. Le immunoglobuline e le lipoproteine plasmatiche. Cenni sui metodi di purificazione delle proteine: cromatografia, elettroforesi, Western blotting	Testo 2: cap. 3-4
12	La struttura dell’Eme. Inserimento dell’ossigeno. La Mioglobina: struttura e funzione. Analogie e differenze con l’Emoglobina. L’Emoglobina: struttura e funzione. Il trasporto dell’ossigeno e del biossido di carbonio. L’effetto Bohr. Il 2,3-bisfosfoglicerato e suo ruolo fisiologico. Funzione tampone dell’emoglobina. Cenno sulle varianti emoglobiniche: emoglobina fetale. Cenni sulle emoglobinopatie	Testo 2: cap. 5
13	GLI ENZIMI Cenni di termodinamica delle reazioni in biochimica. L’energia libera di Gibbs. L’energia di attivazione e ruolo degli enzimi nell’abbassamento del suo valore. Lo stato di transizione nelle razioni. Curve di saturazione. Effetto della concentrazione del substrato. La curva e l’equazione di Michaelis-Menten. Significato della Km e della Vmax. L’inibizione enzimatica. Enzimi nella diagnostica. Regolazione enzimatica	Testo 2: cap. 6
14	IL METABOLISMO GLUCIDICO: glicolisi, gluconeogenesi, il ciclo di Krebs. Le fermentazioni e LDH. Ciclo di Cori e dell'alanina. Il destino metabolico del piruvato. Metabolismo del glicogeno.	Testo 2: cap. 7, 12, 14 , 15, 16, 19 (parti curate a lezione)
15	IL METABOLISMO LIPIDICO. Ossidazione degli acidi grassi e regolazione. I corpi chetonici e la loro utilizzazione energetica.	Testo 2: cap. 10, 17
16	IL METAB. DEGLI AA. reazioni di transaminazione, deaminazione e decarbossilazione (amine biogene). Le principali transaminasi nelle patologie epatiche e nell’ischemia cardiaca: GOT e GPT. La Glutammato deidrogenasi. Ciclo dell'Urea.	Testo 2: cap. 18 Testo 3: cap. 13 (parti curate a lezione)
17	LE VITAMINE e le loro implicazioni metaboliche e nella patologia.	Testo 2: cap. 8

Verifica dell'apprendimento

MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

BIOLOGIA E GENETICA
Esame orale: tre domande, incluso un esercizio di genetica mendeliana
CHIMICA E BIOCHIMICA
Esame orale

ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

BIOLOGIA E GENETICA
Ruolo dei lisosomi

Le mutazioni puntiformi

Il codice genetico

differenze tra eucarioti e procarioti

funzione del nucleolo
CHIMICA E BIOCHIMICA
1 Le reazioni di ossido-riduzione

2 Regolazione della glicolisi

3 Significato clinico-diagnostico delle Transaminasi

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