Course Syllabus
Obiettivi
L'insegnamento si propone di fornire una visione completa dei meccanismi di funzionamento delle principali macromolecole biologiche e delle vie metaboliche. Lo studente imparerà ad applicare al mondo biologico quanto appreso nei corsi di chimica e biologia e ad individuare connessioni e aspetti quantitativi.
Conoscenza e capacità di comprensione. Lo studente imparerà a comprendere e interpretare i processi biochimici in base ai principi generali derivati dalla chimica e dalla fisica.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione. Al termine dell'insegnamento lo studente avrà imparato ad applicare le conoscenze acquisite alla risoluzione di problemi, calcoli e alla pianificazione di esperimenti nel campo.
Autonomia di giudizio. Lo studente dovrà essere in grado di elaborare quanto appreso e a valutarne le interconnessioni con altre materie sia biochimiche che non.
Abilità comunicative. Alla fine dell'insegnamento lo studente saprà esprimersi in modo appropriato nella descrizione delle tematiche affrontate.
Capacità di apprendimento. Alla fine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di consultare la letteratura sugli argomenti trattati e saprà analizzare, applicare e integrare e collegare le conoscenze acquisite con quanto verrà appreso in insegnamenti correlati agli aspetti di base e applicativi della biochimica.
Contenuti sintetici
L'insegnamento tratta le basi biochimiche delle funzioni cellulari. Si considerano in particolare i rapporti struttura/funzione delle proteine e degli enzimi, i principi della bioenergetica e gli aspetti generali del metabolismo degradativo e biosintetico. Sono esaminate, con diverso livello di dettaglio, le principali vie metaboliche e la loro regolazione ed integrazione.
Programma esteso
Introduzione al corso: la logica biochimica della materia vivente
a) Proteine
Proprietà chimico fisiche degli amminoacidi, legame peptidico, struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria. Cenni di metodologie analitiche e preparative. Cenni sul ripiegamento delle proteine
Emoglobina, mioglobina e trasporto dell’ossigeno nel sangue
Enzimi
Meccanismi di catalisi, esempi di reazioni enzimatiche (serina proteasi, lisozima, enolasi)
Cinetica enzimatica e regolazione dell’attività enzimatica (attivazione, inibizione, allosteria)
b) Metabolismo
Richiami di termodinamica dei sistemi biologici, composti ad alto contenuto energetico, concetto di reazione accoppiata, reazioni di ossidoriduzione
Glicolisi, gluconeogenesi, metabolismo del glicogeno
Il ciclo dell’ acido citrico
Catabolismo e biosintesi degli acidi grassi.
Ossidazione degli amminoacidi e ciclo dell’urea
La fosforilazione ossidativa
Cenni sul metabolismo di amminoacidi e nucleotidi
c) Regolazione e integrazione del metabolismo
Principi di regolazione metabolica
Prerequisiti
Prerequisiti: Conoscenze di Chimica generale e inorganica; Istituzioni di Biologia; Chimica organica.
Propedeuticità specifiche: Chimica organica
Propedeuticità generali: lo studente potrà sostenere l'esame previo superamento degli esami di Istituzioni di Biologia, Chimica generale e inorganica, e Matematica, Lingua Straniera.
Modalità didattica
Il corso si svolge interamente in presenza per un totale di 64 ore articolate in 32 lezioni così strutturate:
- una parte in modalità erogativa(didattica erogativa, DE) focalizzata sulla presentazione- di contenuti, concetti, principi scientifici
- una parte in modalità interattiva (didattica interattiva, DI), che prevede interventi didattici integrativi, brevi, interventi effettuati dai corsisti, esercizi applicativi della teoria.
Un ulteriore supporto alla preparazione dell’esame è fornito tramite esercitazioni in calendario al di fuori dell’orario di lezione e tenute da un tutor/esercitatore per un totale di 16 ore.
L'insegnamento è tenuto in lingua italiana.
Materiale didattico
Il materiale mostrato a lezione è disponibile sulla piattaforma e-learning dell'insegnamento.
Libri di testo suggeriti:
- D.L. Nelson, M.M. Cox: I principi di Biochimica di Lehninger, Zanichelli;
- C.K. Mathews, K.E. van Holde et al: Biochimica, Piccin; D. Voet, J.G. Voet, Pratt: Fondamenti di Biochimica, Zanichelli; Nelson e Cox: Introduzione alla Biochimica di Lehninger Zanichelli
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
L’esame consiste in uno scritto e un orale. Lo scritto è basato su esercizi che prevedono calcoli e brevi domande a risposta aperta. Solo chi supera lo scritto può accedere all’orale che deve essere sostenuto nella stessa sessione di esame e verte sull'intero programma.
Per gli studenti che frequentano nell'anno in corso, lo scritto totale può essere sostituito con due prove in itinere che si svolgono a metà e alla fine del corso. Alla seconda prova accede solo chi è risultato sufficiente nella prima. Il risultato totale delle prove parziali è valido fino alla sessione di aprile dello stesso anno accademico. Il voto delle prove parziali, insieme a quello della prova orale, concorre a definire il voto finale.
Per chi non ha sostenuto le prove parziali, sono previsti esami scritti complessivi
Orario di ricevimento
Ricevimento: su appuntamento, previa richiesta per mail al docente.
Sustainable Development Goals
Aims
This course aims to provide students with a comprehensive view on the mechanisms of action of biological molecules and on metabolic pathways. Knowledge acquired in previous courses will be applied in a quantitative way to biological processes.
Knowledge and understanding. Understanding and interpreting biochemical processes through the principles of chemistry and physics
Applying knowledge and understanding. Students will learn how to apply knowledge to solve problems and to plan experiments in the field.
Making judgements. Students will learn to evaluate information provided and to bring it in relation with other scientific issues
Communication skills. Students will learn to correctly discuss and present biochemical topics issues
Learning skills. Students will become able to analyze scientific literature and to apply and integrate knowledge and information
Contents
This course deals with the biochemical bases of cell function. Major topics are structure/function relationships in proteins and enzymes, principles of bioenergetics, general aspects of catabolism and anabolism. Metabolic pathways are described at different level of detail and regulation and integration thereof are analyzed.
Detailed program
Introduction: principles and rules of biological chemistry
a) Proteins
Amino acids, peptide bond, primary, secondary, tertiary and quaternary structure. Principles of protein folding. Techniques of protein purification and analysis
Transport of oxygen: myoglobin and hemoglobin
Enzymes
Mechanisms of catalysis. Examples of enzymes: serine protease, lysozyme, enolase
Enzyme kinetics and regulation (activation, inhibition, allostery)
b) Metabolism
Bioenergetics, high-energy compounds, coupled reactions, biological oxidation and reduction reactions
Glycolysis, gluconeogenesis and glycogen metabolism
Citric acid cycle
Catabolism and synthesis of lipids
Amino acids metabolism, the urea cycle
Electron transport and oxidative phosphorylation
c) Metabolism integration and regulation
Fundamentals of metabolic regulation
Prerequisites
Background: General and Organic chemistry; Introductory Biology
Specific prerequisites: Organic chemistry
General prerequisites: Students can take the exams of the second year after passing the examinations of Introductory Biology, General and Inorganic Chemistry, Mathematics, and Foreign Language.
Teaching form
Teaching activities are conveyed by means of face-to-face lectures and organized in 32 2-hours-lectures consisting of:
- a section of delivered didactics (Didattica erogativa, DE) focused on the presentation-of contents by the lecturer.
- a section of interactive teaching (Didattica Interattiva, DI) including teaching interventions supplementary to delivered didactic activities, short interventions by trainees, exercises).
To help students prepare for the exam 16 hours supplementary activities supervised by a tutor are offered
Teaching language: Italian.
Textbook and teaching resource
Learning material is available at the e-learning platform of the course.
Recommended textbooks:
- D.L. Nelson, M.M. Cox: I principi di Biochimica di Lehninger, Zanichelli; C.K. Mathews, K.E. van Holde et al: Biochimica,
- Piccin; D. Voet, J.G. Voet, Pratt: Fondamenti di Biochimica, Zanichelli; Nelson e Cox: Introduzione alla Biochimica di Lehninger Zanichelli
Semester
First semester
Assessment method
The exam consists of a written and an oral exam. The written part is based on exercises that involve calculations and short open questions. Only those who pass the written exam can access the oral exam which must be taken in the same session and covers the entire program.
For students attending in the current year, the total written test can be replaced with two ongoing tests which take place halfway and at the end of the course. Only those who pass the first test can access the second one. The total result of the partial tests is valid until the April session of the same academic year. The grade of the partial tests, together with that of the oral exam, contributes to defining the final grade.
For those who have not taken the partial tests, there are overall written exams
Office hours
Contact: on demand, upon request by mail to lecturer
