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Percorso della pagina
  1. Area di Scienze
  2. Corso di Laurea Triennale
  3. Scienze Biologiche [E1302Q - E1301Q]
  4. Insegnamenti
  5. A.A. 2024-2025
  6. 2° anno
  1. Chimica Biologica
  2. Introduzione
Insegnamento Titolo del corso
Chimica Biologica
Codice identificativo del corso
2425-2-E1301Q073
Descrizione del corso SYLLABUS

Syllabus del corso

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Esporta

Obiettivi

Il corso si propone di impartire le conoscenze introduttive alla biochimica che costituiscono il bagaglio conoscitivo e concettuale indispensabile per il successivo approfondimento di qualsiasi fenomeno biologico a livello molecolare e cellulare. In particolare il programma verte su chimica delle proteine, enzimologia e metabolismo.
Una parte significativa del corso consisterà di esercitazioni teoriche in cui gli studenti saranno addestrati all’utilizzo di semplici leggi chimico-fisiche che governano i fenomeni biologici.

  1. Conoscenze e capacità di comprensione. Le conoscenze erogate forniscono gli strumenti per la comprensione dei fenomeni biologici a livello molecolare e cellulare.
  2. Conoscenze e capacità di comprensione applicate. Le conoscenze costituiscono una base conoscitiva iniziale per l’approccio dei problemi sperimentali in ambito biologico.
  3. Autonomia di giudizio. Il corso fornisce una iniziale base conoscitiva per la comprensione della letteratura scientifica e per la valutazione critica delle problematiche legate alla sperimentazione biologica.
  4. Abilità comunicative. Il corso fornisce alcuni elementi basilari del linguaggio scientifico correntemente utilizzato nell’ambito della ricerca biologica.
  5. Capacità di apprendere. La base conoscitiva fornita dal corso è presupposto indispensabile per un efficace apprendimento di contenuti erogati nel successivo percorso formativo in molteplici ambiti della biologia.

Contenuti sintetici

PRIMO MODULO:

  • Le interazioni non covalenti in soluzione acquosa
  • Livelli di organizzazione strutturale e proprietà delle proteine
  • Enzimologia
  • Proteine allosteriche

SECONDO MODULO:

  • Il metabolismo

Programma esteso

PRIMO MODULO:

1 - GENERALITA’
Struttura e proprietà generali dell’acqua. Interazioni non covalenti intra- e intermolecolari: implicazioni nelle proprietà delle molecole biologiche. Dissociazione acido-base in soluzione acquosa. Soluzioni tampone.
2 - LIVELLI DI ORGANIZZAZIONE STRUTTURALE E PROPRIETÀ DELLE PROTEINE
Struttura degli aminoacidi presenti nelle proteine. Proprietà fisiche degli amminoacidi. Proprietà acido-base degli amminoacidi. Natura del legame peptidico. Proteine: definizione dei diversi livelli organizzativi. Proteine dotate di sola struttura secondaria. Proprietà fisiche delle proteine. Criteri di classificazione delle proteine. Cenni sui meccanismi di ripiegamento delle proteine. Cenni sui metodi di previsione della struttura tridimensionale delle proteine sulla base della struttura primaria
3 - GLI ENZIMI
Fattori coinvolti nei meccanismi di catalisi enzimatica. Esempi di meccanismi di reazioni catalizzate da enzimi. Cinetica enzimatica allo stato stazionario. Fattori fisici che influenzano l’attività enzimatica. Regolazione dell’attività enzimatica: ruolo di inibitori e attivatori.
4 - PROTEINE ALLOSTERICHE
Definizione e ruolo adattativo delle proteine allosteriche. Fondamenti molecolari dell’allostericità. Modelli interpretativi dei meccanismi molecolari del comportamento allosterico. Alcuni esempi di proteine allosteriche. Le globine.

SECONDO MODULO:

5 - IL METABOLISMO
a) Il piano generale del metabolismo. Il metabolismo energetico; il ruolo dell’ATP nel metabolismo energetico e nel trasferimento di energia chimica. b) La glicolisi aerobica e anaerobica. c) Principi generali dell’ossidoriduzione. Il metabolismo ossidativo: ciclo del citrato e fosforilazione ossidativa; l’accoppiamento chemioosmotico. d) Gluconeogenesi e glicogeno. e) Principi generali del controllo ormonale del metabolismo: il caso di adrenalina, glucagone e insulina. f) La via dei pentoso-fosfati: ruoli metabolici della glucosio 6-fosfato deidrogenasi. I coenzimi NAD e NADP e differenziazione dei loro ruoli metabolici. g) Il metabolismo dei lipidi: assimilazione, degradazione, immagazzinamento, biosintesi e meccanismi regolativi. I corpi chetonici. h) Difetti metabolici e diabete. i) cenni sul metabolismo del colesterolo e degli ormoni steroidei j) Il metabolismo dell’azoto: il ricambio di amminoacidi e proteine; l’autofagia; il catabolismo e la biosintesi degli amminoacidi; il catabolismo e la biosintesi dell’azoto proteico; il ruolo delle amminotransferasi. k) Il ciclo dell’azoto. l) L’integrazione del metabolismo.

Prerequisiti

Conoscenza di chimica generale e organica e di elementi base di biologia cellulare.

Modalità didattica

64 ore, 32 lezioni da 2 ore costituite da: una parte in modalità erogativa (didattica erogativa, DE) focalizzata sulla presentazione-illustrazione di contenuti, concetti, principi scientifici; una parte in modalità interattiva (didattica interattiva, DI), che prevede interventi didattici integrativi, discussione di casi di studio.

Tutte le attività sono svolte in presenza
L'insegnamento verrà tenuto in lingua italiana

Materiale didattico

  • Campbell e Farrell: “Biochimica”, Edises
  • Nelson, Cox: “Principi di biochimica di Lehninger”, Ed. Zanichelli
  • Mathews, Van Holde, Ahern: “Biochimica”, Casa Editrice Ambrosiana.
  • Sono inoltre disponibili gratuitamente online ulteriori supporti (sito e-learning del corso), in particolare una dispensa completa sulle tematiche di chimica delle proteine ed enzimologia, nonché una raccolta di presentazioni Power point che includono tutte le tematiche e i contenuti relativi al metabolismo trattati a lezione.

Periodo di erogazione dell'insegnamento

Primo semestre.

Modalità di verifica del profitto e valutazione

Gli studenti devono sostenere due esami scritti a quiz, uno per ciascun modulo, inclusivi di tutti i contenuti dei rispettivi moduli. Segue un esame orale finale in cui gli studenti devono dimostrare la conoscenza dei concetti base della materia.

Orario di ricevimento

I docenti ricevono per appuntamento.

Sustainable Development Goals

ISTRUZIONE DI QUALITÁ
Esporta

Aims

The course imparts basic knowledge of biochemistry, which represents the stock of knowledge and concepts required to address any further biological subject at the molecular and cellular level. In particular, it deals with protein chemistry, enzymology and metabolism.
A significant part of the teaching will be devoted to theoretical exercises, whereby students will be familiarized with basic chemical-physical laws that govern bi0logical phenomena.

  1. Knowledge and understanding. Knowledge imparted provides the basic tools for the understanding of biological phenomena at the molecular and cellular level.
  2. Applying knowledge and understanding. Knowledge imparted represents the basic background to address experimental issues in biology.
  3. Making judgments. The course provides a knowledge basis for the understanding of scientific literature and for the critical assessment of issue related to biological experimentation.
  4. Communication skills. The course imparts basic elements of scientific language currently adopted in the context of biological research.
  5. Learning skills. Knowledge provided by the course represents a prerequisite for effective learning of contents subsequently imparted in several areas of biology.

Contents

FIRST MODULE:

  • Non-covalent interactions in aqueous solution
  • Structural levels and properties of proteins
  • Enzymology
  • Allosteric proteins

SECOND MODULE:

  • Metabolism

Detailed program

FIRST MODULE:

1 - GENERAL PRINCIPLES
Structure and general properties of water. Intra- and intermolecular non-covalent interactions: their role in determining the properties of biological molecules. Acid-base dissociation in aqueous solutions. Buffer solutions.
2 – LEVELS OF STRUCTURAL ORGANIZATION IN PROTEINS
Structures of amino acids found in proteins. Physical and acid-base properties of amino acids. Properties of the peptide bond. Filamentous proteins. The different structural levels in proteins. Physical properties of proteins. Criteria of classification of proteins. Basic principles of protein folding. Methods of protein 3D structure prediction.
3 - ENZYMES
Mechanisms of enzyme catalysis. Examples of mechanisms of enzyme-catalyzed reactions. Steady-state enzyme kinetics. Physical factors affecting enzyme activity. Regulation of the enzyme activity: the role of inhibitors and activators.
4 – ALLOSTERIC PROTEINS
Definition and adaptive roles of allosteric behavior. Molecular mechanisms of allostericity. Interpretation of allosteric behavior at the molecular level. Some examples of allosteric proteins and enzymes. The globins.

SECOND MODULE:

5 – METABOLISM
Basic principles. Glycolysis and fermentations. The Krebs cycle. The oxidative phosphorylation. The pentose-phosphate pathway. Biosynthesis and degradation of lipids. Biosynthesis and degradation of amino acids. Glycogen metabolism. Gluconeogenesis. The nitrogen cycle in the biosphere. Integration of metabolic pathways. Basic concepts on the role and the action mechanisms of hormones.

Prerequisites

General and organic chemistry. Basic knowledge of cell biology.

Teaching form

64 h lessons, 2 h each: a section of delivered didactics (Didattica erogativa, DE) focused on the presentation-illustration of contents by the lecturer; a section of interactive teaching (Didattica Interattiva, DI) including teaching interventions supplementary to delivered didactic activities and discussion of case studies.

Didactic activities are conveyed by means of face-to-face lectures
Teaching language: Italian

Textbook and teaching resource

  • Campbell e Farrell: “Biochimica”, Edises
  • Nelson, Cox: “Principi di biochimica di Lehninger”, Ed. Zanichelli
  • Mathews, Van Holde, Ahern: “Biochimica”, Casa Editrice Ambrosiana.
  • A text drawn up by the teacher is available online for free (e-learning).

Semester

1st semester.

Assessment method

Students must take two multiple choice tests (one for each teaching module) addressing all contents of the respective module. This is followed by a final oral examination, whereby students must prove to be acquainted with the basic concepts of the taught subjects.

Office hours

The teachers receive by appointment.

Sustainable Development Goals

QUALITY EDUCATION
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Scheda del corso

Settore disciplinare
BIO/10
CFU
8
Periodo
Primo Semestre
Tipo di attività
Obbligatorio
Ore
68
Tipologia CdS
Laurea Triennale
Lingua
Italiano

Staff

    Docente

  • DP
    Davide Prosperi

Opinione studenti

Vedi valutazione del precedente anno accademico

Bibliografia

Trova i libri per questo corso nella Biblioteca di Ateneo

Metodi di iscrizione

Iscrizione spontanea (Studente)
Iscrizione manuale

Obiettivi di sviluppo sostenibile

ISTRUZIONE DI QUALITÁ - Assicurare un'istruzione di qualità, equa ed inclusiva, e promuovere opportunità di apprendimento permanente per tutti
ISTRUZIONE DI QUALITÁ

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