Università degli Studi di Perugia

Insegnamento BIOCHIMICA GENERALE

Nome del corso di laurea Medicina veterinaria
Codice insegnamento GP005361
Curriculum Comune a tutti i curricula
Docente responsabile Luca Avellini
CFU 11
Regolamento Coorte 2021
Erogato Erogato nel 2021/22
Erogato altro regolamento
Periodo Primo Semestre
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Tipo attività Attività formativa integrata
Suddivisione

BIOCHIMICA GENERALE ED APPLICATA

Codice GP005391
CFU 5
Docente responsabile Luca Avellini
Docenti
  • Luca Avellini
Ore
  • 50 Ore - Luca Avellini
Attività Base
Ambito Discipline della struttura, funzione e metabolismo delle molecole di interesse biologico
Settore BIO/10
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Lingua insegnamento Italiano
Contenuti Bioenergetica e metabolismo. Ruolo funzionale e processi catabolici e anabolici di glucidi, lipidi e proteine, compresi i meccanismi di transdeaminazione e ureogenesi. Meccanismi di regolazione del metabolismo e interrelazioni tra i vari metabolismi nei mammiferi. Principi generali sulle tecniche preparative, cromatografiche e spettrofotometriche.
Testi di riferimento M.L. Nelson, M.M. Cox "Principi di Biochimica di Lehninger" Zanichelli;K. Wilson, J. Walker “Biochimica e biologia molecolare. Principi e tecniche” Cortina Raffaello.
Obiettivi formativi CONOSCENZE e CAPACITA’ DI COMPRENSIONE
Lo studente dovrà dimostrare una adeguata conoscenza
- della bioenergetica;
- delle vie metaboliche, delle loro integrazioni e regolazioni;
- delle basi teoriche delle tecniche preparative, spettroscopiche e cromatografiche di più comune utilizzo.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Alla fine del corso, lo studente dovrà aver sviluppato le seguenti abilità:
- comprendere le specificità d’organo e tessuto e le differenze tra specie che verranno trattate successivamente nel corso di “Biochimica Veterinaria Sistematica e Comparata”;
- comprendere, riconoscere e prevedere i diversi adattamenti metabolici conseguenti ai mutamenti alimentari o ambientali, oltre i diversi bisogni fisiologici e legati in generale al benessere animale;
- utilizzare i più comuni strumenti di laboratorio per le misurazioni gravimetriche e volumetriche
- eseguire l'estrazione dei lipidi con solventi e di eseguire una TLC.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Lo studente dovrà essere in grado di argomentare in modo critico e autonomo gli adattamenti omeostatici attesi in caso di mutamenti, sia normali che patologici, del metabolismo o dell’alimentazione.
ABILITA’ COMUNICATIVE
Al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di organizzare ed esporre le conoscenze acquisite supportandole con rigore argomentativo, completezza, proprietà di linguaggio, e capacità di collegamento con altri contesti sia in forma scritta che orale.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO
Al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di:
- saper integrare e gestire in modo autonomo le conoscenze acquisite con informazioni derivate da testi scientifici o risorse bibliografiche e di impiegare quanto appreso anche in contesti diversi, compresa la ricerca;
- possedere una padronanza della materia tale da poter comprendere i contenuti degli insegnamenti successivi quali la biochimica sistematica e comparata, la biologia molecolare, la fisiologia, la patologia generale, la nutrizione, la farmaco-tossicologia e la medicina di laboratorio.
Prerequisiti
Metodi didattici Il corso si articolerà in- Lezioni frontali (43 ore) in aula che tratteranno tutti gli argomenti previsti dal programma del corso.- Esercitazioni pratiche (7 ore totali) effettuate presso i laboratori didattici (piano seminterrato edificio centrale) che avvieranno gli studenti alla conoscenza/soluzione dei problemi di base del laboratorio biochimico. Gli studenti saranno divisi in 4 gruppi di massimo 20 studenti.
Altre informazioni Il docente renderà disponibile on-line il materiale utilizzato per le lezioni.Su richiesta di gruppi di studenti verranno svolti incontri per il ripasso del programma in prossimità delle sedute d'esame presso le aule del Polo didattico. Il Docente si rende disponibile (previ accordi) anche al di fuori degli orari di ricevimento ufficiali (Mar e Gio 13-14) per spiegazioni sugli argomenti del programma. Durante il periodo delle lezioni gli studenti potranno far riferimento ad un tutor d'aula che gestirà in prima persona il rapporto con i vari Docenti del semestre e li terrà informati su tutti gli stumenti previsti per favorire la loro progressione in carriera. All'inizio del periodo delle lezioni il Docente, in collaborazione con alcuni studenti volontari, creerà un gruppo di lavoro su un social-network, a cui potranno liberamente aderire tutti gli interessati e che consentirà la massima rapidità di diffusione e visibilità ad ogni problema/soluzione di natura logistica o didattica che si presenti durante, o successivamente, allo svolgimento del corso.
Modalità di verifica dell'apprendimento
Programma esteso INTRODUZIONE AL METABOLISMO: meccanismi di regolazione dell'attività enzimatica, modulazione allosterica omotropica ed eterotropica, modello simmetrico e sequenziale, comportamento dell'emoglobina; regolazione covalente reversibile, concetto di secondo messaggero, amplificazione a cascata del segnale. La regolazione automatica: termodinamica e cinetica. La regolazione a distanza, trasduzione del segnale. Compartimentazione cellulare. Organizzazione del metabolismo, legami ad alta energia libera di idrolisi, ciclo dell'ATP (4 modi di utilizzazione e 4 modi per la sintesi dell'ATP).
METABOLISMO GLUCIDICO: Origine e destini del glucosio, ruolo dell'esochinasi e della glucochinasi; la glicolisi: le singole reazioni delle due fasi, utilizzazione di altri monosaccaridi, destini del piruvato (lattato deidrogenasi e complesso della decarbossilazione del piruvato); gluconeogenesi: origine dei precursori, reazioni specifiche; regolazione reciproca di glicolisi e gluconeogenesi, enzima bifunzionale e fruttosio 2-6 bisfosfato. Sintesi e degradazione del glicogeno, ruolo dell'UDP-glucosio, regolazione allosterica e covalente del metabolismo del glicogeno. Ciclo di Cori. Via del pentosio fosfato.
METABOLISMO TERMINALE: Origine dell'Acetil-CoA, Ciclo di Krebs: singole reazioni, ruolo anfibolico, ruolo dell'ossalacetato, reazioni anaplerotiche; regolazione reciproca di piruvato carbossilasi e piruvato deidrogenasi. Catena respiratoria: trasportatori e potenziale red-ox, ciclo dell'ubichinone, le pompe protoniche, il gradiente protonico come forma di immagazzinamento di energia (traslocasi dei nucleotidi adenilici e termogenina); Fosforilazione ossidativa. Regolazione da carico energetico. Resa energetica. I sistemi navetta (del malato-aspartato e del glicerolo-fosfato).
METABOLISMO LIPIDICO, PROTEICO ed INTERRELAZIONI METABOLICHE: Trasporto dei lipidi nel sangue. AcilCoA sintetasi, ruolo della carnitina e regolazione del trasporto, beta-ossidazione degli acidi grassi saturi ed insaturi e a numero dispari di C: singole reazioni e resa energetica; sintesi e significato dei corpi chetonici. Sintesi del palmitato, reazioni di allungamento e desaturazione, trasporto del citrato e ruolo dell'enzima malico. Amminoacidi glucogenici e lipogenici, transdeaminazioni, ruolo di alanina e glutammina. Metabolismo azotato e ciclo dell'urea. Interrelazioni metaboliche.
METODOLOGIE BIOCHIMICHE. Principi generali delle tecniche analitiche e preparative di comune utilizzo nel laboratorio biochimico: tecniche cromatografiche (TLC, HPLC, GLC) e spettrofotometriche (Legge di Lambert-Beer, curve di taratura, spettrofotometro a singolo e doppio raggio, Fluorimetro).
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile

CHIMICA GENERALE ED ORGANICA

Codice GP005389
CFU 3
Docente responsabile Tiziana Del Giacco
Docenti
  • Tiziana Del Giacco
Ore
  • 30 Ore - Tiziana Del Giacco
Attività Base
Ambito Discipline applicate agli studi medico-veterinari
Settore CHIM/06
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Lingua insegnamento Italiano
Contenuti Introduzione generale alla chimica. CHIMICA GENERALE: struttura atomica degli elementi, reattività e legami interatomici; concentrazione e proprietà delle soluzioni; la chimica in azione: le reazioni. CHIMICA ORGANICA: gruppi funzionali, isomeria, meccanismi di reazione, classi di composti e relative reazioni.
Testi di riferimento Testi consigliati:
Dario Ghigo “Elementi di chimica generale e organica. Per i corsi di area sanitaria.” Libreria Universitaria
Bettelheim, Brown, Campbell, Farrell "Chimica e propedeutica biochimica" Edises

Diapositive di lezione e bibliografia fornita dal docente.
Obiettivi formativi L’obiettivo principale di questo insegnamento è quello di fornire agli studenti le conoscenze di base della chimica generale ed organica, prerequisito fondamentale per il successivo approfondimento in diversi ambiti della chimica e della biologia, con particolare riferimento ai processi biochimici.

CONOSCENZE ACQUISITE - Le principali conoscenze acquisite saranno nell’ambito della chimica generale: la struttura atomica e molecolare della materia, la reattività chimica, la termodinamica e l’equilibrio, le proprietà delle soluzioni; nell’ambito della chimica organica: la nomenclatura, la struttura e la reattività dei principali gruppi funzionali (dagli idrocarburi ai composti organici contenenti eteroatomi), i meccanismi di reazione attraverso i quali possono essere razionalizzate le trasformazioni dei composti organici e i principi fondamentali dell'isomeria. Lo svolgimento degli esercizi pertinenti gli argomenti trattati nelle lezioni frontali offrirà allo studente la possibilità di valutare e verificare le conoscenze acquisite.

COMPETENZE ED ABILITA' ACQUISITE - Al termine del corso lo studente sarà in grado di utilizzare i concetti di base di chimica generale e organica per il successivo sviluppo delle competenze specifiche nel settore medico-veterinario. In particolare sarà in grado di utilizzare le conoscenze acquisite per la comprensione in chiave molecolare dei meccanismi biologici di cellule e organismi animali. La comprensione dei meccanismi di reazione consentirà allo studente di razionalizzare le trasformazioni dei composti organici in ambito biochimico.
Prerequisiti
Metodi didattici Il corso è organizzato nel seguente modo:
-lezioni frontali in aula (26 ore) riguardanti gli argomenti previsti dal programma del corso, supportate da Power Point e lavagna; alla fine di ogni argomento sono previsti esempi che hanno lo scopo di facilitare, approfondire e incrementare l’apprendimento.
-esercitazioni pratiche (4 ore) che consistono nella risoluzione di quesiti riguardanti i calcoli stechiometrici applicati alle soluzioni, il pH, le proprietà colligative e le soluzioni tampone. Sono previsti anche esperimenti dimostrativi su alcuni argomenti del corso presso il laboratorio didattico. Gli studenti saranno divisi in 4 gruppi, ognuno costituito al massimo da 20 studenti.
Altre informazioni
Modalità di verifica dell'apprendimento
Programma esteso INTRODUZIONE ALLA CHIMICA
CHIMICA GENERALE
1) Struttura atomica degli elementi, reattività e legami interatomici: struttura atomica, gli orbitali, configurazione elettronica, proprietà periodiche degli elementi, reattività degli elementi e regola dell’ottetto, il legame chimico, ibridazione, formule di struttura, risonanza.(5 ore)
2) Interazioni intermolecolari deboli (forze di van der Waals e di London, legame idrogeno); concentrazione e proprietà delle soluzioni: peso molecolare e mole, le soluzioni, calcoli stechiometrici, proprietà colligative. (4 ore)
3) La chimica in azione-le reazioni: velocità di reazione, elementi di termodinamica, equilibrio chimico, catalisi, acidi e basi, pH, titolazioni, sistemi tampone, ossido riduzioni. (4 ore)
CHIMICA ORGANICA
1) Gruppi funzionali. (3 ore)
2) Isomeria. (3 ore)
3) Meccanismi di reazione. (2 ore)
4) Classi di composti e relative reazioni: alcani, alcheni e alchini; idrocarburi aromatici; alcol, eteri e tiocomposti; aldeidi e chetoni; acidi carbossilici; ammine. (5 ore)

PROPEDEUTICA BIOCHIMICA

Codice GP005390
CFU 3
Docente responsabile Luca Avellini
Docenti
  • Luca Avellini
Ore
  • 30 Ore - Luca Avellini
Attività Base
Ambito Discipline della struttura, funzione e metabolismo delle molecole di interesse biologico
Settore BIO/10
Tipo insegnamento Obbligatorio (Required)
Lingua insegnamento Italiano
Contenuti Struttura, caratteristiche chimico-fisiche e reattività dei gruppi funzionali in Glucidi, Lipidi, Proteine ed Nucleotidi. Le membrane biologiche e i meccanismi di trasporto transmembrana. Rapporto tra struttura e funzione nelle proteine.
Testi di riferimento Bettelheim, Brown, Campbell, Farrell "Chimica e Propedeutica Biochimica" EdiSESM.L. Nelson, M.M. Cox "Principi di Biochimica di Lehninger" Zanichelli
Obiettivi formativi CONOSCENZE e CAPACITA’ DI COMPRENSIONE
Lo studente dovrà dimostrare una adeguata conoscenza
- delle caratteristiche chimico-fisiche e della reattività dei gruppi funzionali presenti nelle molecole di interesse biologico;
- della classificazione strutturale e delle caratteristiche metaboliche di glucidi, lipidi, amminoacidi e nucleotidi;
- dei meccanismi catalitici e delle interazioni macromolecolari.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Alla fine del corso, lo studente dovrà aver sviluppato le seguenti abilità:
- familiarità con i gruppi funzionali presenti nelle macromolecule biologiche in maniera da poterne predire la reattività chimica;
- capacità di applicare allo studio della Biochimica le conoscenze di base su cinetica chimica, termodinamica, ossidoriduzioni ed equilibrio acido-base acquisite nel corso di “Chimica Generale e Organica”
- capacità di comprendere la funzione biochimica di glucidi, lipidi e proteine, la cinetica enzimatica e la bioenergetica
- capacità di discutere in maniera ragionata sulle singole reazioni delle vie metaboliche studiate nel modulo di Biochimica generale ed applicata.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Lo studente dovrà essere in grado di argomentare in modo critico e autonomo i collegamenti tra chimica e biologia.
ABILITA’ COMUNICATIVE
Al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di organizzare ed esporre le conoscenze acquisite supportandole con rigore argomentativo, completezza, proprietà di linguaggio, e capacità di collegamento con altri contesti sia in forma scritta che orale.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO
Al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di:
- saper integrare e gestire in modo autonomo le conoscenze acquisite con informazioni derivate da testi scientifici o risorse bibliografiche e di impiegare quanto appreso anche in contesti diversi, compresa la ricerca;
- possedere una padronanza della materia tale da poter comprendere i contenuti degli insegnamenti successivi quali, oltre la biochimica, la fisiologia e la nutrizione.
Prerequisiti
Metodi didattici Il corso si articolerà in:- Lezioni frontali (26 ore) in aula che tratteranno tutti gli argomenti previsti dal programma del corso- Esercitazioni pratiche (per 4 ore totali) effettuate sia in aula che presso i laboratori didattici (piano seminterrato edificio centrale) volte all'approfondimento e all'applicazione pratica di temi trattati durante le lezioni teoriche. Gli studenti saranno divisi in 4 gruppi di massimo 15 studenti.
Altre informazioni Il docente renderà disponibile on-line il materiale utilizzato per le lezioni.Su richiesta di gruppi di studenti verranno svolti incontri per il ripasso del programma in prossimità delle sedute d'esame presso le aule del Polo didattico.Il Docente si rende disponibile (previ accordi) anche al di fuori degli orari di ricevimento ufficiali (Mar e Gio 13-14) per spiegazioni sugli argomenti del programma.Durante il periodo delle lezioni gli studenti potranno far riferimento ad un tutor d'aula che gestirà in prima persona il rapporto con i vari Docenti del semestre e li terrà informati su tutti gli stumenti previsti per favorire la loro progressione in carriera.All'inizio del periodo delle lezioni il Docente, in collaborazione con alcuni studenti volontari, creerà un gruppo di lavoro su un social-network, a cui potranno liberamente aderire tutti gli interessati e che consentirà la massima rapidità di diffusione e visibilità ad ogni problema/soluzione di natura logistica o didattica che si presenti durante, o successivamente, allo svolgimento del corso.
Modalità di verifica dell'apprendimento
Programma esteso Richiami di chimica organica: reazioni di sostituzione, somma ed eliminazione. Nucleofili ed elettrofili. Stati di ossidazione dell'atomo del carbonio. Basicità delle ammine.
Le MOLECOLE di INTERESSE BIOLOGICO:Glucidi - Monosaccaridi e serie steriche: aldosi, chetosi, epimeri. Strutture cicliche e reazioni di emiacetalizzazione, anomeri e mutarotazione, condensazione alcolica, tautomeria cheto-enolica e interconversione degli osi; formazioni di acetali e legame glicosidico, di- e poli-saccaridi. Lipidi - Acidi grassi saturi, mono- e poli-insaturi, essenziali; reazioni di esterificazione, glicerolipidi, molecole anfipatiche, micelle e doppi strati. Steroidi. Modello di membrana biologica - mesomorfismo termotropico, concetto di fluidità di membrana. Poteine - Amminoacidi e loro classificazioni; le reazioni degli amminoacidi: lo zwitterione, formazione di emiamminali e di basi di Shiff, ruolo del piridossalfosfato, decarbossilazione, deaminazione, alfa-beta eliminazione. Il legame peptidico, i 4 livelli di struttura delle proteine, denaturazione e rinaturazione. Nucleotidi: le basi puriniche e pirimidiniche, nucleosidi e legame N-glicosidico, ribosio e desossiribosio, i legami fosfoanidridici.
INTRODUZIONE al METABOLISMO:Trasporti attraverso le membrane (diffusione semplice e facilitata, proteine vettrici e canale, trasporto attivo primario e secondario, affinità, specificità e velocità massima), la compartimentazione cellulare.Interazione proteina-ligando e la modificazione conformazionale.
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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