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 2017 |
| Erogato | Erogato nel 2017/18 |
| Erogato altro regolamento | |
| Anno | 1 |
| 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 |
|
| Ore |
|
| 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 | Regolazione dell'attività enzimatica. 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. Il materiale utilizzato dal docente a lezione sarà disponibile sulla piattaforma di elearning ufficiale dell'Università (Unistudium) |
| Obiettivi formativi | L'insegnamento ha l'obiettivo principale di fornire gli elementi di base per una adeguata conoscenza delle vie metaboliche, delle loro integrazioni e regolazioni e di fornire le basi teoriche delle tecniche preparative, spettroscopiche e cromatografiche di più comune utilizzo. Alla fine del corso, lo studente possiederà le adeguate basi culturali per comprendere le specificità d’organo e tessuto e le differenze tra specie trattate dalla biochimica sistematica e comparata e per affrontare lo studio delle altre materie successive, soprattutto della fisiologia e della patologia generale nonché della nutrizione e della farmaco-tossicologia. Inoltre lo studente acquisterà la capacità critica necessaria a riconoscere e prevedere i diversi adattamenti metabolici conseguenti ai mutamenti alimentari o ambientali. Infine, lo studente possiederà anche l'abilità di utilizzare i più comuni strumenti di laboratorio per le misurazioni gravimetriche e volumetriche, di eseguire l'estrazione dei lipidi con solventi e di eseguire una TLC. Tali conoscenze e abilità verranno certificate dal superamento dell'esame. |
| Metodi didattici | Attività teoriche: in aula che tratteranno tutti gli argomenti previsti dal programma del corso. Attività pratiche: effettuate 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. |
| Programma esteso | Lezioni Teoriche: INTRODUZIONE AL METABOLISMO (8 ore): Enzimi, meccanismo d'azione e cinetica enzimatica (equazione di Micaelis-Menten); 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 (9 ore): 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 (6 ore): 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 (10 ore): 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 (10 ore). 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). Lezioni Pratiche: Utilizzo di strumenti per le misure volumetriche e gravimetriche in laboratorio; preparazione di una soluzione tampone, utilizzo del pHmetro (2 ore) Esercitazione scritta con 30 domande a risposta multipla su argomenti trattati nel corso di Propedeutica Biochimica per valutare le conoscenze possedute dagli studenti necessarie per affrontare lo studio della biochimica (1 ora). Estrazione lipidica da campioni di sangue (2 ore). Separazione in TLC degli estratti lipidici ottenuti nella esercitazione precedente (2 ore). |
CHIMICA GENERALE ED ORGANICA
| Codice | GP005389 |
|---|---|
| CFU | 3 |
| Docente responsabile | Luca Avellini |
| Docenti |
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| Ore |
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| 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, stereochimica, meccanismi di reazione, classi di composti e relative reazioni. 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.(7 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) Stereochimica. (2 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. (4 ore) |
| 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 principale 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 della stereochimica. Lo svolgimento degli esercizi pertinenti gli argomenti trattati nelle lezioni frontali offrirà allo studente la possibilità di valutare e verificare le conoscenze acquisite. COMPETENZE 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. |
| 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 | Nessuna |
| 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.(7 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) Stereochimica. (2 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. (4 ore) |
PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
| Codice | GP005390 |
|---|---|
| CFU | 3 |
| Docente responsabile | Luca Avellini |
| Docenti |
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| Ore |
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| 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 presenti in Glucidi, Lipidi, Proteine ed Acidi nucleici. Le membrane biologiche e i meccanismi di trasporto transmembrana. Enzimi e principi di cinetica enzimatica. |
| Testi di riferimento | Bettelheim, Brown, Campbell, Farrell "Chimica e Propedeutica Biochimica" EdiSES M.L. Nelson, M.M. Cox "Principi di Biochimica di Lehninger" Zanichelli |
| Obiettivi formativi | Fornire gli elementi di base per una adeguata conoscenza delle caratteristiche chimico-fisiche e della reattività dei gruppi funzionali presenti nelle molecole di interesse biologico. Alla fine del corso, lo studente possiederà le adeguate basi culturali per comprendere la struttura e la funzione di glucidi, lipidi e proteine, la cinetica enzimatica e la bioenergetica e sarà in grado di discutere in maniera ragionata sulle singole reazioni delle vie metaboliche studiate nel modulo di Biochimica generale ed applicata. Tali conoscenze e abilità verranno certificate dal superamento dell'esame. |
| Metodi didattici | Attività teoriche in aula che tratteranno tutti gli argomenti previsti dal programma del corso. Attività pratiche 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. |
| Programma esteso | LEZIONI TEORICHE: Richiami di chimica organica (3 ore) - reazioni di sostituzione, somma ed eliminazione. Nucleofili ed elettrofili. Stati di ossidazione dell'atomo del carbonio. Basicità delle ammine. Glucidi (7 ore) - Monosaccaridi e serie steriche: aldosi e chetosi, strutture cicliche e reazioni di emiacetalizzazione, condensazione alcolica, tautomeria cheto-enolica e interconversione degli osi; formazioni di acetali e legame glicosidico, di- e poli-saccaridi. Lipidi (3 ore) - Acidi grassi saturi, mono- e poli-insaturi, essenziali; reattività del gruppo carbossilico, esteri, tioesteri, glicerolipidi. Steroidi. Modello di membrana biologica - molecole anfipatiche, micelle e doppi strati, mesomorfismo termotropico, concetto di fluidità di membrana (1 ora). Poteine (8 ore) - Amminoacidi e loro reazioni: lo zwitterione, decarbossilazione, deaminazione, formazione di emiamminali e di basi di Shiff, ruolo del piridossalfosfato. Il legame peptidico (legame amidico), i 4 livelli di struttura delle proteine, modificazioni conformazionali, denaturazione e rinaturazione. Nucleotidi - le basi puriniche e pirimidiniche, nucleosidi e legame N-glicosidico, ribosio e desossiribosio, i legami fosfoanidridici (2 ore). 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 (2 ore). LEZIONI PRATICHE lezione di tipo supervised impostata per favorire la discussione e l'allineamento degli studenti relativamente agli argomenti di chimica organica, gruppi funzionali e loro reattività (2 ore) Utilizzazione di modelli molecolari per la costruzione di molecole semplici e chirali e per la comprensione delle strutture dei monosaccaridi (2 ore). |