Università degli studi dell'Insubria

BIOCHIMICA

A.A. di erogazione 2013/2014

 (A.A. 2012/2013)
Anno di corso: 
2
Tipologia di insegnamento: 
Caratterizzante
Settore disciplinare: 
BIOCHIMICA (BIO/10)
Crediti: 
9
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
76
Dettaglio ore: 
Lezione (64 ore), Esercitazione (12 ore)

Obiettivi dell’insegnamento e risultati di apprendimento attesi:
Presentazione
L’insegnamento di Biochimica si colloca al secondo anno ed è parte della formazione molecolare di base del laureato in biologia e in biotecnologie. Il corso introduce lo studente alla comprensione del rapporto struttura-funzione delle macromolecole biologiche, ai meccanismi molecolari dei fenomeni biologici e alla loro regolazione. La descrizione del metabolismo avverrà sia a livello qualitatitivo che in termini quantitativi. Il corso prevede l’introduzione del concetto di patologia come alterazione biomolecolare, così come pone le basi per le possibilità terapeutiche basate su una azione mirata a livello molecolare.

Obiettivi formativi
Il corso è orientato alla descrizione della struttura e della funzione delle principali classi di biomolecole (proteine, acidi nucleici, zuccheri e lipidi), così come alla presentazione del complesso intreccio tra le vie metaboliche (cataboliche e biosintetiche). Il corso si propone di offrire le basi per una dettagliata conoscenza molecolare della vita e per le moderne applicazioni biotecnologiche di organismi e biomolecole.

Conoscenza e capacità di comprensione:
- acquisire gli elementi fondamentali della Chimica Biologica come base per la comprensione dei principali meccanismi fisiologici di assimilazione, trasformazione ed escrezione delle sostanze nutritive
- possedere le informazioni necessarie per la comprensione delle basi molecolari e metaboliche di patologie umane e disfunzioni correlate alla alimentazione
- conoscere le basi chimiche e strumentali delle principali metodologie analitiche e preparative delle biomolecole.

Abilità comunicative:
- dimostrare capacità di estrarre e sintetizzare l'informazione rilevante
- dimostrare di saper comunicare in maniera efficace sia oralmente che in forma scritta
- dimostrare abilità di riassumere e presentare l'informazione.

Modalità di verifica dell’apprendimento:
L’esame è volto a valutare le capacità raggiunte dallo studente in relazione a:
1. conoscenza e comprensione delle basi teoriche della chimica biologica e capacità di collegare i vari aspetti nell’argomentazione.
2. capacità di applicare le conoscenze acquisite per cogliere le interconnessioni fra i diversi cicli metabolici e ragionare in maniera autonoma sulle problematiche della regolazione del metabolismo energetico, materiale ed informazionale. Capacità di estrarre informazione da un testo e di individuare gli aspetti critici.
3. possesso di conoscenze di carattere quantitativo per descrivere anche a livello matematico i fenomeni biochimici.
In dettaglio:
- Esame scritto: lo studente sarà chiamato ad utilizzare le conoscenze relative alle sezioni “Macromolecole biologiche” e alle “Esercitazioni di calcolo” del programma in una verifica scritta organizzata secondo: a) quattro quesiti inerenti la struttura delle macromolecole biologiche (a cui viene attribuita metà della valutazione in termini quantitativi), b) due problemi (a cui viene attribuita metà della valutazione in termini quantitativi). L’esito dell’esame sarà in trentesimi: la prova si ritiene superata con una votazione di almeno 18/30.
- Il superamento della prova scritta permetterà di sostenere la prova orale. Nella prova orale lo studente sarà chiamato ad utilizzare le conoscenze relative alle sezioni “Il metabolismo “, “Integrazione del metabolismo e signalling cellulare” e “Il metabolismo informazionale” del programma dimostrando la conoscenza delle reazioni relative ai cicli metabolici, e alla loro interrelazione e regolazione. L’esito dell’esame sarà in trentesimi: la prova si ritiene superata con una votazione di almeno 18/30. Il voto finale sarà la media aritmetica dell’esito delle singole prove.

Propedeuticità: aver sostenuto l’esame di Chimica Generale e di Chimica Organica.
Pre-requisiti: conoscenze di Biologia cellulare, di Chimica generale e, soprattutto, di Chimica organica

Macromolecole Biologiche – 2 CFU (16 ore):
- La composizione elementare dell'organismo
- L'acqua e le soluzioni acquose
- Amminoacidi e Proteine
- Carboidrati
- Lipidi
- Nucleotidi e acidi nucleici

Il metabolismo – 4 CFU (32 ore):
- Gli enzimi
- Introduzione al metabolismo
- Metabolismo dei carboidrati
- II metabolismo terminale
- Metabolismo dei lipidi
- Metabolismo delle proteine
- Metabolismo dei nucleotidi

Integrazione del metabolismo e signalling cellulare – 1.25 CFU (10 ore):
- Meccanismi di controllo metabolico
- I meccanismi di signalling

Il metabolismo informazionale – 0.75 CFU (6 ore)
- La replicazione del DNA
- La trascrizione del DNA
- La sintesi proteica

Esercitazioni di calcolo in aula – 1 CFU (12 ore):
- sistemi tampone ed equazione di Henderson-Hasselbach applicata a molecole biologiche
- calcolo della variazione di energia libera associata a reazioni del metabolismo: ΔG, ΔE e Keq
- L’attività enzimatica: determinazione dei parametri cinetici e dell’inibizione
- Bilanci energetici relativi al metabolismo di carboidrati, proteine e lipidi

Slide lezioni: scaricabili dal sito Elearning
Esercizi: scaricabili dal sito Elearning
Testi (uno a scelta):
Jeremy Berg, John L.Timoczcko, Lubert Stryer, "BIOCHIMICA" (Zanichelli)
Donald Voet, Judith G. Voet, Charlotte W. Pratt, "FONDAMENTI DI BIOCHIMICA" (Zanichelli)
David L. Nelson, Michael M. Cox, "I PRINCIPI DI BIOCHIMICA DI LEHNINGER" (Zanichelli)
Garette-Grisham "Principi di Biochimica" (PICCIN)
Matthews , Van Holde, Ahern, “BIOCHIMICA” (Casa Editrice Ambrosiana)
Baynes JW, Dominiczak MH, “BIOCHIMICA PER LE DISCIPLINE BIOMEDICHE” (Elsevier)
Campbell MK, Farrell SO, “Biochimica” 4a ed. (EdiSES)