Biochimica Dinamica e Sistematica Umana Parte II (Coordinatore: Prof. Saverio Bettuzzi)

Anno accademico 2012/2013

Obiettivi formativi del corso

Lo studente dovrà comprendere ed imparare i contenuti del corso. La frequenza al corso, che è obbligatoria, consentirà allo studente l’acquisizione di competenze adeguate a saper descrivere, comunicare in modo efficace e commentare con autonomia di giudizio le caratteristiche, le funzioni, la struttura e il ruolo metabolico delle principali biomolecole (proteine, acidi nucleici, enzimi e coenzimi, vitamine idrosolubili e liposolubili); i meccanismi di produzione dell'energia metabolica; l’omeostasi energetica e strutturale del vivente; la struttura e le funzioni del gene eucariote; i meccanismi di trasmissione e di espressione dell'informazione genetica;  i meccanismi di riparazione del DNA; le principali vie metaboliche e la loro regolazione; la struttura e la funzioni degli ormoni; la regolazione endocrina delle funzioni metaboliche dell'organismo; la coordinazione metabolica e le correlazioni biochimiche fra organi e tessuti in condizioni normali e patologiche; le basi molecolari delle principali patologie umane; gli approcci di ricerca alla medicina molecolare e traslazionale.

Risultati dell'apprendimento

L’esame finale di Biochimica Dinamica e Sistematica Umana alla fine del II anno di corso prevede un esame scritto a domande aperte su argomenti di largo respiro che spazieranno nel’ambito dell’intero programma integrato. L’esame risulterà superato quanto lo studente raggiungerà la sufficienza in tutti i quesiti proposti. Il superamento della fase scritta prevede un giudizio di idoneità espresso in modo semiquantitativo e consente l’accesso all’esame orale valido per il risultato finale. Il testo scritto e corretto dal docente sarà esaminato durante la fase orale e consentirà l’autocorrezione e l’integrazione dei contenuti necessari da parte dello studente. La fase orale proseguirà in modo tradizionale, secondo un calendario definito, spaziando su altri argomenti del programma. La commissione, tenuto conto di tutti gli elementi di valutazione acquisiti, formulerà poi il voto finale. Gli studenti che non avranno superato la prova scritta avranno facoltà di consultare il testo corretto discutendo gli errori e le lacune con i docenti della commissione, previo appuntamento via e-mail, allo scopo di migliorare la preparazione individuale in vista di una successiva prova d’esame.

Attività di supporto

Il materiale didattico e' stato spostato sul sito del'E-Learning di Ateneo-->lea.unipr.it cui si accede cliccando sull'icona Vai su Moodle in fondo. Gli aggiornamenti e la disponibilità del materiale didattico sono soggetti ad approvazione degli organi competenti di Ateneo.

Si accede alla sezione riservata allo studente del corso con username e password della posta elettronica. Il login individuale sarà necessario anche per l’iscrizione (o la cancellazione) dagli appelli d’esame, che sono accessibili e programmati annualmente.

Note

CONTENUTI

La prima parte del corso introduce lo studente alla struttura ed alle funzioni delle biomolecole di interesse biologico.

Proteine: struttura e funzioni. Mioglobina, emoglobina e trasporto dell'ossigeno. Enzimi e cinetica enzimatica.  Cofattori e coenzimi utilizzati nelle reazioni metaboliche. Vitamine: origine, struttura, meccanismo d’azione.

Verranno poi affrontate le basi molecolari dell’informazione genetica e le sue applicazioni biotecnologiche con particolare riferimento al settore bio-medico.

Basi molecolari dell'informazione genetica. Composizione e struttura degli acidi nucleici. Struttura e funzioni del gene eucariote. Replicazione del DNA. Riparazione del DNA, meccanismi di espressione genica e sue correlazioni con patologie umane, invecchiamento cellulare e cancro. Tipi di RNA: struttura e funzioni. Codice genetico e sue proprietà. Meccanismi di trascrizione e sua regolazione. Sintesi proteica e sua regolazione. Regolazione dell'espressione genica e destino post-sintetico delle proteine. Controllo della proliferazione. Apoptosi. Differenziamento. Tecniche di biologia molecolare, tecniche di clonazione, sequenziamento del DNA, enzimi e mappe di restrizione, transgeni ed organismi transgenici. Applicazioni della tecnologia del DNA ricombinante in medicina forense.

Il corso poi affronterà la complessità del metabolismo umano e la sua regolazione, gettando le basi per la comprensione delle patologie, della diagnostica, delle terapie a livello molecolare ed illustrando gli aspetti più avanzati della ricerca traslazionale.

Bioenergetica e ossidazioni biologiche. La glicolisi e il destino metabolico del piruvato. Metabolismo del glicogeno.  Gluconeogenesi. Controllo della glicemia. Shunt dell'esosomonofosfato. Ciclo di Krebs e suo ruolo anfibolico. Fosforilazione ossidativa. Metabolismo degli aminoacidi. Metabolismo degli acidi grassi e dei lipidi. Chetogenesi. Metabolismo del colesterolo. Trasporto dei lipidi e lipoproteine plasmatiche. Destino metabolico dell’ammoniaca. Ciclo dell’ urea. Sintesi di acido urico. Sintesi e catabolismo del gruppo eme, pigmenti biliari. Biosintesi degli aminoacidi. Biosintesi delle basi azotate e dei nucleotidi. Biochimica del sistema endocrino e classificazione strutturale e funzionale degli ormoni. Vie di trasduzione del segnale ormonale. Ruolo degli ormoni nel metabolismo. Approcci molecolari alle principali patologie umane, medicina molecolare e traslazionale.

PREREQUISITI

Per essere ammessi a sostenere l'esame di Biochimica Dinamica e Sistematica umana alla fine del II anno di corso gli studenti devono aver sostenuto gli esami di:

1) Chimica e Propedeutica Biochimica

2) Istologia

Programma

PROGRAMMA DEL CORSO INTEGRATO DI  BIOCHIMICA - I anno, 2° semestre: Biochimica Dinamica e Sistematica Umana, parte I-  II anno, 1° semestre: Biochimica Dinamica e Sistematica Umana, parte II -    CFU : 17

Proteine: struttura e funzioni. Mioglobina, emoglobina e trasporto dell'ossigeno. Enzimi e cinetica enzimatica.  Cofattori e coenzimi utilizzati nelle reazioni metaboliche. Vitamine: origine, struttura, meccanismo d’azione, sindrome da carenza. Basi molecolari dell'informazione genetica. Composizione e struttura degli acidi nucleici. Struttura e funzioni del gene eucariote. Replicazione del DNA. Riparazione del DNA. Meccanismi di espressione genica e sue correlazioni con patologie umane, invecchiamento cellulare e cancro. Tipi di RNA: struttura e funzioni. Codice genetico e sue proprietà. Meccanismi di trascrizione e sua regolazione. Sintesi proteica e sua regolazione. Regolazione dell'espressione genica e destino post-sintetico delle proteine. Controllo della proliferazione. Apoptosi. Differenziamento. Tecniche di biologia molecolare, tecniche di clonazione, sequenziamento del DNA, enzimi e mappe di restrizione, transgeni ed organismi transgenici. Applicazioni della tecnologia del DNA ricombinante in medicina forense. Bioenergetica e ossidazioni biologiche. La glicolisi e il destino metabolico del piruvato. Metabolismo del glicogeno.  Gluconeogenesi. Controllo della glicemia. Shunt dell'esosomonofosfato. Ciclo di Krebs e suo ruolo anfibolico. Fosforilazione ossidativa. Metabolismo degli aminoacidi. Metabolismo degli acidi grassi e dei lipidi. Chetogenesi. Metabolismo del colesterolo. Trasporto dei lipidi e lipoproteine plasmatiche. Destino metabolico dell’ammoniaca. Ciclo dell’ urea. Sintesi di acido urico. Sintesi e catabolismo del gruppo eme, pigmenti biliari, bile e itteri. Biosintesi degli aminoacidi. Biosintesi delle basi azotate e dei nucleotidi. Biochimica del sistema endocrino e classificazione strutturale e funzionale degli ormoni. Vie di trasduzione del segnale ormonale. Ruolo degli ormoni nel metabolismo. Approcci molecolari alle principali patologie umane, diagnostica molecolare, medicina molecolare e traslazionale.

Testi consigliati e bibliografia

Testi di riferimento, edizioni aggiornate di:

Nelson DL, Cox MM: I principi di Biochimica di Lehninger, Zanichelli, Bologna.

Lewin, Krebs, Goldstein, Kilpatrick: Il gene. Zanichelli, Bologna.

Amaldi, Benedetti, Pesole, Plevani: Biologia Molecolare. Casa Editrice Ambrosiana, Milano.

Lieberman, Marks: Biochimica Medica, un approccio clinico. Casa Editrice Ambrosiana, Milano.

Baynes JW, Dominiczak MH: Biochimica per le discipline biomediche, Elsevier Mosby, Philadelphia.

Caldarera CM: Biochimica Sistematica Umana, CLUEB, Bologna.

Devlin TM: Biochimica con aspetti clinici. Wiley-Liss, New York.

Garrett RH, Grisham CM: Biochimica. Piccin, Padova.

Mathews CK, van Holde KE, Ahern KG: Biochimica, Casa Editrice Ambrosiana, Milano.

Murray RK, Granner DK, Mayes PA, Rodwell VW; Harper Biochimica, McGraw-Hill Libri Italia srl, Milano.

Siliprandi, Tettamanti: Biochimica Medica, Piccin. Padova.

Voet D, Voet JG: Biochimica John Wiley & Sons, USA.