Obiettivi formativi
Il corso ha l’obiettivo di consentire allo studente di conoscere e comprendere la struttura delle più importanti molecole sia inorganiche che organiche, incluso le macromolecole di interesse biologico. Lo studente dovrà conoscere e comprendere:
1) come reagiscono le molecole;
2) il ruolo funzionale delle biomolecole che compongono la cellula, vista come unità elementare della materia vivente;
3) gli aspetti fondamentali del metabolismo cellulare.
Lo studente al termine del corso dovrà dimostrare conoscenza e capacità di comprensione circa il nome e la corrispondente formula chimica delle sostanze di interesse biologico, nonché il loro ruolo funzionale nella cellula. Dovrà sapere riconoscere i gruppi funzionali delle molecole responsabili della loro reattività. Dovrà acquisire una visione di insieme dei processi metabolici cellulari e del loro collegamento con il consumo e la produzione di energia. Dovrà apprendere le interconnessioni tra la chimica e la biologia.
Prerequisiti
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Contenuti dell'insegnamento
Chimica organica: gruppi funzionali e loro reattività.
Biomolecole: amminoacidi e proteine; carboidrati semplici e complessi; lipidi.
Enzimi.
Emoglobina e mioglobina.
Schema generale del metabolismo: vie cataboliche e anaboliche.
Conversione di energia chimica in altre forme di energia utili per l’organismo.
Programma esteso
Tavola periodica e configurazione elettronica degli elementi. Legame covalente puro e polare. Numero di ossidazione e reazioni di ossido-riduzione. Concetto di acido e base. Concetti fondamentali della cinetica chimica. Nozioni di base della chimica organica. Caratteristiche principali delle classi di composti: idrocarburi, alcoli, aldeidi e chetoni, acidi carbossilici e derivati, ammine. Macromolecole di interesse biologico: carboidrati, lipidi, proteine, nucleotidi ed acidi nucleici. Enzimi e cinetica enzimatica.
Mioglobina e emoglobina. La sangue e il trasporto e immagazzinamento di ossigeno. Gruppo eme. Struttura della mioglobina e dell’emoglobina. Legame cooperativo dell’ossigeno all’emoglobina e non cooperativo della mioglobina. Trasporto di ossigeno nel sangue e trasferimento dall’emoglobina alla mioglobina. Modulatori allosterici dell’emoglobina: effetto Bohr e 2,3-BPG. Emoglobina fetale. Talassemie ed anemia falciforme. Catabolismo dell’eme: ittero neonatale.
Introduzione al metabolismo. Catabolismo. Anabolismo. Grafici di coordinata di reazione. Le vie metaboliche. Produzione di energia e accumulo di energia nella cellula vivente. Alcuni principi di base della bioenergetica. Composti ad alta energia. ATP. Coenzimi ossidate e ridotte. Aspetti generali della regolazione del metabolismo. Schema generale del catabolismo.
La respirazione cellulare e il metabolismo dei carboidrati: Glicolisi e la sua regolazione. Gluconeogenesi. Insulina e glucagone. Diabete. Fermentazione. Ciclo di Cori. Respirazione cellulare: ciclo di Krebs e catena respiratoria. ATP-sintasi. Bilancio energetico della respirazione cellulare.
Cenni al metabolismo dei lipidi. Digestione dei grassi e trasporto dei lipidi nel sangue. Immagazzinamento dei trigliceridi. Lipolisi. Beta-ossidazione degli acidi grassi, bilancio energetico. Corpi chetonici.
Bibliografia
"Biochimica essenziale" con richiami di Chimica Generale e Chimica Organica di G. D'Andrea. Editore EdiSES.
"Chimica & Biochimica" di Stefani e Taddei. Editore Zanichelli.
“Introduzione alla Biochimica di Lehninger” di David L. Nelson, Michael M. Cox. Editore Zanichelli.
“I principi di Biochimica di Lehninger” di David L. Nelson, Michael M. Cox. Editore Zanichelli.
"Le basi della Biochimica” di E. A. Abali, S. D. Cline, D. S. Franklin, S. M. Viselli. Editore Zanichelli.
Metodi didattici
Le lezioni si svolgeranno in presenza. Il materiale didattico sarà depositato sulla specifica piattaforma ad accesso riservato agli studenti (Elly).
Modalità verifica apprendimento
La verifica dell'apprendimento dei contenuti del corso viene effettuata mediante prova scritta con domande a risposta aperta e risposta multipla (33 totali). Il tempo assegnato per l’esecuzione della prova è di 60 minuti. Gli esiti delle prove scritte sono comunicati tramite Esse3.
Gli Studenti con DSA/BSE possono preventivamente contattare il Centro di Accoglienza e Inclusione dell'Ateneo (cai@unipr.it).
Altre informazioni
