Obiettivi formativi
La biochimica è lo studio delle basi molecolari della vita. E’ quindi la scienza che si occupa della composizione, struttura e funzione delle molecole tipiche degli organismi viventi e delle reazioni chimiche che in questi organismi avvengono. Il corso si propone di far comprendere agli studenti la relazione struttura/funzione delle macromolecole biologiche, quali le proteine globulari e fibrose, le proteine di trasporto, gli anticorpi, gli enzimi e gli acidi nucleici; le trasformazioni metaboliche dei nutrienti nell'organismo; la bioenergetica; le proprietà delle membrane biologiche; i principali meccanismi di conservazione, trasmissione e traduzione in proteine dell'informazione contenuta nei geni. Obiettivo è anche fornire gli strumenti affinchè gli studenti siano in grado di analizzare e risolvere in modo autonomo semplici problematiche biochimiche.
Prerequisiti
Al fine di affrontare gli argomenti del corso di “Biochimica”, gli studenti dovrebbero possedere le conoscenze di base della Chimica e della Chimica organica.
Contenuti dell'insegnamento
Introduzione alla biochimica. Amminoacidi.
Il legame peptidico.
Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine.
‘Folding’ e 'unfolding' delle proteine.
Struttura e funzione di: anticorpi, proteine strutturali, proteine di trasporto e della contrazione muscolare.
Attività e regolazione degli enzimi.
Enzimi di interesse alimentare.
Accenni a struttura e classificazione di carboidrati e lipidi.
Introduzione al metabolismo e cenni di bioenergetica.
Assorbimento e degradazione di zuccheri trigliceridi e proteine.
Metabolismo anaerobio degli zuccheri.
Ciclo di Krebs.
Via dei pentosi.
Metabolismo del glicogeno.
Gluconeogenesi.
Biosintesi degli acidi grassi
Corpi chetonici e chetogenesi.
Generalità sul metabolismo degli amminoacidi.
Catena respiratoria e fosforilazione ossidativa.
Struttura e funzione degli acidi nucleici.
Duplicazione del DNA.
Trascrizione.
Traduzione.
Programma esteso
Introduzione alla biochimica. Le molecole biologiche e il ruolo dell'acqua.
Struttura e caratteristiche fisico-chimiche degli amminoacidi.
Caratteristiche del legame peptidico e angoli di rotazione.
Struttura primaria delle proteine.
Strutture secondarie delle proteine: strutture alpha e beta, ripiegamenti e coil.
Struttura terziaria e quaternaria delle proteine. Motivi e domini strutturali.
Processo di ‘Folding’delle proteine: basi termodinamiche e attività delle chaperonine.
Denaturazione delle proteine: processi reversibili ed irreversibili. Agenti denaturanti.
Proteine prioniche come esempio di modifica di struttura terziaria.
Struttura funzione e impiego analitico di anticorpi.
Proteine strutturali: funzione e struttura di cheratina e collageno.
Meccanismo della contrazione muscolare: actina, miosina, ruolo del calcio e fenomeno del rigor mortis.
Struttura e funzione di mioglobina ed emoglobina.
Meccanismo d'azione degli enzimi e principi di cinetica enzimatica. Enzimi di interesse alimentare.
Accenni a struttura e classificazione di lipidi e carboidrati.
Metabolismo, concetti fondamentali di bioenergetica, anabolismo e catabolismo.
Assorbimento e metabolismo degli zuccheri: assorbimento di polisaccaridi e monosaccaridi, ingresso nella cellula e glicolisi.
Metabolismo anaerobio degli zuccheri: fermentazioni alcolica e lattica.
Caratteristiche e regolazione del ciclo degli acidi tricarbossilici (di Krebs) e reazioni anaplerotiche.
Via dei pentosi.
Metabolismo del glicogeno: glicogenolisi e glicogenosintesi.
Gluconeogenesi
Assorbimento e trasporto di trigliceridi e colesterolo. Degradazione ossidativa degli acidi grassi saturi insaturi con numero pari e dispari di carboni mediante beta-ossidazione.
Corpi chetonici e chetogenesi.
Biosintesi degli acidi grassi.
Generalità sul metabolismo degli amminoacidi. Ruolo e meccanismo d’azione delle transaminasi. Principali passaggi della degradazione degli amminoacidi.
Catena respiratoria e fosforilazione ossidativa.
Correlazioni col metabolismo glucidico e lipidico.
Generalità sulla conservazione, espressione e trasmissione dell'informazione genica. Il DNA come depositario dell'informazione genica. La replicazione e la trascrizione del DNA. Diversificazione della funzione e ruolo degli RNA ribosomiale, di trasporto e messaggero (r-RNA, t-RNA, m-RNA). Il codice genetico. Sintesi proteica: meccanismo del processo di traduzione.
Bibliografia
I principi di biochimica di Lehninger
Nelson Cox; Zanichelli ed.
Biochimica- Molecole e metabolismo
Dean R. Appling, Spencer J. Anthony-Cahill
Christopher K. Mathews; Pearson ed.
Metodi didattici
Lezioni orali, con l'ausilio di mezzi multimediali.
Modalità verifica apprendimento
Esame scritto ed esame orale. L'esame scritto comprende domande a risposta chiusa e domande a risposta aperta.
Altre informazioni
Introduzione alla biochimica: le molecole biologiche, l'acqua come solvente delle molecole biologiche.
