Obiettivi formativi
La biochimica è la scienza che studia le basi molecolari della vita. E’ quindi la scienza che si occupa della composizione, struttura e funzione delle molecole tipiche degli organismi viventi e della molteplicità di reazioni che in questi organismi avvengono.
Nella prima parte del corso le conoscenze impartite riguardano la relazione struttura-funzione delle biomolecole, quali proteine, lipidi e acidi nucleici, con particolare riferimento alle molteplici funzioni delle proteine, di cui verrà sottolineato il ruolo fondamentale nei processi cellulari.
Lo studente verrà quindi introdotto alla conoscenza delle vie metaboliche di base, sia degradative che sintetiche, riguardanti carboidrati, lipidi ed aminoacidi, con particolare riferimento ai meccanismi delle principali reazioni metaboliche, ai meccanismi regolativi delle suddette vie ed alla estrazione di energia dai nutrienti.
Prerequisiti
Corsi di base di Chimica e Chimica Organica.
Contenuti dell'insegnamento
Parte I - Biomolecole
Proteine.
Gli aminoacidi e la loro classificazione. Il legame peptidico. La struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine. Basi molecolari della rapidità e spontaneità del “folding” delle proteine. Proprietà funzionali e strutturali di proteine modello. Gli anticorpi e l’interazione con l’antigene. Emoglobina, trasporto dell’ossigeno e regolazione allosterica. Strategie catalitiche degli enzimi. Un enzima esemplare: la chimotripsina. Cinetica enzimatica (modello di Michaelis-Menten). Inibizione enzimatica reversibile ed irreversibile.
Lipidi.
Lipidi con funzione di riserva di energia: i triacilgliceroli. Lipidi come componenti strutturali delle membrane biologiche: glicerofosfolipidi, sfingolipidi e colesterolo. Cenni sul trasporto attivo e passivo di soluti attraverso le membrane biologiche.
Carboidrati.
Principali carboidrati con ruolo nutrizionale.
Acidi Nucleici.
Il DNA come depositario dell'informazione genica. La replicazione e la trascrizione del DNA. Diversificazione del ruolo dell’RNA ribosomiale (rRNA), RNA di trasporto (tRNA) e RNA messaggero (mRNA). Il codice genetico. Traduzione dell’informazione contenuta negli acidi nucleici in sequenze amminoacidiche delle proteine.
Parte II - Metabolismo
Bioenergetica. Composti ‘ad alta energia’: ATP e altri composti-chiave del metabolismo energetico che mediano il flusso di energia dai nutrienti alle cellule. Delta G°, Delta G°’ e Delta G reale delle reazioni nei sistemi biologici. Sequenze metaboliche esoergoniche ed endoergoniche.
Cenni alla specificità della degradazione enzimatica di proteine, lipidi e carboidrati nell’apparato digerente.
Metabolismo glucidico. Glicolisi. Fosforilazione al livello del substrato. Fermentazioni alcolica e lattica. Complesso della piruvato deidrogenasi. Ciclo dell’acido citrico e reazioni correlate. Ciclo dei pentosi. Gluconeogenesi. Glicogenolisi e glicogenosintesi.
Metabolismo lipidico. Beta-ossidazione di acido grasso. Chetogenesi e ruolo dei corpi chetonici. Sistema di trasporto del citrato. Sintesi di acido grasso.
Metabolismo degli aminoacidi. Reazioni di transaminazione. Ciclo dell'urea. Correlazioni con il metabolismo glucidico e lipidico.
Trasporto degli elettroni, catena respiratoria e fosforilazione ossidativa.
Programma esteso
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Bibliografia
David L Nelson, Michael M Cox
Introduzione alla biochimica di Lehninger
(Quinta edizione) - Zanichelli
David L Nelson, Michael M Cox
I principi di biochimica di Lehninger
(Sesta edizione) - Zanichelli
Metodi didattici
Lezioni frontali con l’impiego di mezzi audio-visivi.
Modalità verifica apprendimento
Le conoscenze acquisite e la capacità di utilizzarle in pratica saranno verificate attraverso un pre-esame scritto riguardante la prima parte del corso (Biomolecole) a cui seguirà, in caso di superamento della prova scritta, un esame orale riguardante la seconda parte del corso (Metabolismo). In queste prove verrà anche valutata la capacità degli studenti di esporre idee ed analisi con chiarezza e proprietà.
Altre informazioni
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