- Oggetto:
- Oggetto:
Biochimica applicata medica - Farmacia
- Oggetto:
Applied Biochemistry
- Oggetto:
Anno accademico 2022/2023
- Codice dell'attività didattica
- STF0050
- Docenti
- Salvatore Adinolfi (Titolare del corso)
Mauro Marengo (Titolare del corso) - Corso di studi
- [f003-c503] laurea magistrale in farmacia - a torino
- Anno
- 2° anno
- Periodo didattico
- Secondo semestre
- Tipologia
- Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 5
- SSD dell'attività didattica
- BIO/10 - biochimica
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Consigliata
- Tipologia d'esame
- Orale
- Prerequisiti
- L’esame di Biologia animale, fisiologia cellulare e biologia vegetale è propedeutico. Si richiedono inoltre buone basi di chimica generale e chimica organica.
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
L'insegnamento si propone di fornire la descrizione delle principali metodologie adottate nei laboratori di biochimica, biochimica clinica e biologia molecolare e nozioni di base sul trasferimento dell'informazione genetica dal DNA alle proteine.
The course covers the fundamental molecular mechanism of the conversion of information contained in DNA to cellular macromolecules (DNA, RNA, protein biosynthesis). The course also aims to provide an overview of the recombinant DNA technology and the basic principles of the methodologies used in the study of proteins, enzymes, nucleic acids, and in clinical biochemistry.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Conoscenza delle macromolecole biologiche ed apprendimento critico del concetto di relazione struttura-funzione e della biochimica del flusso della informazione genica. Conoscenza delle metodologie di base impiegate nelle analisi biochimiche e nelle tecnologie del DNA ricombinante.
In maggior dettaglio:
CONOSCENZA E CAPACITA' DI COMPRENSIONE Aquisizione di conoscenze teoriche e operative relative alla biochimca di base con specifico riferimento alle tecniche applicate per la ricerca biochimica
CAPACITA' DI APPLICARE CONSCENZA E COMPRENSIONE Aquisizione della capacita di applicare le conoscenze teoriche relatiove alla biochimica applicata per risolvere esercizi e problemi con specifico riferimento alle tecniche applicate per la ricerca biologica
AUTONOMIA DI GIUDIZIO Aquisizione di consapevole autonomia di giudizio per valutare problematiche biochimiche in ambito della ricerca farmaceutica
ABILITA' COMUNICATIVE Aquisire strumenti validi per poter comunicare, a secodna del contesto, le proprie conoscenze supportate con adeguati riferimenti scientifici.
CAPACITA' DI APPRENDIMENTO Aquisizione di capacita' autonome di apprendimento che permettino un autovalutazione delle proprie preparazione che permettera' di proseguire gli studi sempre con maggior autonomia
Knowledge of biological macromolecules and critical learning of the concept of structure-function relationship and of the biochemistry of the flow of gene information. Knowledge of the basic methodologies used in biochemical analyzes and in recombinant DNA technologies.
in more detail:
KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING Acquisition of theoretical and operational knowledge relating to basic biochemistry with specific reference to applied techniques for biochemical research
APPLYING CONSCIOUSNESS AND UNDERSTANDING Acquisition of the ability to apply theoretical knowledge relating to applied biochemistry to solve exercises and problems with speicphic reference to applied techniques for biological research
MAKING JUDGMENT Acquisition of conscious autonomy of judgment to evaluate biochemical problems in the field of pharmaceutical research
COMMUNICATION SKILLS Acquire valid tools to be able to communicate, according to the context, one's knowledge supported with adequate scientific references.
LEARNING SKILLS Acquisition of autonomous learning skills that allow a self-assessment of one's own preparation that will allow them to continue their studies with greater autonomy
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
L'insegnamento si articola in 40 ore di lezioni frontali non obbligatorie. Sono previsti momenti di interazione e confronto con gli studenti/studentesse in presenza, o qualora fosse richiesto, in remoto. Le presentazioni delle lezioni frontali sono rese disponibili come supporto allo studio agli studenti e alle studentesse.Come supporto vi e l'accesso alle slides delle lezioni.
Teaching is delivered through lectures (40 hours), which involve the extensive use of graphical material. Lecture presentations are made available to students.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
La prova finale consiste in un esame orale in cui le conoscenze acquisite dagli studenti e dalle studentesse saranno verificate attraverso 3 domande sugli argomenti trattati a lezione.
The final oral exam includes 3 questions on the topics presented to students during the lectures.
- Oggetto:
Programma
Introduzione alle metodologie biochimiche
Biochimica e' una scienza sperimentale, progettazione di esprimenti.
Le principali metodologie biochimiche
Enzimologia e inibizione
Enzimi come catalizzatori biologici e loro caratteristiche chimiche, coenzimi e gruppi prostetici, siti attivi (teorie della chiave serratura e dell'induce fit), barriera energetica, Cineitche enzimatiche di saturazione, ruolo del complesso ES, equazione di Michaelis e Menten, I significati di Km e Vmax, grafici del doppio reciproco, Inibizione competitiva, non competitiva e acompetitiva, ruolo de pH, allosteria
Preparazione e manipolazione di campioni biologici.
Uso e preparazione di soluzioni tampone. Rottura di cellule; preparazione e purificazione di organelli cellulari; centrifugazione: centrifughe, rotori, centrifugazione differenziale e di isodensità all'equilibrio con esempi applicativi (separazione di organelli cellulari, purificazione di acidi nucleici in gradiente di sali).
Colture cellulari.
Colture primarie, secondarie, linee. Metodiche colturali. Tecniche cromatografiche ed elettroforetiche applicate all'isolamento, alla purificazione e all'analisi di sostanze di interesse biochimico e biochimico-clinico.
Tecnologia del DNA ricombinante
Le tecniche di base del clonaggio del DNA. Tecniche per l'identificazione di acidi nucleici e DNA microarray. Amplificazione del DNA mediante Polymerase Chain Reaction (PCR), RT-PCR. Terapia genica.
Procedure preliminari per la purificazione delle proteine
considerazioni generali (presa di una purificazione), metodi di omogeneizzazione dei tessuti (metodi meccanici e non), precipitazione frazionata delle proteine (salting in and salting out)
Metodologie per la purificazione delle proteine: Tecniche cromatografiche:
Generalità e definizioni. Caratteristiche ed applicazioni delle cromatografie: di scambio ionico, di esclusione dimensionale (con esempi di determinazione del peso molecolare di proteine), di bioaffinità (con esempi di ligandi e strategie generali per il legame covalente dei ligandi alla fase stazionaria), di interazione idrofobica, di chelazione. Esempi di strategie di purificazione di proteine.
Tecniche per l'analisi di proteine: Tecniche elettroforetiche:
principi generali: concetto di mobilità elettroforetica e relazione tra mobilità, carica, campo elettrico applicato, dimensioni. Relazione tra punto isoelettrico e mobilità delle proteine. Elettroforesi su strisce di acetato di cellulosa e separazione di siero proteine, tracciati patologici; elettroforesi su gel di poliacrilammide ( SDS-PAGE). Tecniche di trasferimento di macromolecole dai gel (in particolare la tecnica del Western Blot). Isoelettrofocalizzazione. Elettroforesi bidimensionale (applicazioni allo studio del proteoma). Elettroforesi di acidi nucleici.
Metodi spettrofotometrici
Per lo studio delle molecole biologiche ed in enzimologia: generalità e definizioni. Spettri di assorbimento con esempi di spettri di molecole di interesse biochimico: proteine, acidi nucleici, NAD. Legge di Lambert-Beer e dosamenti quantitativi. Esempi di dosamenti: dosamento delle proteine e di enzimi: unità di attivita' enzimatica, attività specifica, fattore di arricchimento durante una purificazione. Saggi enzimatici in cinetica ed a tempo fisso. Dosamento spettrofotometrico del DNA.
Esempi di purificazione di proteine
Purificazione della DNA polimrasi da Thermus aquaticus, purificazione da Escherichia coli,
purificazione usando his-tag, purificazione di proteine da membrana, purificazione da organi e dalle cellule di mammifero HEK293
Saggi immunologici.
Nozioni su antigene e anticorpo, anticorpi monoclonali e loro preparazione. Sistemi di dosamento immunologico basati sulla immunoprecipitazione e sulla marcatura di antigeni od anticorpi con enzimi (ELISA) e (RIA).
La traduzione: codice genetico e sintesi delle proteine
Definizione e caratteristiche del codice genetico. Sintesi delle proteine. Inibitori della sintesi delle proteine: antibiotici, tossine.
APPLIED BIOCHEMISTRY CTF CFU 5
Program:
Protein purification methodology
General principals, homogenisation methods of tissues, salting in and salting out
How to prepare and use biological samples.- Buffer solution- origin of biological samples- Tissue and cell homogenisation- centrifugation and separation of cellular organelles and macromolecules (differential and isopicnic centrifugation with practical examples).- how to store biological samples.-- Mammalian cell culture.
Enzymology and inhibition
Enzyme: general principals, coenzymes and prosthetic groups, active sites (different theories),energetic barrier, enzymatic kinetics of saturation, ES complex role, Michaelis and Menten equation, Km and Vmax, competitive, non-competitive and acompetitive inhibition, enzymatic activity and pH , allosteric regulation
Cell culture:-primary and secondary culture, cell lines, culture methods.
Spectrophotometer methods for protein, enzymes and nucleic acid studies:- general principles and definitions. Lamber -Beer law. Examples of absorption spectra of biological molecules: proteins, nucleic acids, NAD, hemoproteins.- Functions and catalytic mechanism of P-450.- protein (absorbance at l 280, Lowry and biuret methods).- enzyme assays: rate of enzyme-catalyzed reactions and enzyme concentration, units of enzyme activity, specific activity. Examples of enzyme assays: cytochrome c reductase, malate dehydrogenase, maltase, proteases, aminotransferases. Enzymes as reagents: enzymatic assay of cholesterol and glucose.-fluorometry: examples of biochemical applications and application in cell biology (microscopy).- Spectrophotometer assay of DNA and melting curve of DNA.
Chromatography and electrophoresis for proteins and nucleic acids:- general principles and definitions in chromatography.- ion exchange, gel filtration, hydrophobic, affinity, metal-chelate affinity, covalent chromatography.- protein purification strategies.- general principles of electrophoresis, isoelectric point and protein mobility.- serum proteins and separation in cellulose acetate electrophoresis, pathologic curves.- SDS PAGE and isoelectrofocusing.- two-dimensional electrophoresis .- nucleic acid electrophoresis.- capillary electrophoresis.-
Protein purification examples
DNA polymerase purification from Thermus aquaticus and from E. coli,
his-tag carrier
immunoassay.
Antibody and antigen, production of monoclonal antibody. Immunoassay: immunoprecipitation and by antigen radiolabelling or antibody conjugated with enzymes (RIA) and (ELISA).
Translation: genetic code and protein synthesis
Definition and characteristics of the genetic code. Proteins synthesis. Protein synthesis inhibition: antibiotics, toxins.
Recombinant DNA technology
The techniques of DNA cloning. Techniques for nucleic acids identification and DNA microarray. DNA amplification by Polymerase Chain Reaction (PCR). Gene therapy.
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
- Libro
- Titolo:
- Biochimica applicata
- Anno pubblicazione:
- 2017
- Editore:
- EdiSES
- Autore:
- Stoppini M, Bellotti V
- Obbligatorio:
- No
- Oggetto:
Bonaccorsi di Patti MC, Contestabile R, Di Salvo ML, 2016, Metodologie biochimiche, Casa Editrice Ambrosiana
Campbell MK, Farrell SO, McDougal OM, 2019, Biochimica, EdiSES.
Nelson DL, Cox MM, 2022, I principi di biochimica di Lehninger, Zanichelli
Lewin B, Krebs JE, Goldstein ES, Kilpatrick ST, 2012, Il Gene X, Zanichelli.
Saranno a disposizione le slides del corso fornite dal docente
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