Corsi di studio in
Farmacia - Chimica e tecnologia farmaceutiche

Obiettivo del corso è fare acquisire allo studente i concetti base dei meccanismi molecolari dei processi cellulari nel contesto delle problematiche e applicazioni farmacologiche.

Gli studenti devono avere una buona conoscenza dei principi della chimica quali I legami covalenti e deboli, l’energia di attivazione delle reazioni, acidi e basi.

Acquisire le conoscenze sui meccanismi di base dei processi cellulari e genetici.

-Evoluzione della cellula
-gli acidi nucleici come molecole capaci di autoduplicazione
-le proteine come catalizzatori delle reazioni chimiche
-i lipidi come costituenti di barriere chimiche
-la cellula primordiale

-Le macromolecole biologiche
-i nucleotidi
-il DNA e l'RNA
-la doppia elica e la complementarieta' delle basi azotate
-i lipidi
-i carboidrati
-gli aminoacidi e le proteine
-legami idrogeno
-struttura secondaria delle proteine: l'alfa elica e il foglietto beta
-struttura terziaria delle proteine
-la struttura delle proteine puo' essere modificata: fosforilazione
-gli enzimi: complementarita' di superfici tra enzima e substrato
-gli enzimi come catalizzatori

-Duplicazione del DNA
-la formazione della forca di replicazione: elicasi e proteine stabilizzanti
-la sintesi dei nuovi filamenti: DNA polimerasi
-RNA di innesco
-sintesi continua e sintesi discontinua dei filamenti opposti
-meccanismi di controllo della fedeltà di copiatura del messaggio genetico
-sequenze di origine della duplicazione
-meccanismi di controllo della avvenuta duplicazione
-le mutazioni: importanza nella patologia e nell'evoluzione

-La trascrizione dell'RNA
-l'RNA polimerasi e la sintesi di un filamento singolo
-le sequenze promotore definiscono il sito di attacco della RNA pol.
-l'RNA messaggero: sequenze 5' e 3' non tradotte
-definizione molecolare di gene

-La sintesi delle proteine
-il codice genetico: i 20 amino acidi sono specificati da triplette di basi azotate
-l'RNA di trasferimento
-il caricamento del tRNA con l'aminoacido: gli enzimi attivanti
-i ribosomi: RNA e proteine; differenze tra eucarioti e procarioti
-siti A e P sul ribosoma
-fattori di inizio: ruolo della metionina
-fattori di allungamento: dinamica della sintesi
-meccanismi di arresto: triplette di stop -azione degli antibiotici

-Controllo dell'espressione genica
-tutte le cellule di un organismo contengono lo stesso DNA
-tipi cellulari differenti sintetizzano proteine specifiche
-necessita' di esprimere alcuni geni e di reprimerne altri
-concetto di differenziamento cellulare
-l'operone del lattosio come esempio paradigmatico di regolazione genica
-le sequenze promotore e operatore
-la proteina repressore e la regolazione del legame al DNA
-sono gli stimoli esterni alla cellula a regolare l'espressione genica

-La membrana
-il concetto di idrofobo e idrofilo
-i fosfolipidi
-l'organizzazione a doppio strato o a micella
-la fluidita' del doppio strato fosfolipidico: ruolo dei grassi insaturi
-il colesterolo
-le proteine intrinseche e proteine estrinseche: caratteristiche di estrazione
-la glicoforina come prototipo di proteina intrinseca monopasso: organizzazione molecolare e sequenze caratteristiche
-banda 3 come prototipo di proteina intrinseca multipasso
-proteine estrinseche: la spectrina e le proteine di ancoraggio
-il citoscheletro sottocorticale come supporto meccanico al doppio strato lipidico

-I meccanismi di trasporto delle piccole molecole
-caratteristiche di permeabilita' del doppio strato lipidico
-diffusione semplice diffusione facilitata: caratteristiche cinetiche dei due sistemi e modalità di funzionamento.
-proteine canale e proteine trasportatore
-canale degli anioni (Cl- e HCO3-) nel globulo rosso (banda3)
-trasportatore del glucosio
-trasporto passivo e trasporto attivo
-pompa del sodio e potassio: modalità di funzionamento
-antiporto e sinporto
-l'apertura e chiusura dei canali e' regolata

-I recettori
-la membrana come interfaccia di comunicazione con l'esterno
-la comunicazione tra le cellule e' regolata da molecole che non possono attraversare la membrana: ormoni e neuro trasmettitori
-recettori: proteine intrinseche affacciate sul versante esterno e sul versante citoplasmatico; specificità dell'interazione recettore-ligando
-generazione di messaggi intracellulari: attivazione di processi di fosforilazione delle proteine
-chinasi e fosfatasi
-le chinasi sono regolate: chinasi-A e chinasi-C
-attivazione della adenilato ciclasi e chinasi-A
-le proteine G: regolazione da parte del GTP
-attivazione della fosfolipasi e chinasi-C
-regolazione dei livelli di Ca++ citoplasmatico
-i magazzini del calcio
-importanza dell'amplificazione del segnale intracellulare -fenomeni quotidiani come la contrazione muscolare e la visione richiedono l'attivazione di recettori e segnalazione intracellulare
-meccanismi di disattivazione: degradazione del ligando; internalizzazione del recettore
-rilevanza farmacologica nei meccanismi di desensibilizzazione recettoriale
-recettori ad attività tirosin-chinasi: ruolo nella crescita e adesione cellulare
-gli ormoni steroidi possono attraversare la membrana: recettori citoplasmatici

-Il ciclo cellulare e la mitosi
-alcuni tipi cellulari non proliferano, altri proliferano in continuo, altri ancora proliferano a comando
-il ciclo cellulare G1, S, G2 ed M.
-punti di non ritorno tra G1/S e tra G2/M
-fase G0 e Z
-l'ingresso in G0 ed il ritorno in G1 sono regolati da fattori di differenziamento e di crescita; NGF e PDGF
-le cellule tumorali hanno perso il controllo del ciclo

-Mitocondri e la sintesi di ATP
-nozioni generali sul processo di ossidazione dei carboidrati e dei grassi
-ossidazione del piruvato e ciclo di Krebs
-sintesi chemio-osmotica di ATP
-origini evolutive del mitocondrio

- Gli organelli cellulari
-Reticolo endoplasmatico rugoso e apparato di Golgi
-Reticolo endoplasmatico liscio
-Lisosomi
-Il citoscheletro

-Meiosi
-aploidia e diploidia: vantaggi della diploidia
-meccanismi della divisione meiotica
-fenomeno del crossing-over
-fecondazione e formazione dello zigote diploide

Modulo semestrale integrato con Biologia Vegetale
Ore 33 di lezioni teoriche
Prof. Guido Tarone: guido.tarone@unito.it
Dipartimento di Biotecnologie Molecolari e Scienze per la Salute
Orario reperibilità:lunedì 14 – 16 previo appuntamento per email.
Obiettivi formativi specifici: acquisire le conoscenze sui meccanismi di base dei processi cellulari e genetici.
Requisiti:conoscenza di base della chimica generale.
Testi consigliati:
Wolfe S. L. “Introduzione alla biologia cellulare e molecolare” Ed. Edises.
Alberts B., Bray D., Johnson A., Lewis J., Raff M., Roberts K., Walter P.,”L’essenziale di biologia molecolare della cellula” Ed.  Zanichelli.