- Oggetto:
- Oggetto:
Biochimica e Biochimica Applicata Medica
- Oggetto:
Anno accademico 2011/2012
- Codice dell'attività didattica
- FAR0084A
- Docente
- Enrico GIRAUDO (Titolare del corso)
- Corso di studi
- [f003-c702] laurea in informazione scientifica sul farmaco - a torino
- Anno
- 2° anno
- Tipologia
- Caratterizzante
- Crediti/Valenza
- 8
- SSD dell'attività didattica
- BIO/10 - biochimica
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Il corso di Biochimica si propone di descrivere le principali caratteristiche delle macromolecole di interesse biologico e di illustrare gli aspetti essenziali del metabolismo nell'organismo umano. Saranno descritti i processi metabolici di sintesi e degradazione, il loro elevato livello di integrazione, la regolazione ormonale, i principali meccanismi molecolari della trasduzione del segnale, le correlazioni cliniche e le principali malattie metaboliche. Il corso di Biochimica Applicata Medica si propone di Descrivere le principali metodologie adottate nei laboratori di biochimica e biochimica clinica. Si approfondiranno la tecnologia del DNA ricombinante e le nozioni di base sul trasferimento dell'informazione genetica dal DNA alle proteine. Requisiti Conoscenze di base di biologia generale e di chimica organica.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Modalità di esame è una prova orale che può essere sostenuta in due prove distinte (una per Biochimica e l'altra per Biochimica Applicata Medica) o in un'unica prova comprendente i due corsi.
- Oggetto:
Programma
PROGRAMMA DI BIOCHIMICA
( Corso integrato con Biochimica Applicata Medica)
Introduzione
Struttura e caratteristiche chimico-fisiche dell'acqua. Legame idrogeno.
Struttura delle proteine
Struttura e funzione delle proteine. punto isoelettrico. Gli amminoacidi. Struttura primaria. Il legame peptidico. Struttura secondaria, terziaria e quaternaria. Il folding delle proteine. Le malattie da misfolding. Struttura della mioglobina e dell'emoglobina. Emoglobine patologiche.
Enzimi
Principi di catalisi e cinetica enzimatia. La base sperimentale dell'equazione di Michaelis e Menten. Cinetica di saturazione: I parametri cinetici KM, Vmax, kcat, kcat/KM. Classificazione degli enzimi. Gli inibitori e la regolazione. Inibitori irreversibili e reversibili. Esempi di impiego di inibitori competitivi (statine) e irreversibili (5-fluorouracile). Tipi di regolazione. Enzimi allosterici e loro modulatori.
Glicidi
Funzioni e classificazione dei glicidi. Il legame glicosidico α (amido, glicogeno) e β (cellulosa, chitina).
Lipidi e membrane biologiche
Definizione, classificazione e funzione dei lipidi. Micelle e le membrane biologiche. Trasporto attraverso le membrane. Correlazioni cliniche: fibrosi cistica; trasporto difettoso di glucosio in alcune forme di diabete.
Introduzione al metabolismo
Criteri di spontaneità delle reazioni (∆G = ∆H - T∆S). Processi catabolici e processi biosintetici. ATP: struttura e proprietà. Coenzimi e vitamine. Il controllo del flusso metabolico.
Metabolismo dei glicidi glicolisi
Reazioni ed enzimi della glicolisi. Regolazione della glicolisi: enzimi regolatori e loro modulatori. Destino del piruvato. Correlazioni cliniche: diabete mellito, intolleranza al fruttosio.
Ciclo dell'acido citrico (ciclo di Krebs)
II complesso della piruvato deidrogenasi. Fonti metaboliche di acetil CoA. Reazioni ed enzimi del ciclo. Ruolo catabolico e biosintetico del ciclo di Krebs. Collegamento tra il ciclo di Krebs e le altre vie metaboliche.
Trasporto degli elettroni e fosforilazione ossidativa
I complessi della catena respiratoria. Sintesi dell'ATP: ipotesi chemiosmotica, funzione dell'ATP sintasi. Accoppiamento e disaccoppiamento tra flusso degli elettroni e fosforilazione ossidativa. Il bilancio energetico della ossidazione completa di una molecola di glucosio.
Metabolismo dei glicidi via dei pentoso fosfati
Reazioni ed enzimi. Importanza del NADPH e riboso-5-fosfato e della glutatione reduttasi.
Metabolismo dei glicidi gluconeogenesi
Confronto tra glicolisi e gluconeogenesi. Gli altri enzimi della gluconeogenesi. Il ciclo di Cori. Correlazione clinica: ipoglicemia e intossicazione da alcol.
Metabolismo dei glicidi metabolismo del glicogeno
Demolizione e sintesi del glicogeno. Glicogeno fosforilasi e glicogeno sintasi.
Metabolismo lipidico
Catabolismo degli acidi grassi: la β-ossidazione. I corpi chetonici. Sintesi degli acidi grassi. I derivati dell'acido arachidonico.
I lipidi di membrana e il colesterolo. Il fosfatidil inositolo, precursore di secondi messaggeri. Biosintesi del colesterolo. Le lipoproteine. Derivati del colesterolo. Correlazioni cliniche. Obesità e leptina, ipercolesterolemia, arterosclerosi.
Metabolismo degli amminoacidi
II catabolismo delle proteine. Amminoacidi glucogenici e chetogenici. Deamminazione per transamminazione. Deamminazione ossidativa. Il ciclo dell'urea. La biosintesi degli amminoacidi. Correlazioni cliniche: fenilchetonuria, Parkinson’s desease.
Metabolismo dei nucleotidi
Vie de novo e vie di recupero. Formazione dei deossiribonucleotidi. Biosintesi dei nucleotidi timidilici: la timidilato sintasi e la diidrofolato reduttasi. Cenni al catabolismo dei nucleotidi.
Integrazione delle vie metaboliche e regolazione ormonale
Correlazioni metaboliche dei diversi tessuti ai vari stati nutrizionali e ormonali. Esempi di malattie correlate: obesità, diabete di tipo 1 e 2. Regolazione ormonale e interazione ormone-recettore. Proteine G. Cascate inibitorie e stimolatorie dell'AMPc, adenilato ciclasi, proteina chinasi A. Recettore dell'insulina. Gli oncogeni e gli oncosoppressori.
MODALITÀ DELLA VALUTAZIONE
Prova orale.
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PROGRAMMA DI BIOCHIMICA APPLICATA MEDICA
(Corso integrato con Biochimica)
Struttura degli acidi nucleici
Basi puriniche e pirimidiniche di DNA e RNA. Differenze "chimiche" tra DNA e RNA. Struttura di un filamento polinucleotidico. La struttura a doppia elica del DNA. Forze che stabilizzano la doppia elica del DNA. Temperatura di fusione. Gli istoni e i nucleosomi. Acidi ribonucleici: mRNA, tRNA, rRNA, microRNA.
Replicazione, riparazione e ricombinazione del DNA
Semiconservatività, bidirezionalità, unicità di origine nei procarioti, semidiscontinuità. Le DNA polimerasi e l’apparato di replicazione nei procarioti e negli eucarioti. La trascrittasi inversa. Sistemi di riparazione del DNA. Ricombinazione: riparazione ricombinativa del DNA, Correlazioni cliniche: mutazioni, cancro e ciclo cellulare, xeroderma pigmentosum.
La trascrizione: sintesi e maturazione dell'RNA
Le RNA polimerasi DNA dipendenti. Struttura dell'RNA polimerasi dei procarioti. I promotori in procarioti ed eucarioti, Sintesi dell'RNA: inizio, allungamento, terminazione. Maturazione del precursore del mRNA: formazione del cappuccio, metilazioni, poliadenilazione, rimozione degli introni. Gli introni e gli esoni. I meccanismi dello splicing dell’RNAm.
La traduzione: codice genetico e sintesi delle proteine
Definizione e caratteristiche del codice genetico: triplette non sovrapposte, univocità, universalità, ridondanza. L'RNA transfer. Le amminoacil-tRNA sintetasi: attivazione dell'amminoacido. Mutazioni di senso, non senso, di cornice di lettura. Mutazioni puntiformi. Sintesi delle proteine. Fase di inizio, di allungamento, formazione del legame peptidico, e di terminazione. Inibitori della sintesi delle proteine: antibiotici, tossine.
Regolazione dell'espressione genica
Principi della regolazione genica: promotori, operoni e proteine regolatrici. Procarioti: l’operone del lattosio.
Tecnologia del DNA ricombinante
Le tecniche di base del clonaggio del DNA. Le endonucleasi di restrizione Plasmidi e altri vettori di clonaggio. Espressione di proteine in procarioti ed eucarioti. I polimorfismi. Tecniche per l’identificazione di acidi nucleici (Southern blot e Northern blot) e DNA microarray. Sequenziamento e amplificazione del DNA mediante Polymerase chain reaction (PCR). Sintesi di DNA a partire da RNAm (cDNA) mediante la trascrittasi inversa e RT-PCR. Banche dati per l’analisi e l’allineamento delle sequenze. Applicazioni e correlazioni cliniche: Genoma umano e la terapia delle malattie genetiche, terapia genica, sequenziamento del DNA per la diagnosi dei disordini genetici.
Le principali metodologie biochimiche
Tecniche elettroforetiche. Fattori che influenzano la mobilità elettroforetica. Elettroforesi zonale su acetato di cellulosa; proteine sieriche. Elettroforesi su gel: PAGE e PAGE-SDS. Metodi di rivelazione. Focalizzazione isoelettrica ed elettroforesi bidimensionale. Tecniche spettroscopiche. Assorbimento della luce e spettrofotometria UV-VIS: Spettri di assorbimento. Relazione di Lambert-Beer e dosaggi colorimetrici. Tecniche enzimatiche. Metodi di dosaggio degli enzimi e scelta delle condizioni. Dosaggi di enzimi di interesse clinico. Tecniche immunochimiche. Anticorpi: struttura e preparazione. Dosaggi radioimmunologici (RIA) ed immunoenzimatici (ELISA): applicazioni in biochimica sperimentale e in diagnostica. Metodi cromatografici applicati alla purificazione di proteine: gel cromatografia e cromatografia di scambio ionico.
MODALITÀ DELLA VALUTAZIONE
Prova orale.
BIOCHEMISTRY (CFU 4)
CORSO DI LAUREA IN INFORMAZIONE SCIENTIFICA SUL FARMACO
A.A. 2009/2010
(Integrated course with Applied Biochemistry)
SPECIFIC AIMS
The course aims to describe the main characteristics of the macromolecules of biological interest and to illustrate the essential aspects of the metabolism of the human organism. It will be described the metabolic processes of synthesis and degradation, their elevated level of integration, the clinical correlations and the main metabolic diseases.
REQUIREMENTS
Acquisition of knowledge of general Biology and organic chemistry.
PROGRAM
Introdution
Chemical-physical characteristics and structure of the water. Hydrogen bond.
Proteins
Structure and function of proteins. Iso-electric point. The amino acids. Primary structure. The peptide bond. Secondary, tertiary and quaternary structures. Proteins folding. The misfolding diseases. Structure of the myoglobin and of the haemoglobin. Pathological haemoglobin.
Enzymes
Principles of enzymatic kinetic and catalysis. The experimental base of Michaelis and Menten equation . Kinetic of saturation: The kinetic parameters KM, Vmax, kcat, kcat/KM. Classification of the enzymes. The inhibitors and the regulation. Irreversible and reversible inhibitors. Examples of competitive inhibitor (statins) and irreversible (5-fluorouracile). Types of regulation. Allosteric enzymes and their modulators.
Carbohydrates
Functions and classification of Carbohydrates. The glycosidic bond α (starch, glycogen) and β (cellulose, chitin).
Lipids and biological membranes
Definition, classification and function of lipids. Micelles and the biological membranes. Transport through membranes. Clinical correlations: cystic fibrosis; defective glucose transport in some forms of diabetes.
Introduzione al metabolismo
Spontaneous reactions’ criteria: (∆G = ∆H - T∆S). Catabolic processes and biosynthetic processes. ATP: structure and property. Coenzymes and vitamins. The control of the metabolic flow.
Carbohydrates metabolism: glycolysis pathway
Reactions and enzymes of glycolysis. Regulation of glycolysis: regulators enzymes and their modulator. Destiny of the pyruvate. Clinical correlations: mellitus diabetes, intolerance to fructose.
Citric acid cycle (Krebs circle)
Pyruvate dehydrogenates complex. Metabolic sources of acetil CoA. Reactions and enzymes of the cycle. Catabolic and anabolic role of Krebs circle. Connection between Krebs circle and the other metabolic pathways.
Electron transport chain and oxidative phosphorylation
The complexes of the respiratory chain. Synthesis of ATP: chemiosmotic hypothesis, function ATP synthase. Connection and uncoupling between electrons flow and oxidative phosphorylation. The energy balance of the complete oxidation of a glucose molecule.
Carbohydrates metabolism: pentose phosphate pathway
Reactions and enzymes. Importance of NADPH, ribose-5-phosphate and of glutathione reductase.
Carbohydrates metabolism: gluconeogenesis
Comparison between glycolysis and gluconeogenesis. The enzymes of the gluconeogenesis. The Cori cycle. Clinical correlation: hypoglycaemia and poisoning from alcohol.
Carbohydrates metabolism: glycogen pathways
Demolition and synthesis of glycogen. Glycogen fosforilase and glycogen sinthase.
Lipid Metabolism
Fat acids catabolism: the β-oxidation. The ketone bodies. Synthesis of fat acids. arachidonic acid and its derivates. The membrane lipids and the cholesterol. The phosphatidyl inositol, precursors of second messengers. Biosynthesis of the cholesterol. The lipoproteins. Derived of the cholesterol. Clinical correlations. Obesity and leptina, ipercolesterolemia, arterosclerosis.
Amminoacid metabolism
The catabolism of proteins. Ketogenic and glucogenic amino acids. Deammination for transamination. Oxidative Deammination. The urea cycle. The biosynthesis of amino acids. Clinical correlations: fenilchetonuria, Parkinson's disease.
Nucleotide metabolism
De novo and rescue pathways. Formation of the deoxyribonuclotides. Biosynthesis of the nucleotide thymidine: the timidilato sinthase and the Dihydrofolate reductase. Overview on the nucleotides catabolism.
Metabolic pathways integration and hormonal regulation
Metabolic correlations of the different tissues, nutritional and hormonal states. Examples of correlated diseases: obesity, diabetes of type 1 and 2. Hormonal regulation and interaction hormone-receptor. Protein G and inhibitory and activator pathways of AMPc, adenilato ciclasi, protein kinase. Insulin receptor. Oncogens and anti-oncogenes.
RECOMMENDED AND CONSULTATION BOOKS
Champe PC, et al, Le basi della biochimica, prima edizione, Zanichelli
Nelson DL, Cox M, I Principi di Biochimica di Lehninger quarta edizione, Zanichelli.
Campbell MK, Farrell SO., Biochimica, seconda edizione, EdiSes (consultazione).
Devlin, Biochimica con aspetti clinici, Idelson-Gnocchi (consultazione)
EVALUATION MODALITY
Oral exam.APPLIED BIOCHEMISTRY (CFU 4)
CORSO DI LAUREA IN INFORMAZIONE SCIENTIFICA SUL FARMACO
A.A. 2009/2010
(Integrated course with Biochemistry)
SPECIFIC AIMS
Description of the main methodologies adopted in the biochemistry laboratories, clinical biochemistry. The technology of the recombinant DNA and the knowledge of the transfer of the genetic information from the DNA to proteins will be described.
REQUIREMENTS
Acquisition of knowledge of general biology and organic chemistry
PROGRAM
Structure of the nucleic acids
Purines and Pyrimidines bases of DNA and RNA. Chemical differences between DNA and RNA. Structure of a polynucleotide filament. Double strand structure of DNA. Forces that stabilize the double strands of the DNA. Melting temperature. Histone and the nucleosomes. Ribonucleic acids: mRNA, tRNA, rRNA, microRNA
Replication, DNA repair mechanisms and DNA recombination
Semi-conservative, bidirectional, single replication origin in prokaryotes, semidiscontinuous DNA replication. The DNA polymerase and the DNA replication machinery in prokaryotes and eukaryotes. The inverse transcriptase. Systems of DNA repairing. Recombination. Clinical correlations: mutations, cancer and cell cycle, xeroderma pigmentosum.
Trascription: RNA synthesis and maturation
RNA polymerase DNA-dependent. RNA polymerase structure. Promoters in prokaryotes and eukaryotes. RNA synthesis: initiation, elongation and termination. Maturation of mRNA precursor: capping, methylation, polyadenylation, splicing. Introns and the exons. The mechanisms of the RNAm splicing.
Translation: genetic code and protein synthesis
Definition and characteristics of the genetic code: not overlapping triplet code, unique, universal, redundancy. RNA transfer. Amminoacil-tRNA the sintetase: aminoacid activaton. Sense and not sense mutations, of the reading frame. Point mutations. Proteins synthesis. Initiation, elongation, formation of the peptide bond, and termination. Protein synthesis inhibition: antibiotics, toxins.
Gene expression regulation
Overview of the regulation of gene expression: promoter, operon and regulator proteins. Prokaryotes: lactose operon.
Recombinant DNA technology
The techniques of DNA cloning. Restriction endonucleases. Plasmids and other cloning vectors. Protein expression in prokaryotes and eukaryotes. Polymorphisms. Techniques for nucleic acids identification (Southern blot and Northern blot). DNA microarray. Sequencing and DNA amplification by means of Polymerase Chain Reaction (PCR). DNA synthesis starting from mRNA (cDNA) by means of reverse transcriptase and PCR. Data bases to analyses the alignment of DNA/RNA sequences. Clinical applications and correlations: Human genome and gene therapy for genetic diseases, sequencing of DNA for the detection of the genetic disorders.
Biochimical methodologies
Elettroforetic techniques. Factors that influence elettroforetic mobility. Zone electrophoresis on cellulose acetate for sieriche proteins. Electrophoresis on gel: PAGE and PAGE-SDS. Methods of detection: isoelectric focalization and bi-dimensional electrophoresis. Spectroscopic techniques. Absorbance and spectrophotometry UV-VIS. Absorption spectra.. Lambert-Beer law. Colorimetric dosages. Enzymatic techniques. Methods of enzyme dosages. Enzyme dosages of clinical interest. Immunochemical techniques. Antibodies: structures and preparations. Radioimmuno (RIA) and immunoenzymatic (ELISA) assays: applications in experimental biochemistry and in diagnostic. Chromatographic methods: purification of proteins: gel chromatography, affinity chromatography and ion-exchange chromatography.
RECOMMENDED AND CONSULTATION BOOKS
Nelson DL, Cox M, I Principi di Biochimica di Lehninger quarta edizione, Zanichelli.
K.Wilson, K.H.Goulding – Metodologia Biochimica – Raffaello Cortina Ed. Milano
EVALUATION MODALITY
Oral exam.Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
Per Biochimica 1)Nelson DL, Cox M, I Principi di Biochimica di Lehninger quarta edizione, Zanichelli. In alternativa: 2)Champe PC, et al, Le basi della biochimica, prima edizione, Zanichelli Per Biochimica Applicata Medica 1) K.Wilson, K.H.Goulding – Metodologia Biochimica – Raffaello Cortina Ed. Milano
- Oggetto:
