Laurea interateneo in Tecniche della prevenzione nell'ambiente e nei luoghi di lavoro (Trento - ex sede Ala)
(abilitante alla professione sanitaria di tecnico della prevenzione nell'ambiente e nei luoghi di lavoro) d.m. 270/04

Fondamenti biomolecolari della vita (2019/2020)

Codice insegnamento
4S000089
Crediti
4
Coordinatore
Monica Mottes

L'insegnamento è organizzato come segue:
Modulo Crediti Settore disciplinare Periodo Docenti
BIOCHIMICA 2 BIO/10-BIOCHIMICA TPALL 1° ANNO 1° SEMESTRE Elio Maria Liboi
BIOLOGIA E GENETICA 2 BIO/13-BIOLOGIA APPLICATA TPALL 1° ANNO 1° SEMESTRE Monica Mottes

Obiettivi formativi

L’insegnamento si propone di fornire le conoscenze di biologia, biochimica e genetica necessarie per la comprensione dei processi fisiologici e patologici connessi allo stato di salute e malattia degli individui nelle diverse età della vita. Le conoscenze biologiche e biochimiche contribuiranno all’acquisizione di competenze finalizzate a promuovere l’adozione di pratiche che migliorino lo stato di salute della persona e l’assistenza infermieristica. A completamento del corso lo studente avrà acquisito: conoscenze di base di chimica organica e biochimica sulle relazioni struttura-funzione delle principali classi di macromolecole biologiche, sulla regolazione metabolica a livello molecolare e le trasformazioni energetiche dei processi biochimici; conoscenze di biologia cellulare e genetica relative alle caratteristiche strutturali, funzionali e molecolari della cellula; comprensione delle applicazioni delle conoscenze di genomica alla medicina. Queste conoscenze consentiranno di comprendere processi cellulari comuni a tutti gli organismi viventi e in particolare i meccanismi di base che regolano attività metabolica, riproduzione e interazioni cellulari e i meccanismi di trasmissione delle malattie genetiche nell’uomo. MODULO BIOCHIMICA: Il Corso si propone di fornire: -conoscenze di base di chimica generale e organica propedeutica alla biochimica. -conoscenze sulle relazioni struttura-funzione delle principali classi di macromolecole biologiche e sulla regolazione metabolica a livello molecolare. -conoscenze sulle interconnessioni esistenti tra i diversi processi biochimici e le trasformazioni energetiche ad essi connesse. Al termine dell’insegnamento lo/la studente/studentessa dovranno dimostrare di aver acquisito terminologie e nozioni utili per un’analisi critica dei processi biochimici vitali in modo da conseguire autonomia di valutazione critica e globale dei processi stessi. MODULO BIOLOGIA APPLICATA: Il corso si propone di fornire le conoscenze di base di biologia e genetica umana descrivendo in particolare i principi basilari su cui poggia la biologia, le caratteristiche strutturali, funzionali e molecolari dei processi cellulari comuni a tutti gli organismi viventi, la trasmissione dei caratteri ereditari e le basi molecolari delle malattie genetiche, sviluppando al contempo un linguaggio appropriato. Durante il corso saranno in particolare messi in risalto gli aspetti della biologia umana di particolare interesse biomedico. Al termine del corso lo studente sarà in grado di comprendere i meccanismi che regolano la vita, la riproduzione cellulare, le interazioni tra le cellule e di riconoscere le diverse modalità di trasmissione dei caratteri mendeliani e delle malattie genetiche nell’uomo. Nozioni indispensabili per affrontare gli insegnamenti successivi che lo studente incontrerà nel corso di studio.

Programma

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MM: BIOCHIMICA
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Concetti base di chimica generale ed organica : Gli atomi: gli elettroni - orbitali atomici. Il legame chimico: legame ionico, legame covalente. Interazioni deboli: legami ad idrogeno – interazioni di Van der Waals – interazioni idrofobiche. l' Acqua. chimica del Carbonio. Reazioni red-ox. Le molecole: interazioni in acqua. pH e soluzioni tampone. Principi di termodinamica Le BIOMOLECOLE Proteine Amminoacidi: legame peptidico - peptidi. Struttura delle proteine: primaria - secondaria - terziaria - quaternaria (emoglobina, mioglobina) - ripiegamento delle proteine –modificazioni post-traduzionali. Pathway secretorio delle proteine, ruolo del reticolo endoplasmico, controllo qualità. Proteine allosteriche. Enzimi Cinetica enzimatica: equazione di Michaelis-Menten - effetti del pH sull'attività enzimatica - complesso enzima/substrato - energia di attivazione. Inibizione competitiva e non competitiva. Acidi nucleici DNA: nucleotidi - legame fosfodiestere - doppia elica - forme di DNA. RNA: nucleotidi - accoppiamento delle basi - tRNA. Interazioni DNA/proteine. Carboidrati Monosaccaridi: centri asimmetrici - forme cicliche - mutarotazione. Disaccaridi: legame glicosidico. Polisaccaridi: amido e glicogeno - cellulosa. Glicoproteine: gruppi sanguigni. Lipidi Lipidi: glicerofosfolipidi - sfingolipidi - colesterolo. Doppio strato lipidico: fluidità - dinamica - diffusione. Il METABOLISMO Bioenergetica Energia nel metabolismo: flusso di elettroni - Reazioni di ossido-riduzione. Termodinamica: energia libera G – Entropia. potenziale energetico dell'ATP - reazioni accoppiate. Metabolismo generale Meccanismi regolatori: regolazione allosterica - compartimentalizzazione nella cellula - livelli enzimatici - regolazione coordinata (cicli futili). Ormoni. Regolazione ormonale del metabolismo. Vitamine/coenzimi. Digestione. Metabolismo dei carboidrati Glicolisi: destini del piruvato: fermentazione lattacida, alcolica. Bisfosfoglicerato - regolazione. Glicogeno e amido: fosforilasi - glicogeno sintasi - enzima deramificante - regolazione. Ciclo dei pentoso fosfati: fase ossidativa - fase non ossidativa. Ciclo di Cori. Ciclo dell'acido citrico: piruvato deidrogenasi - piruvato carbossilasi - citrato sintasi - regolazione. Acetil-CoA. Gluconeogenesi. Fosforilazione ossidativa flusso elettronico mitocondriale: metabolismo ossidativo - sistemi "navetta" - trasportatori di elettroni - trasferimento di elettroni - catena respiratoria. Sintesi di ATP: modello chemiosmotico - ATP sintasi - regolazione. Metabolismo dei lipidi Digestione ed assorbimento dei grassi: lipasi - sali biliari, micelle - assorbimento. Lipoproteine: proprietà - metabolismo - recettori per LDL. Ossidazione degli acidi grassi: mobilitazione dei grassi - attivazione e trasporto - ossidazione. Corpi chetonici. Biosintesi del colesterolo. Biosintesi degli acidi grassi. Metabolismo Amino acidi Degradazione degli amino acidi: transaminazione - deaminazione ossidativa - trasporto dell'ammoniaca - ciclo dell'urea - metabolismo dei chetoacidi. Ciclo: glucosio-alanina. Amino acidi chetogenici e glucogenici. Accenno alla biosintesi degli amino acidi: amino acidi essenziali e non. Ingresso degli amino acidi nel ciclo citrico. Biosintesi delle proteine.
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MM: BIOLOGIA E GENETICA
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Lo sviluppo del pensiero biologico moderno, le idee fondamentali Biologia generale dei procarioti. Rapporti fra procarioti e gli altri organismi. La cellula eucariotica: aspetti generali. Il ciclo cellulare e la sua regolazione. Mitosi. Le basi molecolari dell’informazione ereditaria: caratteristiche del DNA, sua replicazione. Flusso dell’informazione genica. Trascrizione, traduzione: il codice genetico, la produzione di proteine nella cell eucariotica. I geni degli eucarioti sono discontinui: il processamento del’RNA messaggero (splicing). Regolazione dell’espressione genica nei procarioti e negli eucarioti. L'architettura del genoma negli eucarioti. I cromosomi. Cariotipo umano normale e patologico. Anomalie di numero e struttura. Il dosaggio genico e l’inattivazione del cromosoma X nei mammiferi, la determinazione del sesso nell’embrione. Le mutazioni. I vari tipi e i meccanismi che le determinano. Preadattatività delle mutazioni. Mutazioni spontanee. Mutagenesi da agenti chimici e fisici. Test di mutagenesi. Meccanismi di riparazione del DNA. Mutazioni somatiche e cancro. Riproduzione sessuata: meiosi, crossing-over, gametogenesi nell’uomo. Gli esperimenti di G.Mendel. Le leggi dell'ereditarietà, la segregazione degli alleli. L'assortimento indipendente dei geni. Associazione e ricombinazione. Genetica dei gruppi sanguigni (ABO, Rh). Vari tipi di ereditarietà: autosomica dominante, autosomica recessiva, legata al sesso. Modalità di trasmissione delle malattie genetiche nell’uomo, esempi di malattie AD, AR, legate all’X. Esempi di alberi genealogici. Predizione del rischio genetico. MODALITA' DIDATTICHE La frequenza al corso è obbligatoria. Le modalità didattiche consistono in lezioni frontali dedicate alla trasmissione delle conoscenze che lo studente dovrà acquisire per il superamento dell’esame. Le spiegazioni del docente saranno corredate da presentazioni in PowerPoint e videos, resi disponibili al sito dipartimentale dedicato alla didattica. Materiale didattico supplementare (quiz a scelta multipla per autovalutazione, articoli o reviews di particolare interesse etc.) potrà essere aggiunto durante il corso e ne sarà data ampia informazione agli studenti. Durante tutto l’anno accademico è disponibile il servizio di ricevimento individuale, in orario flessibile previa richiesta via email, come indicato alla pagina web del docente. LIBRI DI TESTO CONSIGLIATI Vengono consigliati i seguenti testi: - Elementi di biologia (Cellula-Genetica)- H. Helena Curtis, et al., I edizione italiana, 2017 Zanichelli ed. Bologna, ISBN: 9788808773784 - Elementi di biologia e genetica D.Sadava et al., IV edizione italiana, 2014 Zanichelli ed. Bologna, ISBN: 9788808335210

Modalità d'esame

L'esame scritto (quiz a scelta multipla e domande aperte) riguarderà entrambi i moduli dell'insegnamento. Per ulteriori informazioni vedere le schede dei singoli moduli.
La valutazione finale terrà conto degli esiti relativi a ciascun modulo; l’esame si intende superato solo se per entrambi i moduli lo studente riceve valutazione positiva. Lo studente può ritirarsi o rifiutare il voto proposto.

Testi di riferimento
Autore Titolo Casa editrice Anno ISBN Note
Stefani M, Taddei N Chimica Biochimica e Biologia Applicata. Zanichelli ed., Bologna  
Terry A. Brown conoscere la biochimica (Edizione 1) Zanichelli ed., Bologna 2018
David L Nelson, Michael Cox introduzione alla biochimica di Lehninger (Edizione 4) Zanichelli ed., Bologna 2011
P Bonaldo, C Crisafulli, R D'Angelo, et al Elementi di Biologia e Genetica (Edizione 1) EdiSES 2019 9788833190389




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