Laurea in Infermieristica (Vicenza)
(abilitante alla professione sanitaria di infermiere) d.m. 270/04

Fondamenti biomolecolari della vita (2019/2020)

Codice insegnamento
4S000089
Crediti
4
Coordinatore
Maria Romanelli

L'insegnamento è organizzato come segue:
Modulo Crediti Settore disciplinare Periodo Docenti
BIOCHIMICA 2 BIO/10-BIOCHIMICA INF VI - 1° anno 1° sem Elio Maria Liboi
BIOLOGIA APPLICATA 2 BIO/13-BIOLOGIA APPLICATA INF VI - 1° anno 1° sem Maria Romanelli

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 conoscenzedi 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 fornisce: -Conoscenze di base di chimica organica propedeutiche 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 acquisirà 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 basi conoscitive per comprendere il contributo delle macromolecole biologiche all’organizzazione biologica e al funzionamento delle strutture degli organismi viventi e agli aspetti più rilevanti della biologia dell’uomo. L’insegnamento mira inoltre a far conoscere i concetti fondamentali della Genetica, le malattie genetiche più comuni e le loro modalità di trasmissione . Al termine dell’insegnamento lo studente dovrà dimostrare di conoscere e comprendere i fondamenti della biologia anche in relazione allo stato di salute nella popolazione umana.

Programma

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MM: BIOCHIMICA
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Il legame chimico 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. Acqua Le molecole: proprietà dell'acqua - interazioni in acqua. Le soluzioni: solvente – soluto, concentrazioni delle soluzioni. Soluzioni acide e basiche. pH e soluzioni tampone. Comparti intracellulari Reticolo endoplasmico, apparato del Golgi, mitocondri, vescicole di trasporto. 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 APPLICATA
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Sintesi del programma: Caratteristiche principali degli organismi viventi, strutture cellulari dei procarioti e degli eucarioti; ciclo cellulare e sua regolazione, riproduzione e sviluppo, trasmissione ereditaria dell’informazione genetica, meccanismi molecolari della trascrizione e traduzione dell’informazione genica, le basi cromosomiche dell’ereditarietà, il genoma umano, la genetica mendeliana, gli alberi genealogici, le mutazioni geniche e le malattie genetiche Programma: - Caratteristiche generali degli organismi viventi. - Le macromolecole della vita: DNA , RNA, proteine. - Struttura e funzione della cellula: caratteristiche generali, separazione dei componenti subcellulari. Membrana plasmatica, citoplasma, nucleo. - Le basi molecolari dell'informazione ereditaria. Caratteristiche del DNA, il modello di Watson e Crick. La replicazione del DNA. - Espressione genica. Codice genetico, trascrizione, traduzione. Regolazione dell'espressione - genica. Composizione del genoma. - Le mutazioni. I vari tipi e i meccanismi che le determinano. Mutazioni spontanee. Mutagenesi da agenti chimici e fisici. - Organizzazione del genoma. Cromatina: composizione e struttura. - I cromosomi: modelli strutturali, il cariotipo, anomalie. - Il ciclo cellulare. La mitosi. - Riproduzione sessuata e meiosi. Gametogenesi. Errori meiotici: le aneuploidie. Il dosaggio genico e l'inattivazione del cromosoma X, la determinazione del sesso nell'embrione. - Genetica. Trasmissione dei caratteri ereditari, leggi di Mendel. Genotipo e fenotipo, ereditarietà autosomica e legata al sesso. Interpretazione e discussione di alberi genealogici. Genetica dei gruppi sanguigni. Modalità di trasmissione delle malattie genetiche nell'uomo, calcolo del rischio. Diagnostica molecolare.

Modalità d'esame

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MM: BIOCHIMICA
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test scritto a scelta multipla. 20 domande per test. Il test è formulato secondo il sistema decimologico di Ateneo secondo cui le domande sono estratte da una banca di domande formulate dal docente e pescate a random dal sistema. Le stesse 20 domande sono distribuite in ordine diverso per ogni studente registrato per l'appello. Quindi, ogni studente ha il suo test nominativo con Foglio domande e rispettivo foglio risposte. Il Foglio risposte è letto in automatico dal sistema docimologico di Ateneo e I risultati inviati al docente.
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MM: BIOLOGIA APPLICATA
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La prova scritta riguarda potenzialmente tutti gli argomenti elencati nel programma di biologia. E’ articolata in gruppi di quesiti collegati ai temi principali del corso (le macromolecole della vita, la biologia della cellula, interazioni tra cellule, il flusso dell’informazione genica, la genetica mendeliana, la genetica umana). I quesiti sono formulati come domande a risposta multipla e domande a risposta aperta. Le domande richiedono la conoscenza della terminologia scientifica in ambito biologico, la capacità di interpretare alberi genealogici, l’abilità di collegare in forma sistemica le conoscenze di biologia e genetica molecolare, la capacità di descrivere ed esemplificare le strutture biologiche. L'esame delle conoscenze di Biologia sarà superato se la valutazione globale del corso integrato sarà maggiore o uguale a 18/30. La valutazione complessiva delle risposte alle domande è espressa in 30esimi. Per favorire la comprensione dei contenuti e delle modalità d’esame, domande d’esame somministrate l’anno precedente verranno discusse in aula con gli studenti dell’anno successivo.

Testi di riferimento
Autore Titolo Casa editrice Anno ISBN Note
Capbell et al. Biologia e genetica Pearson 2015
Solomon et al. Elementi di Biologia EdiSES 2017
Sadava, Hillis, Craig Heller, Hacker Elementi di Biologia e Genetica (Edizione 5) Zanichelli 2019
Bonaldo et al. Elementi di Biologia e Genetica EdiSES 2019 978-88-3319-038-9
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




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