Seleziona l'Anno Accademico:     2016/2017 2017/2018 2018/2019 2019/2020 2020/2021 2021/2022
Docente
ANTONELLA FAIS (Tit.)
VALENTINA CAPPONI
FRANCESCA PINTUS
Periodo
Annuale 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[60/76]  BIOTECNOLOGIE [76/20 - Ord. 2018]  Farmaceutico 12 108

Obiettivi

Il corso di Biochimica per la classe di Biotecnologie è finalizzato all’acquisizione di informazioni e concetti fondamentali di biochimica strutturale e metabolica. Pertanto, il Corso fornisce le conoscenze biochimiche basilari per un laureato di primo livello in Biotecnologie, e inoltre risulta propedeutico ai corsi d’insegnamento successivi, che presuppongono la conoscenza di tali fondamenti.
Il Modulo di Laboratorio consolida le abilità manuali già acquisite nei corsi precedenti e ne aggiunge di nuove, in specie la capacità di manipolare soluzioni di proteine ed enzimi, e di effettuare su di essi le più comuni determinazioni analitiche.

Conoscenza e capacità di comprensione:
Capire la logica molecolare della vita.
Conoscere le strutture e le proprietà fondamentali dei composti biologici più comuni: protidi, glucidi, lipidi. Essere in grado di rappresentare graficamente le relative strutture molecolari
Comprendere le caratteristiche strutturali e funzionali di tali sostanze e la loro localizzazione cellulare e tissutale
Conoscere e comprendere i rapporti struttura-funzione di proteine e la loro modulazione
Conoscere le modalità di produzione, conservazione, utilizzazione dell'energia metabolica, e comprenderne la termodinamica e l'integrazione
Conoscere le vie metaboliche fondamentali e gli strumenti molecolari con cui si realizzano: enzimi, coenzimi, cofattori, effettori, inibitori
Comprendere l'omeostasi metabolica e l'integrazione generale dei metabolismi
Conoscere le principali tecniche di laboratorio
Comprendere le basi teoriche e pratiche per lo studio delle macromolecole

Capacità applicative:
Lo studente sarà in grado di:
- utilizzare le formule di struttura derivandone i meccanismi di reazione dei principali processi biochimici, sia dal punto di vista della catalisi, sia da quello delle sequenze metaboliche;
- inquadrare le diverse vie metaboliche nei corretti meccanismi fisiologici, al fine di trarre conclusioni sui bilanci di materia e di energia;
- applicare le conoscenze acquisite come basi di partenza per lo studio delle discipline biologiche successive quali Biologia Molecolare, Genetica,Fisiologia,Microbiologia;
- applicare le buone pratiche di laboratorio anche a contesti diversi da quelli biochimici;
- applicare le conoscenze teorico-pratiche acquisite per analisi standard di matrici biologiche.

Autonomia di giudizio:
Lo studente sarà in grado di:
- discernere tra argomenti fondamentali e complementari, individuando il filo logico sotteso allo studio razionale della Biochimica, ed evitando l'acquisizione meramente mnemonica di definizioni, schemi, equazioni, grafici e formule di struttura;
- individuare in autonomia vie metaboliche retro-inibite, cicli e cicli futili, reazioni anaplerotiche, e spiegarne la logica sottesa;
- enucleare i concetti basilari, e tra questi specificamente quelli potenzialmente utili nello studio delle materie successive lungo il Corso di Studi;
- poter organizzare un esperimento in laboratorio scegliendo la tecnica maggiormente adatta per il tipo di analisi da effettuare;
- interpretare correttamente i dati analitici di laboratorio ottenuti per trarne conclusioni corrette e coerenti.

Abilità nella comunicazione:
Lo studente sarà in grado di esporre gli argomenti del corso utilizzando linguaggio e lessico tipici della disciplina. Grazie al tutorato esperto sarà anche in grado di interagire proficuamente con i colleghi, formando eventualmente gruppi di studio teorico e di lavoro in laboratorio.

Capacità di apprendere:
L'interazione col docente, i test di autovalutazione, e il materiale didattico (diapositive delle lezioni e istruzioni pratiche per le esperienze di laboratorio) forniranno allo studente gli strumenti necessari all'apprendimento proficuo, ragionato e non mnemonico, della disciplina.

Prerequisiti

Lo studente deve avere una solida conoscenza di base della Chimica Generale e della Chimica Organica. In particolare:
Orbitali atomici e molecolari;
Molecole e ioni, polarità e polarizzabilità;
Legame chimico: ionico, covalente, dativo, coordinativo, a idrogeno;
Acidi e basi nelle varie definizioni, pH, pKa;
Equilibrio chimico, costanti di equilibrio; legge di azione di massa, principio di Le Chatelier;
Entalpia, entropia, energia libera, energia libera standard;
Ossidanti e riducenti, potenziale elettrochimico;
Velocità delle reazioni chimiche, ordine e molecolarità delle reazioni, costanti di velocità;
Fondamenti di chimica organica, composti alifatici e aromatici, mesomeria, effetti I e M; sostituzioni nucleofile, elettrofile, radicaliche, e loro meccanismi.
Principali gruppi funzionali e loro caratteristiche di reattività.
E' obbligatorio aver sostenuto gli esami considerati propedeutici.

Contenuti

Corso diviso in due Moduli (Teoria e Laboratorio).
Biochimica (6 CFU-48 ore)
• Amminoacidi: Struttura e stereochimica. Classificazione. Proprietà acido-base degli amminoacidi - curva di titolazione, pKa, punto isoelettrico.
• Peptidi e proteine: Caratteristiche del legame peptidico. Organizzazione strutturale delle proteine: secondaria, terziaria e quaternaria. Le proteine fibrose e globulari.
• Le emoproteine: mioglobina, emoglobina e loro legame con l’ossigeno. Proprietà allosteriche dell’emoglobina e modulatori del legame con l’ossigeno.
• Enzimi: Classificazione e proprietà generali degli enzimi. La cinetica enzimatica. Fattori che modificano la velocità enzimatica. Significato di Km, Vmax e Kcat. L’equazione di Micaelis-Menten e interpretazione dei grafici. Modulazione allosterica e modulazione covalente. L’inibizione irreversibile ed i vari tipi di inibizione reversibile, con riferimento agli effetti su Km e Vmax.
• Vitamine: Vitamine idrosolubili, i loro derivati coenzimatici, NAD+, NADP+, FAD, FMN, CoQ, TPP, PLP, CoA, Biotina, e il loro ruolo nelle reazioni metaboliche.
• Carboidrati: Nomenclatura. Stereochimica. Gli emiacetali. Forme anomeriche. Proiezioni di Haworth. Derivati degli zuccheri. Il legame glicosidico. I disaccaridi di importanza biologica. I polisaccaridi. Struttura di amilosio, amilopectina, glicogeno e cellulosa.
• Nucleotidi e acidi nucleici: Le basi puriniche e pirimidiniche. I nucleotidi. Legame fosfodiestere.
• Lipidi: Classificazione, glicerofosfolipidi, sfingolipidi, colesterolo. Struttura e funzioni. Le membrane biologiche.
• Metabolismo dei Glucidi: Glicolisi e sua regolazione. Fermentazioni. Metabolismo del piruvato. Cenni sul controllo ormonale del metabolismo glucidico. Ciclo dei pentoso-fosfati.
• Ciclo di Krebs: Reazioni chimiche e loro regolazione metabolica.
• La fosforilazione ossidativa: La catena respiratoria mitocondriale, i suoi componenti e la loro organizzazione. La teoria chemiosmotica. La sintesi di ATP.
• Metabolismo dei Lipidi: β-ossidazione degli acidi grassi, regolazione metabolica e ormonale. Chetogenesi.
• Metabolismo degli amminoacidi: Ruolo metabolico degli aminoacidi. Catabolismo degli aminoacidi. La transaminazione. Ureogenesi.


Modulo di laboratorio (3 CFU Lezione frontale + 3 CFU laboratorio: 60 ore totali):
Frontale (24 ore):
Purificazione di proteine. Preparazione di omogenati. Precipitazione frazionata con solfato d’ammonio, con solventi organici, al calore. Centrifugazione. Dialisi e ultrafiltrazione (4 ore).
Tecniche cromatografiche: principi generali. Cromatografia a scambio ionico, ad esclusione molecolare, per interazioni idrofobiche e di affinità. HPLC (6 ore).
Spettrofotometria di assorbimento UV e visibile: principi, strumentazione ed applicazioni. Legge di Lambert-Beer. Spettrofotometri. Spettrofluorimetro: caratteristiche e principi di funzionamento (6 ore).
Tecniche elettroforetiche: principi generali. Principali tecniche elettroforetiche: PAGE, SDS-PAGE. Metodi di rilevazione e valutazioni quantitative. Focalizzazione isoelettrica (IEF). Western Blot (8 ore).

Laboratorio (36 ore):
Determinazione della concentrazione proteica in soluzione mediante l’utilizzo del saggio di Bradford (5 ore).
Analisi elettroforetica di campioni proteici mediante elettroforesi SDS-PAGE e calcolo del peso molecolare di una proteina (6 ore).
Elettroforesi in condizioni non denaturanti. Saggio dell’attività enzimatica su gel (5 ore).
Zimografia (5 ore).
Attività enzimatiche mediante saggi spettrofotometrici e calcolo dei parametri cinetici quali Km e IC50. Substrati cromogeni (10 ore).
Saggio per la valutazione del potere antiossidante di miscele (5 ore).

Metodi Didattici

Le lezioni vengono svolte utilizzando diapositive realizzate con Power Point, che permettono anche di avvalersi di animazioni per la visualizzazione dei meccanismi di reazione, e modelli molecolari.
La didattica verrà erogata prevalentemente in presenza, integrata e “aumentata” con strategie online, allo scopo di garantirne la fruizione in modo innovativo e inclusivo.
Per quanto riguarda le attività di laboratorio, sulla base delle condizioni di contesto legate alla pandemia Covid-19, potranno essere previste turnazioni e/o attività sostitutive on-line.

Il docente fornirà spiegazioni individuali durante l’orario di ricevimento per appuntamento.
Per coadiuvare lo studio il docente renderà disponibili le slides delle lezioni.

Verifica dell'apprendimento

Per la parte di Biochimica è prevista una prova scritta in itinere (valutazione in trentesimi - 4 CFU) il cui voto farà media ponderata con il voto dell’esame orale finale.
-Obiettivi
Valutazione corretta e oggettiva del grado di preparazione raggiunto:
a) acquisizione di nozioni correlate, generali e basilari, dettagliate e specifiche
b) integrazione logica delle nozioni acquisite, loro comprensione e interpretazione
c) capacità di sviluppare le conoscenze acquisite per studio,lavoro o professione
d) capacità di effettuare,comprendere e spiegare le esperienze di laboratorio
-Modalità
Individuale. Dal generale al particolare,si spazia tra i concetti basilari verso aspetti piú specifici dell’argomento.
-Giudizio finale
Il voto finale tiene conto di:
Qualità delle conoscenze, abilità, competenze possedute e/o manifestate:
Appropriatezza, correttezza e congruenza di:
- conoscenze
- abilità
- competenze
Modalità espositiva:
a) Capacità espressiva
b) Utilizzo appropriato del linguaggio specifico della disciplina
c) Capacità logiche e consequenzialità dei contenuti
d) Capacità manuali e pratiche
e) Capacità di collegare differenti argomenti trovando i punti comuni e istituire un disegno generale coerente ossia curando struttura, organizzazione e connessioni logiche del discorso espositivo
f) Capacità di sintesi anche mediante l’uso del simbolismo proprio della materia e l’espressione grafica di nozioni e concetti.
Qualità relazionali:
Disponibilità allo scambio e interazione con il docente durante il colloquio.
Qualità personali:
a) spirito critico;b)capacità di autovalutazione;c)capacità di operare anche in gruppo.
Il giudizio può essere:
a) Sufficiente(da18a20)
Il candidato dimostra poche nozioni acquisite, livello superficiale, molte lacune. capacità espressive modeste ma comunque sufficienti a sostenere un dialogo coerente;capacità logiche e consequenzialità nel raccordo degli argomenti di livello elementare; scarsa capacità di sintesi e capacità di espressione grafica piuttosto stentata; scarsa interazione con il docente durate il colloquio
b)Discreto(da21a23)
Il candidato dimostra discreta acquisizione di nozioni, ma scarso approfondimento,poche lacune; capacità espressive piú che sufficienti a sostenere un dialogo coerente;accettabile padronanza del linguaggio scientifico;capacità logiche e consequenzialità nel raccordo degli argomenti di moderata complessità;più che sufficiente capacità di sintesi e capacità di espressione grafica accettabile
c)Buono(da24a26)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni piuttosto ampio, moderato approfondimento, con piccole lacune; soddisfacenti capacità espressive e significativa padronanza del linguaggio scientifico; capacità dialogica e spirito critico ben rilevabili; buona capacità di sintesi e capacità di espressione grafica piú che accettabile
d)Ottimo(da27a29)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni molto esteso,ben approfondito, lacune marginali; notevoli capacità espressive ed elevata padronanza del linguaggio scientifico;notevole capacità dialogica, buona competenza e rilevante attitudine alla sintesi logica; elevate capacità di sintesi e espressione grafica
e)Eccellente(30)
Il candidato mostra un bagaglio di nozioni molto esteso e approfondito,eventuali lacune irrilevanti;elevate capacità espressive e padronanza del linguaggio scientifico;ottima capacità dialogica, spiccata attitudine a effettuare collegamenti tra argomenti diversi;ottima capacità di sintesi e grande dimestichezza con l’espressione grafica
La lode si attribuisce a candidati nettamente sopra la media e i cui eventuali limiti nozionistici, espressivi, concettuali, logici risultino nel complesso del tutto irrilevanti.
Poiché la situazione relativa alla pandemia è in continuo divenire, le modalità indicate potranno essere sostituite da modalità di verifica differenti

Testi

Testi di riferimento
Biochimica
- Nelson e Cox, I principi di Biochimica di Lehninger, Zanichelli (Ed. 2018)
- L. Pollegioni, Fondamenti di Biochimica, EdiSES
- Campbell, Farrell, McDougal, Biochimica, EdiSES
- Voet-Voet-Pratt; Fondamenti di Biochimica; Zanichelli
- Jeremy M. Berg, John L. Tymozcko, Gregory J. Gatto, Lubert Stryer, Biochimica; Zanichelli
- Garrett-Grisham; Principi di Biochimica; Piccin
- Mathews-Van Holden-Appling- Anthony Cahill; Biochimica; Piccin


Testi di Metodologia:
Bonaccorsi di Patti et al., Metodologie Biochimiche, Zanichelli;
Stoppini, Bellotti. Biochimica Applicata. EdiSES

Altre Informazioni

Contatti:

- Prof.ssa Antonella Fais: Dipartimento Scienze della Vita e dell’Ambiente, sezione Biomedica, Cittadella Universitaria S.S 554 km 0.700 bivio per Sestu, 09042 Monserrato.
tel: 070-675-4506
e-mail: fais@unica.it

La Prof.ssa Fais riceve tutti i giorni, previo appuntamento. Il docente è disponibile ad incontri di approfondimento per gruppi di studenti.

Link Teams “CdL STCQ-CdL BiotecFarm BIOCHIMICA-Ricevimento studenti”
https://teams.microsoft.com/l/team/19%3af554a3007a78401eab0893edd0e7db63%40thread.tacv2/conversations?groupId=675d1e0c-8fbd-42bd-bacb-11262be2d4b3&tenantId=6bfa74cc-fe34-4d57-97d3-97fd6e0edee1

- Dott.ssa Francesca Pintus, Dipartimento di Scienze della Vita e dell'Ambiente, sezione Biomedica, Cittadella Universitaria S.S 554 km 0.700 bivio per Sestu, 09042 Monserrato.

Tel. 0706754522
mail: fpintus@unica.it
La Dott.ssa Pintus riceve tutti i giorni, previo appuntamento. Il docente è disponibile ad incontri di approfondimento per gruppi di studenti.

Questionario e social

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