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Docente
TIZIANA CABRAS (Tit.)
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.
E' obbligatorio aver sostenuto gli esami considerati propedeutici.

Contenuti

Corso diviso in due Moduli (Teoria e Laboratorio).
Biochimica (6 CFU-48 ore)
- Aminoacidi: definizione e classificazione, principali caratteristiche fisico-chimiche. Aminoacidi come elettroliti. Aminoacidi essenziali. peptidi. Classificazione delle proteine e livelli strutturali. Le principali proteine fibrose.
-Proteine globulari. Principali caratteristiche fisico-chimiche. Glicoproteine. Immunoglobuline.
-Glucidi. Definizione e classificazione, principali caratteristiche fisico-chimiche. Anomeria, mutarotazione, glicosidi. Mono-, oligo- e polisaccaridi.
- Le basi puriniche e pirimidiniche. I nucleotidi.
- Lipidi: definizione, classificazione, principali caratteristiche fisico-chimiche. Lipidi semplici e complessi, fosfolipidi, sfingolipidi. Isoprenoidi.
- Eme e emoproteine. Mioglobina ed emoglobine, ossigenazione e deossigenazione, cooperatività e allosteria.
-Cinetica enzimatica. Catalisi enzimatica. Ipotesi di Michaelis e Menten e suoi sviluppi. Inibizione e modulazione dell'attività enzimatica. Meccanismi biocatalitici.
-Vitamine e coenzimi: definizione e classificazione. Vitamine, coenzimi e cofattori idrosolubili.
-Metabolismo e metabolismo energetico: Definizione e concetti: metabolismo, anabolismo, catabolismo, biosintesi, biodegradazione. Produzione di energia, trasporto, stoccaggio dell'energia metabolica: ATP e analoghi.
- Metabolismo glucidico: concetti generali, glicolisi, fermentazioni lattiche e alcoliche. Ciclo del citrato e del gliossilato.
- Metabolismo lipidico: concetti generali, beta-ossidazione, casi particolari, destino dell'acetilCoa, chetogenesi.
- Metabolismo proteico: concetti generali, transaminazione, deaminazione, destino dell'ammoniaca, ciclo dell'ornitina.
-Catena respiratoria: concetti generali, costituenti, riduzione dell'ossigeno, conseguenze e finalità.
-Fosforilazione ossidativa: concetti generali, ATP sintasi e suo meccanismo, controllo respiratorio, agenti disaccoppianti.

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

La didattica sarà erogata in presenza. Le lezioni potranno essere integrate con materiali audiovisivi e con lo streaming.

Il corso inizia a ottobre e termina a gennaio. Sono previste:
- 72 ore di lezioni frontali (di cui 48 ore per il modulo di Biochimica e 24 ore per il modulo di laboratorio) e 24 ore di laboratorio.

Modulo di Biochimica: 20 ore sulla struttura delle biomolecole e le loro proprietà biologiche (zuccheri, lipidi, acidi nucleici, aminoacidi e proteine, emoproteine); 10 ore sull’enzimologia e sulla struttura e funzione dei coenzimi; 18 ore sul metabolismo.
Modulo di Laboratorio: 24 ore di lezioni frontali di cui 4 ore su purificazione delle proteine, 6 ore su tecniche cromatografiche, 6 ore su tecniche spettrofotometriche e 8 ore su tecniche elettroforetiche; 36 ore di laboratorio di cui 20 ore su tecniche spettofotometriche e 16 ore su tecniche elettroforetiche.

Il docente fornirà spiegazioni individuali durante l’orario di ricevimento per appuntamento, e/o tramite l’ausilio dei supporti informatici disponibili.
Per coadiuvare lo studio il docente rende disponibili le slides delle lezioni, e fornisce fascicoli di esercizi e copie di precedenti prove scritte.

Verifica dell'apprendimento

Biochimica: Esame scritto e orale. La prova scritta di Biochimica è valutabile ai fini dell’esame finale e si svolgerà sui seguenti argomenti:
- Struttura e proprietà acido-base di aminoacidi e peptidi; struttura delle proteine, carboidrati, lipidi, nucleotidi e ac. nucleici; membrane biologiche. Proprietà delle proteine respiratorie. Interpretazione delle curve di legame.
La valutazione della verifica non è ritenuta definitiva fino a che lo studente non avrà dimostrato nella prova orale finale di aver recuperato tutti gli argomenti su cui ha preso delle insufficienze.
Lo studente può ripetere, il giorno dell’esame il test scritto o riportare gli argomenti all’orale. Per gli studenti non frequentanti, il giorno dell’esame, è previsto un compito scritto di Biochimica che precederà la prova orale.

Laboratorio di Biochimica: l'esame sarà orale.

Per entrambi i moduli verrà verificato:
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
Il voto finale tiene conto di:
a) Qualità delle conoscenze, abilità, competenze possedute e/o manifestate.
b) Modalità espositiva:
c) Capacità logiche e consequenzialità dei contenuti
d) Capacità manuali e pratiche
e) Capacità di collegare differenti argomenti 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.
g) Qualità relazionali e disponibilità all’interazione con il docente durante il colloquio.
h) spirito critico; capacità di autovalutazione; capacità di operare anche in gruppo.
Il giudizio può essere:
• 18-20. 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
• 21-23. 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
• 24-26. 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
• 27-29. 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.
• 30. Il candidato mostra un bagaglio di nozioni molto esteso e approfondito, 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.

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:
- Cabras Tiziana
Dipartimento: Scienze della Vita e dell’Ambiente
Indirizzo: Cittadella Universitaria Monserrato
Telefono: 0706754505
Fax: 0706754523
E-mail: tcabras@unica.it
Orario di ricevimento studenti: Per appuntamento

- 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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