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Corso di laurea in

Odontoiatria e protesi dentaria

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BIOCHIMICA E BIOLOGIA MOLECOLARE

Anno accademico 2015/2016 - 2° anno
Docenti Crediti: 10
Organizzazione didattica: 250 ore d'impegno totale, 194 di studio individuale, 56 di lezione frontale
Semestre: 1°
ENGLISH VERSION

Obiettivi formativi

  • BIOCHIMICA
    Il corso di Biochimica si propone di fornire agli studenti di medicina le basi per capire i contesti fisico, chimico e biologico in cui si inquadrano molecole, reazioni e vie metaboliche; di dare rilievo alle relazioni tra struttura e funzione delle principali classi di macromolecole ed alla regolazione metabolica a livello molecolare e cellulare.
    Per stimolare l'interesse dello studente i vari argomenti saranno spiegati sottolineando le interconnessioni logiche e consequenziali, evidenziando gli aspetti clinici, introducendo i metodi sperimentali.
    Alla fine del corso lo studente avrà compreso i rapporti struttura-funzione delle principali molecole biologiche, i meccanismi biochimici essenziali per una corretta funzionalità metabolica e le conseguenze delle loro alterazioni.

Prerequisiti richiesti

  • BIOCHIMICA

    Conoscenze di base di biologia cellulare. Inoltre è necessario possedere una preparazione di chimica adeguata alla comprensione della struttura e funzione delle molecole di interesse biologico e del significato dei principali eventi metabolici. Inoltre, è opportuno che lo studente possegga le conoscenze generali sulle basi molecolari della vita, dalle proprietà chimiche fondamentali delle sostanze, alla struttura e alla funzione delle macromolecole implicate nei processi vitali, alle trasformazioni metaboliche delle biomolecole necessarie per il funzionamento dell’organismo umano.


Frequenza lezioni

  • BIOCHIMICA

    Frequenza Obbligatoria cosi come previsto dal Regolamento del Corso di Laurea


Contenuti del corso

  • BIOCHIMICA CLINICA E BIOLOGIA MOLECOLARE CLINICA
    Definizione e ruolo della Medicina di Laboratorio, l’indagine di laboratorio
    I campioni biologici: tipi, prelievi, trattamento e conservazione. Estrazione e dosaggio degli acidi nucleici.
    Il referto biologico: variabilità preanalitica, analitica e post-analitica. Variabilità biologica. Il controllo di qualità. Caratteristiche diagnostiche di un test di laboratorio: la sensibilità diagnostica, la specificità diagnostica, valore predittivo positivo e negativo di un test.
    Il Fegato, metabolismo, marcatori di lesione epatica. Sintesi dell’eme e catabolismo dell’eme. Detossificazione da alcol e farmaci
    Il Cuore, Marcatori di danno cardiaco, Indagini di laboratorio.
    Rischio cardiovascolare: aterosclerosi e metabolismo lipidico, Indagini di laboratorio.
    Il Rene: Parametri per la valutazione della funzionalità renale ed esame delle urine
    Il Sangue. L’esame emocitometrico
    - Principali patologie a carico del globulo rosso: Anemie, Talassemie ed Emoglobinopatie, Anemie Emolitiche, Criteri di valutazione della severità di un’anemia
    - Principali patologie a carico del globulo bianco: Leucocitosi, Leucopenia, Leucemie acute e croniche
    La diagnostica genetica: Le malattie genetiche, metodiche per l’analisi di mutazioni note e non note.
    Malattie genetiche dovute a mutazioni statiche e dinamiche, malattie monogeniche e poligeniche, l’eredità mitocondriale. La diagnosi prenatale Diagnostica molecolare in ematologia oncologica
    Tecniche di biologia molecolare: Reazione di polimerizzazione a catena (PCR), Enzimi di modificazione e di restrizione, Saggi immunoenzimatici, Sequenziamento I, II, III, Southern, Northern and Western blotting.
    Marcatori Tumorali
    Metabolismo del Calcio e del fosfato. Vie di trasduzione del segnale
    Fattori genetici predisponenti la carie.
    Metabolismo dei nucleotidi purinici e pirimidinici

Testi di riferimento

  • BIOCHIMICA

    1. Siliprandi-Tettamanti. Biochimica Medica. Piccin.
    2. Nelson Cox. I principi di Biochimica di Lehninger. Zanichelli

  • BIOCHIMICA CLINICA E BIOLOGIA MOLECOLARE CLINICA
    1) Medicina di Laboratorio e Diagnostica Genetica,
    Autori: L. Sacchetti, P. Cavalcanti, G. Fortunato, L. Pastore, F. Rossano, D. Salvatore, F. Scopacasa. Casa Editrice: Idelson-Gnocchi.
    2) Medicina di Laboratorio,
    Autori: M. Zatti, Clara Lechi, G. C. Guidi, F. Manzato, G. Lippi. Casa Editrice: Idelson-Gnocchi.
    3) Biochimica Clinica.
    Autori: L. Spandrio. Casa Editrice: Idelson-Gnocchi.
    4) Biologia Molecolare
    Autori: Francesco Amaldi, Piero Benedetti, Graziano Pesole, Paolo Plevani,
    CEA edizioni
    5) Materiale didattico fornito dal docente.

Programmazione del corso

BIOCHIMICA
 *ArgomentiRiferimenti testi
1*PROTEINE: composizione e struttura 
2*PROTEINE DEL TESSUTO CONNETTIVO 
3*PROTEINE DEL PLASMA Assorbimento, trasporto e riserve di ferro. Distribuzione del ferro nell'organismo umano. Immunoglobuline. Aspetti biochimici della coagulazione del sangue 
4*ENZIMI E CINETICA ENZIMATICA. Catalisi enzimatica. Cinetica enzimatica. Allosterismo. Regolazione dell’attività enzimatica.  
5*COENZIMI UTILIZZATI NELLE REAZIONI METABOLICHE. 
6*BIOENERGETICA E OSSIDAZIONI BIOLOGICHE. Genoma mitocondriale. Richiami di termodinamica chimica. Trasporto di ioni e metabolíti attraverso la membrana mitocondriale interna. Coenzimi piridin-nucleotidici. Richiami di elettrochimica. Catena mitocondriale di trasporto degli elettroni. Fosforilazione ossidativa. Trasporto di ioni e metaboliti nei mitocondri. 
7*RADICALI LIBERI Definizione; effetti dei radicali liberi nei sistemi biologici; perossidazione dei lipidi insaturi ed alterazioni delle membrane biologiche; prodotti di riduzione parziale dell'ossigeno (anione superossido, acqua ossigenata e radicale idrossile). 
8*EMOGLOBINA E TRASPORTO DELL’OSSIGENO Struttura funzioni dell’emoglobina. Vari tipi di emoglobine. Curva di dissociazione dell’emoglobina: effetto cooperativo - effetto Bohr, 2,3 DPG. Trasporto isoidrico della CO2. Tamponi emoglobinici. Effetto Hamburger (scambio dei cloroioni). Emoglobinopatie. 
9*METABOLISMO DEI GLUCIDI. Glicidi di importanza biologica: glicogeno, amido, disaccaridi. Funzione plastica ed energetica del glicidi. Digestione ed assorbimento dei glucidi. Amilasi e disaccaridasi. Meccanismi di trasporto e di assorbimento dei glicidi. Assorbimento intestinale del glucosio, carrier mobile per il glucosio. Utilizzazione del glucosio. 
10*METABOLISMO DEI GLUCIDI, GLUCONEOGENESI; CONTROLLO DEL GLUCOSIO EMATICO Glicogeno sintesi e glicogeno lisi: Regolazione del metabolismo del glicogeno epatico e muscolare. Disturbi del metabolismo del glicogeno, le glicogenosi. Gluconeogenesi e regolazione (enzima tandem). Regolazione della glicemia: Meccanismo d'azione dell'adrenalina e del glucagone. 
11*METABOLISMO DEI GLUCIDI, GLUCONEOGENESI; CONTROLLO DEL GLUCOSIO EMATICO Adrenalina: recettori alfa e beta adrenergici. Effetti. metabolici mediati dai suddetti recettori. Nucleotidi ciclici (AMP ciclico e GMIP ciclico).  
12*METABOLISMO DEI GLUCIDI; CONTROLLO DEL GLUCOSIO EMATICO Gli ormoni glucocorticoidi e loro meccanismo d'azione . Insulina: biosintesi, meccanismo di secrezione e suoi effetti metabolici. Recettori insulinici. Processo d’internalizzazione dell'insulina Meccanismo molecolare d'azione dell’insulina a livello della membrana plasmatica, a livello citoplasmatico e nucleare. Effetti metabolici dell'insulina sul metabolismo glicidico, lipidico, proteico e acidi nucleici. 
13*LA GLICOLISI E L'OSSIDAZIONE DEL PIRUVATO Glicolisi aerobica ed anaerobica e loro regolazione metabolica ed ormonale: Utilizzazione dell'energia nella glicolisi. Origine dell’acido lattico. Lattico deidrogenasi (LDH) ed enzimi pendolari Fermentazione alcolica. Interconversione dei monosaccaridi. Utilizzazione metabolica dell'acido piruvico e sue interconversioni metaboliche, correlazioni tra metabolismo glicidico, lipidico e proteico. Enzima malico. 
14*LA GLICOLISI E L'OSSIDAZIONE DEL PIRUVATO Decarbossilazione ossidativa dell'acido piruvico: Difosfotiamina, acido lipoico, coenzima A. Regolazione del metabolismo dell'acido piruvico (complesso multienzimatico della piruvato deidrogenasi). 
15*SHUNT DELL'ESOSOMONOFOSFATO La via dei pentosi (o Shunt dell'esosomonofosfato) Ruolo del NADPH nel metabolismo. 
16*CICLO D KREBS Il ciclo degli acidi tricarbossilici o ciclo di Krebs e sua regolazione metabolica ed ormonale. Correlazioni metaboliche tra alcuni intermedi del ciclo di Krebs e i metaboliti della sintesi dei lipidi.Ciclo piruvato-citrato e correlazioni con il ciclo extramitocondriale del citrato. Reazione globale e resa energetica del Ciclo di Krebs. Ruolo biosintetico dei Ciclo. Reazioni anaplerotiche. Localizzazione mitocondriale degli enzimi. 
17*METABOLISMO LIPIDICO Lipidi di importanza biologica (trigliceridi, fosfolipidi, cerebrosidi, ecc.). Digestione ed assorbimento dei lipidi. Lipoproteine plasmatiche. Beta Ossidazione degli acidi grassi e bilancio energetico. Sistema di trasporto degli acidi grassi attivati. Carnitina. Chetogenesi ed utilizzazione extraepatica dei corpi chetonici. Chetoacidosi diabetica. Biosintesi degli acidi grassi saturi ed insaturi. 
18*METABOLISMO LIPIDICO Regolazione metabolica ed ormonale della biosintesi degli acidi grassi. Biosintesi del colesterolo e sua regolazione. Patologie connesse al metabolismo del colesterolo. Ipercolesterolemia familiare. Aterosclerosi. Obesità. 
19*ORMONI Struttura, classificazione e cenni sulla biosintesi. Aspetti biochimici dei meccanismi molecolari dell'azione degli ormoni. Introduzione al metabolismo. Le vie metaboliche. Meccanismi di trasduzione del segnale nei diversi organi e tessuti. Proteine G. Secondi Messaggeri (cAMP, cGMP, Calcio, ecc.). Il ciclo dei fosfoinositidi. Fospatidil-inositolo 4,5 Bifosfato, IP3 e DAG. Meccanismo d’azione degli ormoni cAMP dipendenti.  
20*ORMONI Ormoni che regolano la calcemia (Paratormone e Calcitonina) e Vitamina D3. Adrenalina, Glucagone, ACTH, ecc. Meccanismo d’azione degli ormoni steroidei. Mineralcorticoidi, glucocorticoidi ed ormoni sessuali. Fattori di crescita Insulina e recettori tirosin -chinasici. Insulina e glucagone e loro recettori. Diabete mellito di primo e di secondo tipo. 
21*REGOLAZIONE DELL’EQUILIBRIO IDROSALINO: Elettroliti sodio, potassio calcio. Pompa sodio-potassio. Aldosterone. Sistema Renina-Angiotensina. Regolazione pressione osmotica negli organismi viventi. Ruolo del rene nell’omeostasi. Meccanismi di formazione dell’urina. ADH. Osmocettori ipotalamici. Diabete insipito. Meccanismo di moltiplicazione in controcorrente. 
22*REGOLAZIONE DELL’EQUILIBRIO ACIDO-BASE: Equazione di Handerson e Hasselbach. Sistemi tamponi plasmatici ed eritrocitari. Scaambio isoidrico della CO2. Effetto Hamburger. Regolazione dell’equilibrio acido-base renale. Modificazioni dell’equilibrio acido-base: acidosi metabolica, acidosi respiratoria, alcalosi metabolica, alcalosi respiratoria e relative compensazioni fisiologiche. 
BIOLOGIA MOLECOLARE
 *ArgomentiRiferimenti testi
1*Componenti chimici della cellula: Importanza dei legami deboli e forti nei sistemi biologici “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et  
2*La struttura del DNA e dell’RNA: denaturazione e rinaturazione - struttura secondaria - topologia – le topoisomerasi “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et  
3*Organizzazione del genoma procariotico“I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et  
4*Organizzazione dei genomi eucariotici: sequenze uniche e ripetute - esoni ed introni - livelli strutturali della cromatina (dal nucleosoma al cromosoma) e sua regolazione – assemblaggio dei nucleosomi - Duplicazione e segregazione dei cromosomi (“I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et  
5*Replicazione del DNA: le DNA polimerasi - meccanismi della sintesi discontinua del DNA – selezione delle origini - terminazione della replicazione - differenze fra procarioti ed eucarioti“I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et  
6*Mutabilità e riparazione: i danni al DNA e i principali meccanismi di riparazione “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et  
7*La trascrizione: le RNA polimerasi – la trascrizione nei procarioti – la trascrizione negli eucarioti - modalità di controllo della trascrizione - trasporto dell’RNA“I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et  
8*Lo splicing dell’RNA: la reazione di splicing – lo spliceosoma – lo splicing alternativo “I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et  
9*La traduzione: gli RNA messaggeri – gli RNA transfer (struttura e basi modificate) – le amminoacil-tRNA sintetasi – il ribosoma – inizio della traduzione – allungamento – terminazione – i fattori di trascrizione - differenze fra eucarioti e procarioti“I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et  
10*Il codice genetico: la degenerazione – l’universalità – mutazioni puntiformi – mutazioni soppressore“I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et  
11*Principali meccanismi di regolazione dell’espressione genica nei procarioti e negli eucarioti“I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et  
12*Principali tecniche di biologia molecolare“I principi di biochimica del Lenhinger”, NL Nelson e MM Cox, ed. Zanichelli “Fondamenti di Biologia molecolare”, LA Allison, ed. Zanichelli “Biologia molecolare, principi e tecniche”, MM Cox, ed. Zanichelli “Biologia molecolare del gene”, Watson JD et  
* Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame.

N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame.

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

  • BIOCHIMICA

    Prova Orale


Esempi di domande e/o esercizi frequenti

  • BIOCHIMICA

    1. Catena Respiratoria mitocondriale

    2. Fosforilazione ossidativa.

    3. Ciclo di Krebs e sua regolazione. Correlazione con lipogenesi e sua regolazione.

    4. Lipogenesi

    5. Regolazione della chetogenesi. Chetoacidosi diabetica.

    6. Emoglobina e tamponi emoglobinici

    7. Gluconeogenesi.

    8. Ormoni e loro meccanismo d’azione: Insulina e suoi recettori. Meccanismo d’azione degli ormoni glucocorticoidi.

    9. Ciclo extramitocondriale del citrato.

    10. Biochimica renale: Aldosterone, ADH – Teoria di moltiplicazione in controcorrente.