ECTS - University of Pisa
CHIMICA GENERALE E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
L’insegnamento tratta lo studio generale della chimica propedeutica allo studio delle macromolecole di interesse biologico e quello della chimica del carbonio e dei suoi composti, in particolare la descrizione di mono e polisaccaridi, di lipidi, di aminoacidi e di proteine. L’obiettivo principale del corso è quello di fornire agli studenti le conoscenze di base che dalla struttura dell’atomo gli permetteranno di derivare le proprietà delle sostanze elementari, dei composti inorganici, organici e delle macromolecole di interesse biologico.
BIOCHIMICA E BIOLOGIA MOLECOLARE
Lo studente dovrà acquisire conoscenze relative ai processi cellulari e sistemici coinvolti nel metabolismo intermedio, con particolare riferimento ai fenomeni digestivi, di assorbimento e distribuzione dei nutrienti, alle loro modificazioni ossidative, ai sistemi di deposito e mobilizzazione di energia chimica, alla comunicazione intercellulare e ai fattori responsabili del controllo dell’omeostasi metabolica e della regolazione delle vie metaboliche. Dovrà acquisire inoltre le conoscenze di base inerenti la struttura del DNA e dell’RNA, i meccanismi molecolari della replicazione, trascrizione e traduzione.
The teaching covers the general study of propedeutics chemistry in the study of biological interest macromolecules and that of carbon chemistry and its compounds, in particular the description of mono and polysaccharides, lipids, amino acids and proteins. The main goal of the course is to provide students with the basic knowledge that the atomic structure will allow him to derive from the properties of elemental substances, inorganic compounds, organic and macromolecules of biological interest.
Students are expected to acquire: -Knowledge on the chemical reactions involved in biochemical processes; -Knowledge on the chemistry of carbon with particular reference to its structure and reactivity; -knowledge on biochemistry starting from basic principles of general biochemistry to main metabolic pathways; -knowledge on basic principles of molecular biology; -ability to correlate the knowledge of general features of proteins and enzymes with their cellular function, regulation and location in the cells or organs.
BIOCHEMISTRY
the student should gain knowledge concerning: metabolism, catabolism and anabolism; control sites of metabolism; thermodinamic of reactions; omeostasis; energy requirements; protein structures and functions; enzymatic cinetic; enzymatic inhibition; structure and function of nucleic acid; replication, transcription and translation; gene-genom-genetic code interactions.
CHIMICA GENERALE E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
prova in itinere scritta
BIOCHIMICA E BIOLOGIA MOLECOLARE
Esame finale orale
Written chemical test.
In the written exam, the student must demonstrate his/her knowledge of the course material and to organise an effective and correctly written reply. During the oral exam the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the course material and be able to discuss different subjects using the appropriate terminology
Methods:
BIOCHEMISTRY
final exam (oral)
CHIMICA GENERALE E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
Lo studente acquisirà le conoscenze necessarie per poter seguire in maniera proficua tutti gli insegnamenti inerenti la chimica previsti dall’ordinamento del Corso di Laurea.
BIOCHIMICA E BIOLOGIA MOLECOLARE
Lo studente sarà in grado di collegare i diversi argomenti trattati in modo olistico a partire da singole molecole o concetti chiave.
The student will acquire the necessary knowledge to be able to successfully follow all the chemistry courses envisaged by the Degree Course Degree.
BIOCHEMISTRY
the student should gain the ability to link, in a hoilistic way, starting from molecules and key concepts
CHIMICA GENERALE E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
L'organizzazione della didattica sarà mirata ad ottenere la semplificazione dell'esame finale e la sua diluizione mediante prove "in itinere" programmate.
BIOCHIMICA E BIOLOGIA MOLECOLARE
Durante l'esame orale a partire da un argomento specifico (a scelta) lo studente dovrà essere in grado, sollecitato dal docente, di passare da un metabolismo all'altro delineando tutte le implicazioni spazio-tempo-energia.
The organization of the teaching will be aimed at simplifying the final exam and its dilution by means of scheduled "in-itinere" tests.
BIOCHEMISTRY
during the exam the student must show a holistic approach starting from a chosen topic
CHIMICA GENERALE E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
Durante lo svolgimento delle lezioni frontali lo studente dovrà sviluppare capacità di analisi e di approfondimento degli argomenti trattati.
BIOCHIMICA E BIOLOGIA MOLECOLARE
In sede di lezione frontale e in sede di esame lo studente dovrà manifestare senso critico, capacità di analisi, flessibilità e disponibilità al confronto, nonché coraggio el porre domande.
During the course of the frontal lessons the student will have to develop the skills of analyzing and deepening the topics discussed.
BIOCHEMISTRY
during lessons and exams the student must show critical thinking, analytical skills, and dare to ask questions
CHIMICA GENERALE E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
In base ai risultati nelle prove "in itinere" il docente valuterà i comportamenti attesi.
BIOCHIMICA E BIOLOGIA MOLECOLARE
In base all'osservazione e sollecitazione mediante domande specifiche, il docente valuterà la capacità di interazione degli studenti.
Based on the results in the "in itinere" tests, the teacher will evaluate the expected behaviors.
BIOCHEMISTRY
during lessons and exams the teacher will take into account both the student/student and student/teacher interaction
CHIMICA GENERALE E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
Nessuno
BIOCHIMICA E BIOLOGIA MOLECOLARE
Nessuno
Nobody
BIOCHEMISTRY
none
CHIMICA GENERALE E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
Lezioni frontali ed esercitazioni in aula con ausilio di diapositive.
BIOCHIMICA E BIOLOGIA MOLECOLARE
Lezioni frontali con ausilio di diapositive e video.
Esercitazioni in aula. Il corso non prevede esercitazioni in laboratorio.
Delivery: face to face
Learning activities:
Attendance: Advised
Teaching methods:
BIOCHEMISTRY
lessons with slides and videos and classroom (no lab) methodological practices
CHIMICA GENERALE E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
Importanza della chimica e oggetto di studio della chimica. La materia: sistemi omogenei ed eterogenei. Stati fisici di aggregazione e proprietà chimiche della materia. Un primo sguardo alla tavola periodica degli elementi. Misure e grandezze. Incertezze di misure: cifre significative. Precisione accuratezza ed errori.
La teoria atomica e i modelli atomici di Thomson e di e Rutherford. Struttura dell’atomo. Numero atomico, numero di massa e isotopi. Il modello atomico di Bohr dell’atomo dell’idrogeno e il concetto di orbita. De Broglie e il dualismo onda-particella di materia ed energia. Il principio di indeterminazione di Heisemberg, l’equazione di Schrödinger e il concetto di orbitale. Teoria atomica odierna, numeri quantici e configurazione elettronica degli atomi. Orbitali atomici, configurazione elettronica e tavola periodica. Proprietà atomiche periodiche essenziali: raggio atomico, energia di ionizzazione, affinità elettronica ed elettronegatività e la scala di Pauling.
Natura del legame chimico. Regola dell’ottetto. Legame ionico e legame covalente omopolare e polare. Formule di Lewis. Legame dativo. Interazioni elettrostatiche e legame idrogeno. Forze di Van der Waals. Peso molecolare, numero di Avogadro e concetto di mole.
Composti inorganici: nomenclatura, classificazione e proprietà. Formule molecolari. Equazione chimica. Reazioni chimiche, stechiometria e bilanciamento di reazioni. Tipi di reazioni chimiche. Cinetica chimica. Equilibrio chimico: costanti di equilibrio e fattori che influenzano l’equilibrio chimico: temperatura, concentrazione dei reagenti, pressione. Equilibri eterogenei e omogenei. Termodinamica: le sue leggi e le funzioni di stato.
Le soluzioni. Il contenuto delle soluzioni: esercizi su concentrazioni e diluizioni. Fattori che influenzano la solubilità. Concetto di concentrazione e calcolo della concentrazione. Molarità. Concentrazioni e diluizioni di soluzioni. Proprietà colligative delle soluzioni. Acidi, basi e sali. Dissociazione dell’acqua. Concetto e misure di pH. Titolazione acido-base. Soluzioni tampone.
Ossidazioni e riduzioni: semireazioni ossido riduttive e bilanciamento. Elettrochimica. Pila ed elettrolisi. Fenomeni di membrana.
Introduzione alla chimica organica. Il carbonio e l’ibridazione degli orbitali. Caratteristiche generali dei derivati del carbonio. Isomeria conformazionale, cis-trans e configurazionale. Composti del carbonio con l’idrogeno: idrocarburi. Generalità e proprietà degli idrocarburi. Alcani, cicloalcani alcheni e alchini. Idrocarburi aromatici. Composti eterociclici aromatici. Alcoli e tioalcoli. Aldeidi e chetoni. Acidi carbossilici. Ammine. Derivati degli acidi carbossilici e fosforici. Esteri, anidridi e ammidi. Composti polifunzionali.
Le macromolecole biologiche. I carboidrati. Classificazione dei carboidrati: monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi. Funzioni dei carboidrati. I lipidi. Classificazione e funzioni dei lipidi. Gli acidi agassi. Trigliceridi. Fosfolipidi. Colesterolo. Glicolipidi. Ruolo dei lipidi nelle membrane biologiche.
Aminoacidi: gruppo funzionale carbossilico e amminico. Suddivisione degli aminoacidi in funzione della catena laterali. Caratteristiche anfotere degli aminoacidi. Legame peptidico. Le proteine. Proteine: struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria e legami coinvolti. Funzione delle proteine.
BIOCHIMICA E BIOLOGIA MOLECOLARE
Equilibrio chimico e parametri energetici per la direzione di una reazione. Il secondo principio e l'entropia. Energia libera e spontaneità di una reazione. Reazioni accoppiate. Composti ad alto potenziale di trasferimento di gruppo. L'ATP e le reazioni accoppiate. Velocità e meccanismo di reazione, energia di attivazione e catalisi. Catalisi enzimatica ed equazione di Michaelis-Menten. Inibizione competitiva e non-competitiva. Regolazione allosterica e covalente dell'attività enzimatica. Attivazione di enzimi per proteolisi di precursori. Struttura e funzione della emoglobina, effetto bohr, effetto cooperativo.
Glicolisi anaerobia e sua regolazione.. Ciclo degli acidi tricarbossilici: disegno generale. Respirazione e fosforilazione ossidativa. Metabolismo degli acidi grassi. Il sistema di trasporto della carnitina. Localizzazione, significato biologico e reazioni della beta-ossidazione. Sintesi degli acidi grassi. Cenni sul metabolismo dell'azoto. Reazioni di transaminazione e deaminazione ossidativa del glutamato. Ciclo dell'urea. Il Rumine come ecosistema.
Struttura primaria del DNA e delle diverse specie di RNA. Ruolo delle sequenze palindrome nella formazione di ripiegamenti ad ansa o forcina nell'RNA. Il ruolo dei ripiegamenti dell'RNA nello spazio per l'espressione dell'attività catalitica o di riconoscimento dell'RNA.
- Struttura secondaria del DNA.
Replicazione del DNA in procarioti ed eucarioti. Replicazione semiconservativa del DNA. Siti di origine, fattori responsabili della formazione della bolla di replicazione del DNA, forcella di replicazione. Intervento della proteina legante il singolo filamento, delle topoisomerasi e delle girasi nella formazione e propagazione della bolla. Enzimi e meccanismo della replicazione in procarioti ed eucarioti. - Trascrizione: concetto di sequenza consenso dei promotori, RNA polimerasi,
riconoscimento del promoter, sintesi dell'mRNA e sua terminazione nei procarioti e negli eucarioti, I processi di maturazione e modificazione post-trascrizionale dell'mRNA eucariote Codice genetico, ruolo delle amminoacil-tRNA sintetasi, traduzione dell'informazione genica, modificazione post-traduzionale delle proteine. Traduzione nei procarioti ed eucarioti: ruolo degli RNA e meccanismo del processo.
Cenni di proteomica e genomica.
Argomento
Ore
introduzione del corso, argomenti trattati e libri di testo
3
dimensioni spazio-tempo-energia
3
Concetti di termodinamica
3
principi di spettrofotometria
2
introduzione alle proteine
3
emoglobina
3
misure allo spettrofotometro e quantizzazione con bradford
3
principi di enzimologia
3
principi di elettroforesi
3
principi di elettroforesi bidimensionale
3
note generali del metabolismo
3
visione di insieme del metabolismo e glicolisi
3
piruvato deidrogenasi e ciclo di krebs
3
fosforilazione ossidativa
3
ciclo dell'urea e transaminasi
3
acido grasso sintasi, CoA-carbossilasi e sintesi degli acidi grassi beta ossidazione
3
biochimica del rumine
3
replicazione
3
trascrizione
3
traduzione e proteomica
3
TOTALE
62
General Chemistry Unit: The course provides notions on the atom structure, chemical bonds, chemical reactions, solutions (properties and chemical equilibrium), the carbon (properties and functional groups), organic molecules. Biochemistry and Molecular Biology Unit: The course deals with topics related to the structure and function of proteins, carbohydrates, lipds, and their involvement in metabolic pathways. General information on the metabolism of nucleic acids is also given.
BIOCHEMISTRY
chemical equilibrium; entropy; free energy . phosphorilate molecules. the ATP . enzymatic catalysis competitive and non-competitive inhibithion; covalent and allosteric control of reactions; enzyme activation. structure and function of haemoglobin, bohr effect, cooperative effect.
glycolysis and its control; Krebs cycle: oxidative phosphorilation. fatty acid beta oxidation; fatty acid synthesis; transaminase. urea cycle.
structure and functione of nucleic acids. .
replication in procariotes and eucariotes; topoisomerases, the polymerases - transcription mechanisms
translation in prokariotes and eukariotes
proteomic and genomic
topic
n° of hours
introduction to the course and textbook presentation
3
time-space-energy relationship
3
thermodynamic
3
principles of spttrophotometry
2
introduction to proteins
3
haemoglobin
3
Bradford quantitation method
3
principles of enzymology
3
electtophoresys method
3
zonal, isoelettrofocusing and 2D electrophoresis
3
introduction to metabolism
3
holistic view of metabolism and glycolysis
3
pyruvate dehidrogenase and krebs cycle
3
oxidative phosphorilation
3
urea cycle and tranamination
3
fatty acid synthase, CoA-carboxilase fatty acid synthesis and b oxidation
3
rumen biochemistry
3
rplication
3
transcription
3
translation and proteomic
3
total
62
CHIMICA GENERALE E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
BIOCHIMICA E BIOLOGIA MOLECOLARE
MATTHEWS & VAN HOLDE, BIOCHIMICA, Seconda Edizione Italiana, 1998, Casa Editrice Ambrosiana
VOET D, VOET J.G. & PRATT C.W, FONDAMENTI DI BIOCHIMICA. Prima Edizione Italiana, 2001, Zanichelli Editore S.p.A.
General Chemistry Unit: -F.A. Bettelheim, W.H. Brown, M.K. Campbell, S.O. Farrell. Chimica e Propedeutica Biochimica. EdiSES -L. Binaglia, B. Giardina. Chimica e Propedeutica Biochimica. McGraw-Hill -S. Stefani, N. Taddei. Chimica, Biochimica e Biologia Applicata. Zanichelli Biochemistry and Molecular Biology Unit: -David L Nelson, Michael M Cox. I principi di biochimica di Lehninger. Zanichelli -Donald Voet, Judith G Voet, Charlotte W Pratt. Fondamenti di biochimica. Zanichelli -Jeremy Berg, John Tiymoczko, Lubert Stryer. Biochimica. Zanichelli
BIOCHEMISTRY
MATTHEWS & VAN HOLDE, BIOCHIMICA, Seconda Edizione Italiana, 1998, Casa Editrice Ambrosiana
VOET D, VOET J.G. & PRATT C.W, FONDAMENTI DI BIOCHIMICA. Prima Edizione Italiana, 2001, Zanichelli Editore S.p.A.
CHIMICA GENERALE E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
Reperire il programma online e mettersi in contatto con il docente via mail.
BIOCHIMICA E BIOLOGIA MOLECOLARE
Reperire il programma online e mettersi in contatto con il docente.
the course program is available on line, for any questions please contact the teacher.
CHIMICA GENERALE E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
Prova scritta
BIOCHIMICA E BIOLOGIA MOLECOLARE
Esame orale
final exam (oral)
CHIMICA GENERALE E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
Nessuno
BIOCHIMICA E BIOLOGIA MOLECOLARE
Nessuno
BIOCHEMISTRY
none
CHIMICA GENERALE E PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
Nessuna
BIOCHIMICA E BIOLOGIA MOLECOLARE
Nessuna
BIOCHEMISTRY
none
