ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| BIOCHIMICA | BIO/10 | LEZIONI | 60 |
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L'obiettivo principale del corso di Biochimica è quello di far conoscere allo studente i fondamentali costituenti della materia vivente e far comprendere i meccanismi biochimici che regolano le attività metaboliche cellulari.
In particolare, alla fine del corso lo studente dovrà conoscere la struttura e la funzione delle principali classi di macromolecole biologiche,- la struttura e la funzione degli enzimi e delle proteine, - la struttura e la funzione delle membrane biologiche e i meccanismi di trasporto.
Lo studente dovrà comprendere i meccanismi biochimici che regolano le attività metaboliche cellulari con particolare riferimento al metabolismo energetico.
La conoscenza e la comprensione della struttura e funzione delle Biomolecole saranno un valido strumento per la progettazione di biomateriali.
The main goal of biochemistry course is to know and study the constituent factors of living matter and of cellular metabolic processes.
In particular, the structure and function of the main classes of biological macromolecules, the structure and function of enzymes and proteins, the structure and functionality of biological membranes and transport mechanisms.
The student will understand the mechanisms that regulate metabolic activities with particular reference to energy metabolism.
Knowledge of the structure and function of biomolecules will be a valuable tool for the design of biomaterials.
La verifica delle conoscenze si baserà su una valutazione obiettiva della didattica proponendo costantemente agli studenti un raffronto tra quanto appreso a lezione e quanto appreso attraverso lo studio autonomo con discussioni in aula sugli argomenti svolti.
The assessment of knowledges will be based on an objective evaluation of teaching by constantly proposing to the students a comparison between what has been learned in class and what has been learned through self-study with classroom discussions on the topics developed.
Lo studente dovrà saper applicare le conoscenze acquisite per interpretare il comportamento delle molecole in ambito biologico ed avere la capacità di comprendere i meccanismi molecolari alla base dei processi metabolici.
L’apprendimento dei concetti di base della Biochimica andrà a consolidare la cultura scientifica dello studente consentendogli di elaborare autonomamente un giudizio nell’approfondimento delle conoscenze nel proprio ambito lavorativo.
Lo studente dovrà saper comunicare in modo essenziale, comprensibile e con un linguaggio adeguato le conoscenze di biochimica apprese durante il corso.
Lo studente sarà in grado di collegare e integrare le conoscenze apprese durante il corso con quelle fornite dagli altri corsi in modo da poter approfondire autonomamente la propria preparazione nell’ambito delle biomolecole coinvolte nella progettazione di materiali biocompatibili. La capacità di apprendimento sviluppata durante il corso potrà essere applicata autonomamente sia in ambito professionale che nel proseguimento degli studi.
The student must know how to apply the acquired knowledge to interpret the behavior of molecules in the biological field and have the ability to understand the molecular mechanisms underlying the metabolic processes.
Learning the basic concepts of Biochemistry will consolidate the student's scientific culture by allowing him to independently develop a judgment in the deepening of knowledge in his work.
The student must be able to communicate in an essential, comprehensible and with an appropriate language the knowledge of biochemistry learned during the course.
The student will be able to connect and integrate the knowledge learned during the course with those provided by the other courses in order to improve their own preparation in the field of biomolecules involved in the design of biocompatible materials. The learning ability developed during the course can be applied autonomously both in the professional field and in the further studies.
Durante le lezioni sarà valutata la capacita' degli studenti di acquisire criticamente le nozioni esposte dal docente. Durante gli esami saranno valutate le capacita' dello studente di rispondere in maniera sintetica e mirata alle domande proposte che potranno essere articolate sia come domande a risposta multipla che come brevi domande aperte.
During the lessons will be assessed the ability of students to critically acquire the concepts exposed by the teacher. During the exams the students' abilities to reply in a concise and targeted way to the proposed questions that can be articulated both as multiple choice questions and as short open questions.
Lo studente dovrà partecipare alle lezioni frontali in modo attivo con osservazioni e domande.
The student will have to participate actively in frontal lessons with observations and questions.
La verifica verrà effettuata stimolando gli studenti a rispondere in un dialogo attivo a quesiti e domande su argomenti affrontati a lezione e applicati a tematiche di ingegneria biomedica.
The assessment criteria of behaviours will be based on stimulating the students to respond in an active dialogue to questions on topics covered in class and applied to biomedical engineering issues.
Conoscenze di base di Chimica generale e chimica organica.
Basic knowledge of inorganic and organic Chemistry
Le lezioni frontali verranno effettuate mediante utilizzo di slides. Inoltre, come ausilio alla comprensione di alcuni meccanismi biochimici, verranno proposti agli studenti filmati e video selezionati su siti web didattici. Durante il corso sono previste anche esercitazioni su specifici argomenti (determinazione della carica e PI di amminoacidi e peptidi; cinetica enzimatica) e test di autovalutazione a risposta multipla che verranno svolti in collaborazione con il docente come preparazione alla prova di esame.
L'interazione docente-studente sarà garantita sia mediante rapporto diretto a lezione che tramite e-mail e ricevimento in giorni dedicati.
Si consiglia allo studente di elaborare e apprendere gradualmente i concetti esposti a lezione durante l'arco temporale del semestre facendo riferimento ai libri di testo consigliati.
Frontal lessons will make use of power point slides and video dowloaded from teaching web sites. During the course, exercises will be proposed on specific topics, such as the determination of charge state and PI of aminoacids and peptides, and enzymatic kinetic. In addition, self-assessement multiple response tests will be proposed as preparation for the final exam.
Lecturer-Student interaction will be guarantee trough active discussion during the lessons, e-mail contact and student individual reception in planned weekly days.
-Fondamenti di biologia cellulare: struttura della cellula eucariotica e procariotica; struttura e funzione degli organuli subcellulari.
-Composizione ed architettura delle membrane e principali meccanismi di trasporto. Caratteristiche generali della trasduzione del segnale.
- Aminoacidi: struttura e proprietà. Il legame peptidico. Proteine: struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria. Proteine fibrose: il collagene. Proteine respiratorie: mioglobina ed emoglobina.
- Enzimi: Aspetti generali, la classificazione. Come funzionano gli enzimi e la cinetica enzimatica. La regolazione dell’attività enzimatica. L’inibizione dell’attività enzimatica.
- Carboidrati, acidi nucleici e lipidi: caratteristiche strutturali e funzioni.
- Il metabolismo: bioenergetica e tipi di reazioni biochimiche.
- Principali vie di metabolizzazione e sintesi dei carboidrati: glicolisi, gluconeogenesi, sintesi e degradazione di glicogeno, la via del pentoso fosfato. Regolazione metabolica ed ormonale.
- Ciclo di Krebs: significato metabolico e strategia generale. Fosforilazione ossidativa: significato metabolico e strategia generale. Complessi della catenza respiratoria, specie chimiche implicate nelle reazioni di ossidoriduzione e meccanismi molecolari che generano il gradiente protonico. Struttura e funzione dell’ATP-sintasi mitocondriale.
-Principali vie metaboliche degli acidi grassi: beta ossidazione degli acidi grassi. Ruolo dei corpi chetonici. Biosintesi degli acidi grassi e dei fosfolipidi di membrana. Regolazione metabolica ed ormonale.
-Principali vie di degradazione di aminoacidi e proteine: ossidazione degli aminoacidi e produzione di urea. Utilizzo di amminoacidi per la sintesi di composti azotati non proteici: creatina, carnitina, glutatione, taurina, ammine biogene etc. Neurotrasmettitori: sintesi e meccanismo di azione.
- Sintesi dei nucleotidi purinici e pirimidinici. Vie di degradazione e di salvage.
-Meccanismi di regolazione ormonale ed integrazione del metabolismo nei mammiferi.
Fundamentals of cell biology: structure of procariotic and eukaryotic cell; structure and function of subcellular organules
Composition and architecture of membranes and main transport mechanisms. General characteristics of the signal transduction.- Amino acids: structure and properties. The peptide bond. Protein: primary, secondary, tertiary and quaternary structure. Fibrous proteins: collagen. Respiratory proteins: myoglobin and hemoglobin.
Enzymes: General aspects, classification. enzyme activity and enzymatic kinetics. The regulation of enzymatic activity. Inhibition of enzymatic activity.
Carbohydrates, nucleic acids and lipids: structural characteristics and functions.
Metabolism: bioenergetics and types of biochemical reactions.
Metabolic pathways and synthesis of carbohydrates: glycolysis, gluconeogenesis, synthesis and degradation of glycogen, the pentose phosphate pathway. Metabolic and hormonal regulation.- Krebs cycle: metabolic meaning and general strategy. Oxidative phosphorylation: metabolic significance and general strategy. Complexes of respiratory respiration, chemical species implicated in redox reactions and molecular mechanisms that generate the proton gradient. Structure and function of mitochondrial ATP-synthase.
Metabolic pathways of fatty acids: beta oxidation of fatty acids. Role of ketone bodies. Biosynthesis of fatty acids and membrane phospholipids. Metabolic and hormonal regulation.
-Maincatabolic pathways of amino acids and proteins: oxidation of amino acids and production of urea. Aminoacids in the synthesis of non-proteic molecules: carnitine, creatine, glutathion, taurine, biogenic amines, etc. Neurotransmitters: synthesis and mechanism of action.
-Synthesis of purine and pyrimidine. Catabolism and purine salvage pathways.
- Mechanisms of hormonal regulation and integration of metabolism in mammals.
Suggested textbooks:
Per i non frequentanti si consiglia di consultare durante lo svolgimento del corso il registro delle lezioni disponibile sul sito https://unimap.unipi.it/cercapersone/dettaglio.php?ri=453 (pagina del docente). La consultazione del registro è fondamentale al fine di poter selezionare gli argomenti affrontati a lezione che saranno oggetto della prova di esame.
For non-attending students it is advisable to consult during the course the lessons register available on the website https://unimap.unipi.it/cercapersone/dettaglio.php?ri=453 (teacher's page). The consultation of the register is fundamental in order to select the topics addressed in class and that will be the object of the exam.
L'esame finale consisterà in una prova scritta con domande a risposta muiltipla e/o brevi domande aperte.
The final exam will consist of a written test with muiltipla answer and / or short open questions.
