CdSMEDICINA VETERINARIA
Codice057EE
CFU12
PeriodoSecondo semestre
LinguaItaliano
Il corso di biochimica e biologia molecolare si propone di permettere allo studente di:
- acquisire le conoscenze relative alla struttura e alle trasformazioni dello stato vivente della materia nella prospettiva della loro applicazione medica e zootecnica.
- acquisire le conoscenze relative alla propagazione longitudinale e trasversale dell’informazione genetica, alla sua espressione ed evoluzione, in relazione alle implicazioni biologiche, tassonomiche e mediche che da ciò conseguono.
The course of biochemistry and molecular biology aims to allow the student to: - acquire the knowledge related to the structure and transformations of the living state of matter in the perspective of their medical and zootechnical application.
- acquire the knowledge related to the longitudinal and transversal propagation of genetic information, to its expression and evolution, in relation to the biological, taxonomic and medical implications resulting from this.
Le consoscenze acquisite dallo studente saranno verificate in sede d'esame.
The knowledge acquired by the student will be verified by written and oral exams.
Lo studente acquisirà la capacità di descrivere in termini unitari i processi e le trasformazioni dello stato vivente, rimuovendo ogni pregiudizio di ordine finalistico e applicando esclusivamente le leggi fisiche, chimiche e la logica dei sistemi complessi.
The student will acquire the ability to describe in unitary terms the processes and transformations of the living state, removing any finalistic bias and applying exclusively the laws of physics, chemistry and the logic of complex systems.
Durante l'esame orale a partire da un argomento specifico lo studente sarà sollecitato dal docente a dimostrare come i vari processi metabolici e di espressione dell’informazione trattati nel corso siano tutti interconnessi tra di loro.
During the oral examination starting from a specific topic, the student will be asked by the teacher to demonstrate how the various metabolic processes and the expression of the information treated in the course are all interconnected.
Il corso si propone di generare nello studente senso critico, disponibilità al confronto e capacità di analisi, unitamente alla prospettiva teleonomica medica corretta.
The course aims to generate in the student a critical sense, willingness to compare and analysis skills, together with the correct medical teleonomic perspective.
Sia durante le lezioni frontali che in sede di esame finale la modalità di approccio critico all’intera disciplina sarà oggetto di stimolo e valutazione.
Both during the lectures and during the final exam the method of critical approach to the entire discipline will be stimulated and evaluated.
Non necessari
Not necessary
BIOCHIMICA
Didattica teorica: 108 ore lezioni con ausilio di slides e video.
- Lavori di gruppo con supervisione (Seminars): 0 ore
- Sessioni individuali di autoapprendimento (Supervised self learning): 0 ore
- In laboratorio o in aula (Laboratory and desk-based work): 0 ore
- Didattica pratica non clinica che coinvolge animali, carcasse o materiale di origine animale (Non clinical animal work) 0 ore
- Didattica pratica clinica all’interno delle strutture dell’Università (Clinical animal work intramural) 0 ore
- Didattica pratica clinica all’esterno delle strutture dell’Università (Clinical animal work extramural) - 0 ore
BIOLOGIA MOLECOLARE
Area tematica: Biochimica
Didattica teorica: 36 ore lezioni con ausilio di slides e video.
- Lavori di gruppo con supervisione (Seminars): 0 ore
- Sessioni individuali di autoapprendimento (Supervised self learning): 0 ore
- In laboratorio o in aula (Laboratory and desk-based work) 0 ore
- Didattica pratica non clinica che coinvolge animali, carcasse o materiale di origine animale (Non clinical animal work) 0 ore
- Didattica pratica clinica all’interno delle strutture dell’Università (Clinical animal work intramural) 0 ore
- Didattica pratica clinica all’esterno delle strutture dell’Università (Clinical animal work extramural) - 0 ore
BIOCHEMISTRY
Theoretical teaching: 102 hours of lessons with the aid of slides and videos.
Thematic area: Biochemistry: 82 hours
Thematic area: Chemistry: 20 hours
Propedeutical teaching: 10 hours
Thematic area: chemistry: 10 hours
Supervised group work (Seminars): 0 hours
Individual self-learning sessions (Supervised self learning): 0 hours
In the laboratory or in the classroom (Laboratory and desk-based work): 10 hours
Non-clinical practice teaching involving animals, carcasses or animal material (Non clinical animal work) 0 hours
Didactic clinical practice within the University facilities (Clinical animal work intramural) 0 hours
Didactic clinical practice outside the University facilities (Clinical animal work extramural) - 0 hours
MOLECULAR BIOLOGY
Tematic area: Biochemistry
Theoretical teaching: 30 hours lessons with slides and video.
Propedeutical teaching: 10 hours
Supervised group work (Seminars): 0 hours
Individual self-learning sessions (Supervised self learning): 0 hours
In the laboratory or in the classroom (Laboratory and desk-based work) 10 hours
Non-clinical practice teaching involving animals, carcasses or animal material (Non clinical animal work) 0 hours
Didactic clinical practice within the University facilities (Clinical animal work intramural) 0 hours
Didactic clinical practice outside the University facilities (Clinical animal work extramural) - 0 hours
BIOCHIMICA
DIDATTICA TEORICA: 108 ore
(2:0 h) presentazione del corso, libri di testo con le loro specifiche, modalità di esame, presentazione dei quattro seminari di due ore previsti nell'ambito del corso
(2:0 h) lezione: molecole costituenti le cellule procariotiche ed eucariotiche, gli angstrom, i picosecondi, i Joule per mole, rapporti dimensionali tra molecole.
(2:0 h) lezione: presentazione dei gruppi funzionali, ruolo dell'ossigeno, legami deboli non covalenti, legami di van der waals, legami idrogeno e legami ionici
(2:0 h) lezione: lunghezze del legame idrogeno, legame idrogeno intramolecolare ed intermolecolare, la molecola dell'acqua. il punto isoelettrico, i sistemi tampone,
(2:0 h) lezione: ibridizzazione del carbonio, reazioni omolitiche e eterolitiche, reazioni eterolitiche nucleofile e elettrofile, reazioni di sostituzione, addizione, eliminazione e trasposizione, aldeidi, chetoni e acidi carbossilici
(2:0 h) lezione: carboidrati, funzioni, classificazione, caratteristiche chimiche, chiralità, isomeri conformazionali, confogurazionali, diastereoisomeri, emiacetalizzazione, anomeri, legame glicosidico,
(2:0 h) lezione: I deossi zuccheri, il deossi ribosio, il ramnosio e il fucosio, la ouabaina, gli esteri fosforici del glucoso, gli amminozuccheri come la glucosammina e la galattosammina, gli acidi murammico e neuramminico, il trealosio un non riducente con funzioni antigelo negli insetti (tranne le api da miele), Il miele, i suoi zuccheri e alcune attività enzimatiche come quella della glucoso ossidasi,
(2:0 h) lezione: i peptidoglicani, le glicoproteine e i proteoglicani, la cellulosa, il glicogeno, la chitina, l'amido. i lipidi, i terpeni.
(2:0 h) lezione: l'isoprene, i monoterpeni, la vitamina A la vitamina K, la vitamina E, la cumarina o warfarina, gli steroidi, il ciclopentanoperidrofenantrene, il colesterolo, l'enzima deidrossisteroide deidrogenasi, la vitamina D
(2:0 h) lezione: gli eicosanoidi, l'acido arachidonico, i trombossani e prostaglandine e prostacicline e il loro rapporto con le cicloossigenasi 1 e 2, gli acidi grassi e i triacil gliceroli.
(2:0 h) lezione: nomenclatura degli acidi grassi, stearico, oleico,linoleico e linolenico, saturi ed insaturi cis e trans, gli acidi grassi nel cibo: saturi contro insaturi, cis contro trans, i triacil gliceroli e il glicerolo, gli omega 3 e gli omega 6, triacilgliceroli ed orsi, letargo grasso bruno e bianco,
(2:0 h) lezione: le cere, lo spermaceti del capodoglio, la cera d'api, i fosfolipidi, il glicerolo e la sfingosina, i glicerofosfolipidi, il surfattante polmonare, l'azione delle fosfolipasi e il veleno di serpente e di api e vespe, i plasmalogeni e i galattolipidi, i ceramidi e gli sfingolipidi, i cerebrosidi, i glicolipidi, i gangliosidi e i globosidi
(2:0 h) lezione: fosfolipidi e formazione delle membrane, diffusione trasversale e laterale, la asimmetria di membrana, proteine integrali periferiche e ad ancora lipidica, il membranoscheletro, la spettrina, l'achirina, le proteine con ancora lipidica, le proteine miristilate, palmitoilate, con ancora isoprenica e con ancora glicosilfosfatidilinositolo.
(3:0 h) lezione: asimmetria di membrana,le flippasi e le scramblasi, mosaico fluido, enzimi preposti alla sintesi dei lipidi di membrana e reticolo endoplasmatico, la clatrina, proteine che mediano la fusione delle vescicole,le SNARE le R-SNARE e le Q-SNARE, gli effetti delle tossine tetaniche e botuliniche, I nucleotidi loro funzioni e formazione, le basi azotate.
(2:0 h) lezione: le basi puriniche e pirimidiniche presenti nel DNA e RNA, l'ipoxantina, la xantina, l'acido urico, l'acido orotico, l'inosina, pseudouridina, il cAMP, i nucleosidi, l'ATP, il FAD, il NAD+, il NADH e il NADPH, L'FMN, il coenzima A,
(2:0 h) lezione: gli aminoacidi, isomeria, isomeri di conformazione e configurazione, gli enantiomeri, la talidomide, illustrazione di tutti gli aminoacidi proteinogenici, gli a.a naturali in aggiunta a quelli proteinogenici,combinazioni di sequenze aminoacidiche, stima della cocentrazione proteica mediante colorazione coomassie,
(2:0 h) lezione: il legame peptidico, lunghezze di legame, rigidità e planarità del legame peptidico, configurazioni del legame peptidico, il glutatione, numero di residui per giro ed il passo, Diagramma di Ramachandran. Stabilizzazione delle strutture secondarie, nastro2,2, elica 3e10, alfa elica, elica pi greco, elica pi greco e curvature nell'alfa elica, beta foglietto, legami idrogeno intermolecolari, beta foglietto parallelo e antiparallelo,
(2:0 h) lezione: Le proteine, funzione e struttura, la struttura secondaria, le proteine fibrose, la cheratina, arricciamento, gli aculei dell'Istrice, il collagene, la 4 idrossiprolina, la 3 idrossiprolina la 5idrossilisina, lo scorbuto, la struttura terziaria, strutture supersecondarie, il motivo loop, motivo EF hand, motivo hairpin, motivo chiave reca, i domini, dominio a fasci di 4 eliche, dominio a barile, la struttura quaternaria, le subunità gli omo multimeri e gli etero multimeri.
(2:0 h) lezione: meccanismo della fosforilazione e della defosforilazione a carico delle kinasi e delle fosfatasi, modificazioni della lisina (acetilazione e metilazione), la ubiquitinizzazione, i quattro raggruppamenti delle proteasi, le esopeptidasi e le endopeptidasi, ipotesi termodinamica di anfinsen.
(2:0 h) lezione: la ribonucleasi sua denaturazione e ricostituzione, i prioni, variazioni di Energia, prima legge termodinamica, entalpia e variazioni entalpiche, seconda legge della termodinamica, entropia, energia libera, energia libera in condizioni standard e a pH 7, l'accoppiamento di reazioni sfavorite con quelle favorite.
(2:0 h) lezione: l'ATP, metastabilità, ruolo centrale dell'ATP nel metabolismo, le molecole trasportatrici di ossigeno molecolare, le clorocruorine, l' emeritrina, l'emocianina, la mioglobina e l'emoglobina, l'eme, i legami di coordinazione con il ferro, deossimioglobina, ossimioglobina, ferrimioglobina, emoglobina e suoi legami con ossigeno molecolare, monossido di carbonio, anidride carbonica, idrogenioni, bisfosfoglicerato, conformazioni R e T, effetto Bohr.
(2:0 h) lezione: il legame con il bisfosfoglicerato, l'emoglobina fetale, l'adattamento ad elevate altitudini, l'effetto cooperativo, l'inositolo esafosfato negli uccelli.
(2:0 h) lezione: l'anemia falciforme: basi molecolari, gli enzimi, l'adattamento indotto, il modello chiave serratura, l'energia libera di attivazione, le coordinate di reazione, i cofattori, l'acido lipoico, la biotina, il FAD, le porfirine, il piridossalfosfato, la tiamina pirofosfato, il NAD+, il coenzima A, l'FMN, la fosfopanteteina, la classificazione dgli enzimi, alcuni meccanismi di azione degli enzimi, la triade catalitica, l'anidrasi carbonica, le transaminasi.
(2:0 h) lezione: fosforilazione, ADO ribosilazione, metilazione, proteolisi, ubiquitinazione, isomerizzazione cis trans a livello della prolina,
(2:0 h) lezione: equazione generale degli enzimi, rappresentazione grafica della Km, rappresentazione analitica della Km, i doppi reciproci.
(2:0 h) lezione: le inibizioni competitiva e non competitiva, l'enzima succinato deidrogenasi il suo substrato ed i suoi inibitori competitivi, l'inibizione non competitiva e il numero di turnover.
(2:0 h) lezione: cenni generali sul metabolismo, visione d'insieme sulle tavole metaboliche, metabolismo catabolismo anabolismo, cenni generali sulla glicolisi.
(2:0 h) lezione: seminario tenuto dalla Dott. Simona Sagona in presenza del docente Antonio Felicioli inerente le tecniche spetrrofotometriche applicate alle cinetiche enzimatiche del sistema immunitario innato e sociale della ape mellifera.
(3:0 h) lezione: glicolisi, le glut e loro Km, le due fasi della glicolisi, l'esokinasi e la glucokinasi e la loro KM, il ruolo del Mg++, la fosfoglucoso isomerasi, le quattro tappe della reazione della fosfoglucoso isomerasi, la fosfofrutto kinasi e l'aldolasi, le 5 tappe della reazione aldolasica la differenza tra le condizioni cellulari e quelle del del deltaGcon 0 primo, la trioso fosfato isomerasi, la gliceraldeide 3 fosfato deidrogenasi, le 5 tappe della rezione della glicerldeide 3 fosfato deidrogenasi, il ruolo dell'arseniato, Le ultime tre tappe fino al piruvato.
(2:0 h) lezione: strategie regolatorie del metabolismo, insulina glucagone e glut, la fosfofruttokinasi 1, il rapporto ATO/ADP, il citrato e il 2,6 fruttoso bisfosfato, la bisfosfatasi e l'enzima bifunzionale, la via di Entner Doudorof, le tappe comuni tra glicolisi e gluconeogenesi.
(2:0 h) lezione: la gluconeogenesi, la reazione della piruvato carbossilasi, il cofattore biotina, la reazione della PEP carbossikinasi, la reazione della fruttoso 1,6 bisfosfatasi, la relazione tra fosfofruttokinasi 2 e bisfosfatasi 2, la reazione glucoso fosfatasi.
(2:0 h) lezione: metabolismo del glicogeno, la scissione idrolitica, i b-granuli di glicogeno,struttura dei b-granuli nel fegato e nel muscolo, la glicogenina, la glicogenolisi, la glicogeno fosforilasi, i ruolo del piridossalfosfato e sua struttura, la reazione della glicogeno fosforilasi, il meccanismo di reazione della glicogeno fosforilasi ed il ruolo dello ione ossonio, la ramificazione limite, l'enzima de-ramificante, scissione idrolitica del residuo di glucoso nel legame 1-5 glicolitico.
(2:0 h) lezione: la reazione della fosfoglucomutasi i suoi rapporti con il reticolo endoplasmatico, fosforilasi A e fosforilasi B e loro interconversione a carico dei gruppi fosfato. sintesi del glicogeno, l'UDP-glucoso, la glicogeno sintasi e lo ione ossonio, l'enzima ramificante, la glicogenina come primer, la regolazione mediante la glicogeno sintasi A e glicogeno sintasi B e le sue fosforilazioni, ottimizzazione ed evoluzione della struttura del glicogeno.
(3:0 h) lezione: la piruvato deidrogenasi ed il ciclo di krebs visione generale, la piruvato deidrogenasi l'E1, l'E2, L'E3 e i cinque cofattori, la tiamia pirofosfato e l'acido lipoico, il Co-A SH, l'acetil Co-A, la fosforilazione e l'azione delle fosfatasi come regolatori della piruvato deidrogenasi, la prima reazione del ciclo di Krebs la reazione di condensazione, il ruolo della aconitasi ed il centro ferro zolfo, il secondo lavoro dell'aconitasi, l'isocitrato deidrogenasi, chetoglutarato deidrogenasi e somiglianze con la piruvato deidrogenasi, l'azione della succinil CoA sintetasi e della Nucleoside difosfokinasi, l'azione della succinato deidrogenasi i suoi rapporti tramite la istidina con il FAD, l'azione dela fumarato idratasi, l'azione della malato deidrogenasi e la sua endoergonicità nelle condizioni standard ed a pH 7, i punti di regolazione del ciclo di Krebs.
(2:0 h) lezione: il ruolo dell'acetil CoA come molecola tra la fosforilazione ossidativa e il metabolismo dei lipidi, il mitocondrio e le sue membrane, i complessi proteici, il gradiente protonico, il NADH coenzima Q ossidoreduttasi, IL succinato coenzima Q ossidoreduttasi, il coenzima Q citocromo C ossidoreduttasi, la Citocromo ossidasi, l'ATP sintasi.
(2:0 h) lezione: i centri ferro zolfo, i citocromi FeS, 2Fe-2S, 4 Fe-4S, la proteina di Rieske, l'ubiquinone la sua forma semichinonica e la sua forma chinolica, il cotocromo c, rapporti spaziali dei complessi enzimatici, reazioni di trasferimento elettronico nel complesso II, il ciclo Q nel complesso III, il percorso degli elettroni nel complesso IV.
(2:0 h) lezione: il respirasoma, la struttura quinquenaria, l'ATP sintasi o complesso F0-F1, il sinporto della fosfato traslocasi, l'antiporto della nucleotide traslocasi, ruolo del gradiente di protoni, l'anione superossido, la superossido dismutasi, le perossidasi, la termogenina.
(3:0 h) lezione: metabolismo degli acidi grassi: note fisiologiche, relazioi con con glicerolo ed acetil CoA, le lipasi, le micelle, i chilomicroni, le VLDL, le IDL, le LDL, le HDL, le apolipoproteine, le cellule adipose, mobilizzazione dei triacilgliceroli nelle cellule adipose, la lipolisi, la carnitina, l'entrata nel mitocondrio degli acidi grassi.
(3:0 h) lezione: la beta ossidazione e le sue quattro reazioni, il caso degli acidi grassi insaturi e quello degli atomi di carbonio dispari, beta ossidazione degli acidi grassi a catena molto lunga, la reazione della metilmalonil-CoA-mutase ed il coenzima B12, La cobalamina,
(2:0 h) lezione: biosintesi degli acidi grassi,, l'acetilCoA-carbossilasi biotina dipendente, il malonilCoA, i mammiferi e il complesso acidograsso sintasi, l'acil carrier protein (ACP), la fosfopanteteina, le reazioni di condensazione, riduzione, deidratazione e riduzione, relazioni tra biosintesi e beta ossidazione degli acidi grassi, le regolazioni da feedback, allosteriche, covalenti ed ormonali della acetilCoA carbossilasi.
(2:0 h) lezione: via dei pentoso fosfati, inquadramento generale e reazione generale, il meccanismo della transchetolasi, e della transaldolasi, la fase ossidativa e quella non ossidativa, le relazioni tra pentoso fosfati e glicolisi,
(3:0 h) lezione: durantela prima ora di lezione abbiamo affrontato il tema della carenza di glucoso 6 fosfato deidrogenasi ed il ruolo del glutatione in continuità con la lezione del giorno precedente. Nelle seconde due ore si è svolto il previsto seminario a titolo gratuito della dottoressa Elena Tafi che a titolo gratuito ed in presenza del docente ha esposto i temi inerenti il chitosano a partire dalla chitina e suo impiego nell'industria e le tecniche di biologia molecolare applicate alla discriminazione delle sottospecie di ape d miele.
(3:0 h) lezione: metabolismo degli acidi nucleici, la sintesi de-novo delle purine, il ruolo del fosforibosilpirofosfato (PRPP), le proteine multifunzionali ed il purinosoma, la sintesi delle pirimidine e il ruolo dell'aspartato, del PRPP e del Carbabamilfosfato II,
(3:0 h) lezione: i lisosomi, la ubiquitina, la ubiquitinizzazione, il ruolo della lysina 48, il proteasoma, transaminazione, deaminazione ossidativa e deaminazione non ossidativa, il piridossalfosfato, base di shiff e aldimina interna e aldimina esterna, la glutammato deidrogenasi, la carbamilfosfato sintetasi I, le reazioni e loro localizzazione del ciclo dell'urea.
(3:0 h) lezione: il rumine, i ruminanti selvatici e ruminanti allevati, il rumine cenni di anatomia e fisiologia, il rumine come ecosistema, il contenuto del rumine in funzione del tempo e delle condizioni chimico fisiche.
(3:0 h) lezione: fermentazione ruminale dei polisaccaridi, composizione dell'erba fresca, la via di embden meierhof, shunt dei pentosi, via di entner doudoroff, via fosfochetolasica, via dell'acrilato, via del succinato, la produzione dell'acetato, la sintesi ruminale del butirrato, gli acidi grassi volatli, utilizzazione degli acidi grassi volatili da parte del ruminante, assimilazione dell'ammoniaca nei ruminanti.
(2:0 h) lezione: Il dogma centrale della biologia, l'articolo di Watson e crick, il ruolo di Rosalind franklin, i tre domini dell'albero della vita, richiamo funzionale al ciclo cellulare, reazione di condensazione di due nucleotidi, formazione di accoppiamenti di nucleotidi di Watson e Crick e formazione di accoppiamenti non di waton e crick, l'antiparallelismo.
(2:0 h) lezione: Il solco maggiore e il solco minore, sequenze bersaglio, donatori e accettori potenziali di idrogeno nelle scanalature, Il DNA A, il DNA B e Il DNAZ.
(2:0 h) lezione: La distorsione degli zuccheri, C2 endo e C3 endo, le conformazioni dell'anello furanosico, Pricipali parametri strutturali delle diverse forme di DNA, Basi strutturali della elicità del DNA.
BIOLOGIA MOLECOLARE
DIDATTICA TEORICA: 36 ore
(3:0 h) lezione: Curvatura del DNA, il DNAH, i tripletti di Hoogsteen, la giunzione di Holliday, Interazioni di impilamento tra le basi, Cenni di Topologia.
(2:0 h) lezione: Seminario a titolo gratuito ed in presenza del docente della Professoressa Gabrielle Ortore inerente la biochimica computazionale.
(2:0 h) lezione: avvolgimenti e superavvolgimenti negativi e positivi, Lk, Tw e Wr, endonucleasi EcoRV e EcoRI, i topoisomeri, Ligasi, struttura terziaria dell'RNA, formazione di strutture cruciformi, formazione della cromatina e il compattamento del DNA, i nucleosomi, l'istone linker.
(2:0 h) lezione: Il codice istonico, le DNA polimerasi replicative e quelle specializzate, struttura delle polimerasi, substrati e formazioe del legame fosfodiesterico, meccanismo di azione della polimerasi, mismatch e la tautomeria delle basi, polimerasi e capacità discriminativa tra ribonucletidi e desossiribonucleotidi, processività delle polimerasi.
(2:0 h) lezione: la replicazione del DNA, Lo sliding clamp, azione della elicasi,la polimerasi nei procarioti, il frammento di Klenow, i frammenti di Okazaki, le polimerasi degli eucarioti, le ssb, le polimerasi I II e III, switch delle polimerasi e l'azione della primasi, il replisoma, La replicazione del DNA mitocondriale.
(3:0 h) lezione: trascrizione, polimerasi DNA dipendenti e polimerasi RNA dipendenti, i siti di inizio della trascrizione nei procarioti ed eucarioti, i terminatori, le forcine, la proteina rho, le nucleasi,, il complesso chiuso e aperto, i trascritti abortivi, assemblaggio della polimerasi, geni omologhi, paraloghi e ortologhi, il nucleoenzima, l'oloenzima le subunità sigma 70 e le altre, la reazione RNA polimerasica, il modello a bruco geometra, la polimerasi I, II e III eucariotici, le modificazioi del rRNA e del tRNA procariotico.
(2:0 h) lezione: la polimerasi I eucariotico, l'upstream control element (UCE), la polimerasi III e i suoi fattori generali TFIII, LRNA polimerasi II il TATA box e i suoi fattiri trascrizionali generali TFII, Il TBP, il fattore trascrizionale di pre-assemblaggio "mediatore", riozione e riposizionamento dei nucleosomi.
(2:0 h) lezione: maturazione dellmRNA, il capping, la poliadenilazione, lo splicing, il CTD e il reclutamento dei fattori associati alla polimerasi II, la subunità Rpb1, l'eptapeptide del CTD, il legame 5primo 5 primo del capping, la trifosfatasi, la guaniltransferasi e la metiltransferasi, la estremità 3 primo e la poliadnilazione a carico della poliApolimerasi (PAP), le poliAbinding proteins PABP, trascrizione degli RNA per gli Istoni, hnRNA.
(2:0 h) lezione: lo splicesoma, gli snRNA e gli SNURP, il riconoscimento dell'introne, l'avvicinamentodegli esoni, le due transesterificazioni dello splicing, gli introni self splicing, lo splicing alternativo, esportazione dell'mRNA nel citoplasma.
(2:0 h) lezione: seminario gratuito tenuto in presenza del docente della dottoressa Lionella Palego inerente molecole coinvolte con il sistema immunitario.
(3:0 h) lezione: la traduzione, il codice genetico, modificazioni del codice genetico, il tRNA, le basi modificate del tRNA, codon e anticodon, le coppie oscillanti, l'adenosina deaminasi, le classi dell'aatRNA sintetasi, la costruzione e composizione dei ribosomi procariotici ed eucariotici, gli RNA ribosomiali, la sequenza SD, fasi di inizio,allungamento e termine.
(2:0 h) lezione: smontaggio del ribosoma e fattore di riciclaggio RRF nei procarioti e le proteine Dom 34, HBS1, ABCE1 per la separazione delle subunità del ribosoma negli eucarioti, La tran-traduzione e l'alanil-tmRNA, la proteina G (Ski 7),gli inibitori della traduzione e loro uso come antibiotici, le modifiche post-traduzionali, le glicosilazioni in particolare la glipiazione, maturazione degli Nglicani nell'apparato del Golgi, ruoli biologici della glicosilazione.
(3:0 h) lezione: Fosforilazione, cascata di fosforilazioni che innesca la glicogenolisi. cenni inerenti il genoma e sua mappatura, genoma nucleare e mitocondriale, la mappatura mediante tecniche geniche, i polimorfismi di lunghezza dei frammenti di restrizione (RFLP), i polimorfismi di lunghezza di sequenze semplici (SSLP), minisatelliti, microsatelliti , polimorfismi di singoli nucleotidi (SNP), i chip di DNA. La mappatura di genomi mediante tecniche fisiche, mappe di restrizione, ibridazione in situ con fluorescenza (FISH), mappatura mediante Sequence Tagged Site (STS).
(3:0 h) lezione: elettroforesi e coefficiente frizionale, elettroforesi zonale, isoelettrofocusing, agarosio, carta e acrilammide, elettroforesi marina e a campo pulsante, elettroforesi con acrilammide a gradiente e costante, relazione tra acrilammide e metilen-bis-acrilammide, i parametri T e C, elettroforesi nativa e denaturante, SDS-PAGE, elettroforesi continua e discontinua, staking gele e resolving gel, isoelettrofocusing e formazione del gradiente di pH,le anfoline e le immobiline, la colorazione, bromuro di etidio, blue di coomassie e silver staining,
(3:0 h) lezione: elementi di proteomica, la elettroforesi per attività e bidimensionale, definizioni di proteoma e proteomica, le ..omics, l'acquisizione e analisi di immagine, la spettrometria di massa, alcuni esempi di proteomica applicata.
BIOCHEMISTRY
THEORETICAL DIDACTICS: 102 hours
6 hours: Preliminary notions: Thermodynamics: systems, states, status functions, extensive and intensive parameters. Energy, work, heat, temperature. 1st law of thermodynamics. Convention of Signs and Differential Quantities. PΔV work. Enthalpy. Entropy. 2nd law of thermodynamics. Gibbs free energy. Thermodynamic equilibrium. Spontaneity of chemical reaction. Enthalpy factor and entropy factor in spontaneity of reaction. Standard chemical and biochemical states. Relationship between ΔG ° 'and Ke. Reversibility of reaction. Additivity of ΔG in associated reactions. Factors responsible for the directionality of a metabolic pathway.
2 hours: Chemical structure of water. Permanent dipoles. Induced dipoles. Time to dip. Dipolar interactions: hydrogen bonding and Van der Waals forces. Hydrophilicity and hydrophobicity. Strong and weak electrolytes. Dissociation of water. pH. Conjugated acid-base systems. Dissociation of weak acids in water. pKa and pKa '. Henderson-Hasselbalch law.
4 hours: carbohydrate structure and nomenclature. Monosaccharides: stereoisomerism, diastereoisomers, epimers, cyclic structures, anomeric carbon, α and β configurations, mutarotation. Derivatives of monosaccharides: phosphoric esters, acids and lactones, alditols, amino sugars, glycosides. Oligosaccharides. Reserve polysaccharides: starch and glycogen. Structural polysaccharides: cellulose, hemicellulose, glycosaminoglycans and bacterial wall polysaccharides.
2 hours: Molecular structure and main biological activities of lipids. Fatty acids. Triacylglycerols or fats. Cere. Glycerophospholipids, sphingolipids and glycosphingolipids. Cholesterol and steroid hormones.
2 hours: Structure and properties of amphophil molecules and supramolecular structures.
4 hours: Definition and structure of amino acids. Properties of the side chains of standard α-amino acids. The peptide bond. His planarity. Angles φ and ψ and their meaning in the determinism of the geometry of peptides. Protein structure: definition of primary, secondary, tertiary and quaternary structure. α -elices, sheets parallel and antiparallel β, random winding and folding β. Coexistence of multiple secondary structures in a protein. Quaternary structure: homo- and hetero-oligomeric proteins. Glycans bound in N and O.
2 hours: ATP: chemical structure and biological significance. Hydrolysis of the phospho-hydrochloric bond of ATP and its ΔGo '. Concept of high transfer potential bond. ADP, AMP, P and PP. Energy charge of adenylate. Turnover of nucleotides, acylphosphates, enolian phosphates, phosphate and guanidine phosphate.
2 hours: Ox-red reactions. Redox potential. Reducing equivalents, NAD (P) +, NAD (P) H, FAD and FAD (H2): biological structure and meaning. Mechanistic aspects of the nicotinic and isoalloxazine functions. Paradigm of NAD (P) + and FAD-dependent reactions.
5 hours: Concept of catalysis, catalysis and activation energy. Enzymes. Definition of apo- and olio-enzyme, cofactor, prosthetic group, binding site, active site, allosteric site. Reaction speed. Reaction order. Reactions of order 1 and 0. Progress curve. Initial speed (v0). Michaelis-Menten's law. Meaning of Km and Vmax. Number of turnover. Enzyme unit. Specific activity. Curve of reciprocal doubles. Competitive and non-competitive inhibition. Enzymes as catalysts with adjustable activity. Allosteric and covalent regulation. Induction and enzymatic repression. Activation of enzymes for proteolysis of precursors.
1 hour: Vitamins and their biologically active derivatives. Structure and biological activity.
6 hours: Glycolysis anaerobia. Cellular location. Organs and tissues predominantly of anaerobic glycolytic metabolism in aerobic organisms. Stages of imprinting, aldolic cleavage, substrate oxidation and energy production in anaerobic glycolysis. Metabolic causes of pyruvate. Lactate metabolism. Metabolism of monosaccharides, disaccharides and glycerol in the glycolytic pathway. Aspartate and glycerol-3-phosphate shuttle in the intramitochondrial transport of reducing equivalents. Glycolysis regulation. Glucokinase: Km, product inhibition and the futile cycle of glucose-6-phosphate. The glucokinase-inhibiting protein: allosteric effects of fructose-1-phosphate and fructose-6-phosphate. Fosfofruttochinasi-1: inhibition and allosteric activation. Phosphofucuttinase-2, protein kinase-cAMP dependent and phosphoprotephosphatase.
3 hours: The pyruvatodehydrogenase complex: mechanism of catalysis and regulation, pyruvatodehydrogenase kinase. Cycle of tricarboxylic acids: biological significance, cellular localization and general design. The chemical reactions of the cycle. Energy efficiency of the cycle. The intermediates of the cycle precursors of biosynthetic pathways. The internal mitochondrial membrane transport systems involved in the Krebs cycle. Regulation of the tricarboxylic acid cycle. The mitochondrial acetyl-CoA shuttle system.
3 hours: Gluconeogenesis. Characteristic reactions of the gluconeogenetic pathway. Structure and mechanism of action of pyruvate carboxylase. Biotin and bioctine. Fosfoenolpiruvatocarbossichinasi. Fructose-1,6-phosphatase and glucose-6-phosphatase. The reversibility of reactions almost to the equilibrium of anaerobic glycolysis in gluconeogenesis. The regulation of gluconeogenesis. Flux to the inner mitochondrial membrane of gluconeogenesis metabolites. The futile cycles in the glicolisigluconeogenesis system: their biological significance. The Cori cycle and the alanine cycle. Use of propionate in higher aerobic organisms.
2 hours: Biological significance and cellular and tissue localization of the pentose phosphate pathway. The oxidative phase of the pathway and the production of NADPH. Structure and biological function of this coenzyme. The non-oxidative phase of the way. Regulation of the way and its different possible functional states. The functional state of the route in the udder in dry and lactation.
3 hours: Glycogen metabolism: cellular localization, tissue and biological significance. Glycogenolysis. Phosphorylase, deramific enzyme and α-1,6-glycosidase. Phosphoglucomutase. Glycogen synthesis. UDPglucoso-fosforilasi, glicogenosintetasi and branching enzyme. Allosteric effectors and covalent modification of phosphorylase. The cascade mechanism for phosphorylase activation. ProteinchinasicAMP-dependent, phosphorylase kinase, phosphoprotephosphatase and inhibitor-1. Allosteric regulation and covalent changes of glycogen synthase. Cascade effect inhibitors of glycogen synthase: proteinquinase-cAMP-dependent, calmodulin-dependent protein kinase and protein kinase C.
6 hours: Fatty acid metabolism. Intestinal absorption and blood transport of fatty acids, triglycerides and cholesterol. CAMP-dependent lipases. Carnitine transport system. Localization, biological significance and β-oxidation reactions. Oxidation of unsaturated fatty acids. Oxidation of fatty acids with an odd number of carbon atoms. Acetyl-CoA biological fate and β-oxidation energy efficiency. Synthesis of fatty acids. Essential unsaturated fatty acids. Synthesis and use of ketone bodies. Molecular pathogenetic mechanisms of ketotic acidosis.
3 hours: Nitrogen cycle. Transamination reactions and oxidative deamination of glutamate. Role of glutamine in the absorption, transport and use of organic nitrogen. Ammoniotelic, uricotelic and ureotelic organisms. Reactions of the urea cycle and its relations with the Krebs cycle. Degradation of purines to uric acid. Notes on the fate of the carbonaceous skeleton of α-amino acids.
6 hours: Mitochondrial respiratory chain and oxidative phosphorylation. Standard electrochemical potential. Relationship between ΔEo 'and ΔGo'. The co-factors of the respiratory chain. NADH-ubiquinol reductase. NADHsuccinico-reductase. Cytochrome c reductase. Cytochrome c oxidase. The electrochemical gradient of H + to the inner mitochondrial membrane. Structure and function of mitochondrial ATPase. Non-respiratory respiratory and non-respiratory systems. Meaning of anaerobic fermentations in the reoxidation of reducing equivalent transporters.
3 hours: The molecular mechanisms of hormonal action. AMP-cyclic, phosphatidylinositol and calmodulin systems. Mechanism of action of steroid hormones, thyroid and vitamins D.
3 hours: Structure and properties of biological membranes. Fluidity of membranes and their asymmetry. Membrane proteins: fluid mosaic model. Biological significance of cellular compartmentalization in eukaryotes. Transmembrane transport mechanisms. Turnover of biological membranes. Endocytosis and receptor-mediated internalization.
4 hours: Rumine biochemistry. Generalities on the ruminal system, physical and chemical conditions of rumen, introduction to ruminal trophic chains, ruminal populations, effect of diet composition on the distribution and relative number of ruminal unicellular populations. Production, absorption and nutritional meaning of volatile fatty acids. Entner-Dudoroff pathway, acrylate pathway, succinate pathway, phosphoroclastic system, synthesis of methane and hydrogen, saturation of polyunsaturated fatty acids, pentose pathway, role of methionine as nutritional factor, pathogenesis of ketotic syndromes in ruminant.
4 hours: The primary structure of DNA. Phosphoribosyl bond and asymmetry of the single stranded DNA chain. Complementarity and antiparallelism of the phosphoribosilic chains in the double chain DNA. Role of hydrogen bonds between the complementary bases of the antiparallel filaments in the stabilization of the primary structure of double stranded DNA. Primary structure of the different RNA species. Structure of ribosomal RNA, transport and messenger. Role of palindrome sequences in the formation of loop or hairpin folds in RNA. The role of RNA folding in space for the expression of catalytic activity or RNA recognition.
4 hours: The double-stranded DNA model according to Watson and Crick. Structural properties of DNA-B. Topological phenomena of double helix DNA: the negative supercoiling state of DNA in vivo. Role of weak forces in stabilizing the secondary structure of nucleic acids. Influence of topological changes of DNA in its nuclear packing and in the transitory destabilization of the double chain structure. Non-coding DNA in eukaryotes: satellite DNA, repeated sequences, Alu sequences and interposed sequences (introns). Their potential biological meaning, also in reference to the identification of the parentality and the attribution to races. Structure of chromosomes.
4 hours: Meaning of DNA replication The semi-conservative replication of DNA in prokaryotic and eukaryotic organisms. Sites of origin of the replication in the bacterial circular chromosome and in the linear eukaryotic chromosomes. Factors responsible for the formation of the DNA replication bubble. Replication forks. Biological role of the single strand, topoisomerase and gyrase binding protein in the formation and propagation of the replication bubble. Biological activities of DNA polymerase III and of DNA polymerase I in prokaryotic cells. Guide chain and delayed chain, Okazaki fragments, primasis and completion of the delayed chain. Their equivalents in eukaryotic cells.
2 hours: Mechanisms responsible for the accuracy and variability of DNA replication.
4 hours: The transcription of genetic information: molecular gene concept, consensus sequence and transcription promoters, RNA polymerase, promoter recognition, mRNA synthesis and its termination in prokaryotes and eukaryotes, meaning of enhancer regions. The lac operon of E. coli. The operon trp.
3 hours: Post-transcription maturation and modification processes of eukaryote mRNA.
2 hours: Significant examples of biological variability induced by post-transcriptional modification: immunoglobulins, proopiomelanocortin, apolipoproteins, contractile proteins and collagen
2 hours: introduction to epigenetics. DNA methylation, CpG islands, microRNAs, DICER and decoy systems, other mechanisms of action of miRNAs, changes of the stonic proteins in relation to the status of eu- and heterochromatin.
2 hours From the gene to the protein: the genetic code, biological meaning of the "swinging" of the third base of the codon, the aminoacyl-tRNA synthase, translation of the gene information.
3 hours: Translation into prokaryotes: role of mRNA, tRNA, ribosomes; phases of start, lengthening and termination of protein synthesis in prokaryotes. Translation into eukaryotes: comparison with prokaryotes, inhibitors and translation control.
5 hours Retraction of the nascent protein and its post-translational covalent modifications, conformational catalysis, prions, proteins addressing and their programmed destruction.
PRACTICAL DIDACTICS: 10 hours
Question times "interactive in the classroom, with open demand.
MOLECULAR BIOLOGY
THEORETICAL DIDACTICS: 30 hours
4 hours: Introduction to recombinant DNA. Restriction enzymes, sequence recombination, cloning vectors, transformation.
4 hours: Recombinant libraries, meaning and properties due to the cloning vector and the host cell line. Realization, maintenance and use.
5 hours: DNA sequencing, chromosome walking and experimental determination of the genome.
4 hours: PCR, nested-PCR, RT-PCR and qRT-PCR.
2 hours: Electrophoresis of nucleic acids, Southern and Northern blotting, fingerprinting. Examples of legal medical applications.
6 hours. Introduction to bioinformatics. Databases (NCBI and Expasy, REbase, Enzyme). Access and use.
5 hours: on-line and FTP resources: open-source applications for multi-alignment of sequences, blasting, clustering of sequences, selection of primers, selection of vectors, visualization of 3D structures of PDB (Rasmol) files. Indicate in detail the topics to be treated in the indicated hours
PRACTICAL DIDACTICS: 10 hours
Question times "interactive in the classroom, with open demand.
“I Principi di Biochimica di Lehninger”, David L. Nelson, Michael M. Cox. Sesta edizione. Ed. Zanichelli.
“Biochimica”, Jeremy Berg, John L.Timoczcko, Lubert Stryer. Settima edizione. Ed. Zanichelli
“Biochimica”, C. K. Mathews, K. E. Van Holde, K. G. Ahern, Casa Editrice Ambrosiana, Isbn 88- 408-1287-3 Letture consigliate:
“Chimica organica”, T W Graham Solomons, Craig B Fryhle. Terza edizione italiana. Ed. Zanichelli
“Biologia. Biologia degli Animali”, D. Sadava, H.C. Helle e Altri, Vol. 5 Terza Edizione. Ed. Zanichelli.
“Biologia. L'evoluzione la biodiversità”, D. Sadava, H.C. Helle e Altri, Vol. 3 Terza Edizione. Ed. Zanichelli.
“Biologia. L'ereditarietà e il genoma”, D. Sadava, H.C. Helle e Altri, Vol. 2 Terza Edizione. Ed. Zanichelli
“I Principi di Biochimica di Lehninger”, David L. Nelson, Michael M. Cox. Sesta edizione. Ed. Zanichelli.
“Biochimica”, Jeremy Berg, John L.Timoczcko, Lubert Stryer. Settima edizione. Ed. Zanichelli
“Biochimica”, C. K. Mathews, K. E. Van Holde, K. G. Ahern, Casa Editrice Ambrosiana, Isbn 88- 408-1287-3
Suggested lectures:
“Chimica organica”, T W Graham Solomons, Craig B Fryhle. Terza edizione italiana. Ed. Zanichelli
“Biologia. Biologia degli Animali”, D. Sadava, H.C. Helle e Altri, Vol. 5 Terza Edizione. Ed. Zanichelli.
“Biologia. L'evoluzione la biodiversità”, D. Sadava, H.C. Helle e Altri, Vol. 3 Terza Edizione. Ed. Zanichelli.
“Biologia. L'ereditarietà e il genoma”, D. Sadava, H.C. Helle e Altri, Vol. 2 Terza Edizione. Ed. Zanichelli
Nessuna
None
L'esame si compone di prova orale.
The exam consists of 2 written tests and a possible oral test. The first written test is ongoing and related to biochemistry; the other, which takes place at the end of the semester, is inherent to the molecular biology. The written tests are repeated at each exam session, they can also be taken separately for biochemistry and molecular biology along the number of times the student deems appropriate in order to achieve the best result. After passing both written tests, if the average mark is equal to or greater than 24/30, the student can renounce taking the oral test. In the case of an average grade between 18 and 23/30, the student is instead required to take the oral exam or to take one or more written tests again in the subsequent exam sessions.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gquery/
http://www.expasy.org/tools/
https://iupac.org/what-we-do/nomenclature/
http://goldbook.iupac.org/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gquery/
http://www.expasy.org/tools/
https://iupac.org/what-we-do/nomenclature/
http://goldbook.iupac.org/
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