Conoscenze base di chimica.

Conoscenze base di biologia.

Le lezioni sono frontali, con ausilio di slide e filmati.

CHIMICA E BIOCHIMICA

Introduzione alla Chimica. Misure in chimica: unità di misura, errore, cifre significative, accuratezza e precisione. Concetto di materia, proprietà fisiche e chimiche, descrizione dei suoi stati di aggregazione e sua classificazione. Modello atomico di Bohr, numero atomico, isotopi, massa atomica e peso atomico. Cenni su orbitali e loro riempimento, principio di esclusione di Pauli, configurazione elettronica degli elementi, ibridizzazione. La tavola periodica degli elementi: disposizione degli elementi in gruppi e periodi e loro classificazione in metalli, semi-metalli e non metalli. Concetti di energia di ionizzazione, affinità elettronica e elettronegatività. Legami intramolecolari: legame ionico, covalente, covalente dativo e metallico. Legami intermolecolari: forze di Van der Waals, legame a idrogeno, attrazioni elettrostatiche. Solidi, liquidi e gas. Leggi dei gas ideali (Boyle, Charles, Gay Lussac e legge di stato). Pressioni parziali. Concetto di soluzione, solubilità e concentrazione di una soluzione. Proprietà colligative: tensione di vapore, pressione osmotica. Stato di ossidazione. Nomenclatura dei composti inorganici. Equazioni chimiche, equilibrio e coefficienti stechiometrici. Bilanciamento di reazioni chimiche non-redox. Classificazioni delle reazioni chimiche. Reazioni di ossidoriduzione. Acidi e basi e loro reazioni. Kw, pH, pOH, Ka, Kb. Bilanciamento di reazioni chimiche redox. Soluzioni tampone. Legge di Henderson-Hesselbalch. Tamponi fisiologici.
Introduzione alla Chimica Organica. Generalità sui composti organici. Configurazione elettronica del carbonio e suoi legami. Formula bruta, formule di struttura. Isomeria costituzionale e steroisomeria. Classi di composti organici e nomenclatura sistematica. Nomenclatura e caratteristiche degli idrocarburi saturi (alcani e cicloalcani). Nomenclatura e caratteristiche degli idrocarburi alifatici insaturi (alcheni, dieni, alchini) e aromatici, mono e policiclici. Composti organici ossigenati, azotati e solforati: alcoli, fenoli, tioli, eteri, aldeidi, chetoni, ammine alifatiche e aromatiche, acidi carbossilici, esteri e ammidi e cenni sulle loro reazioni.

Introduzione alla Biochimica. Descrizione delle principali tipologie di carboidrati: monosaccaridi, disaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi; descrizione della loro struttura, con particolare riferimento a quella di lattosio, amido, glicogeno e cellulosa. Test di tolleranza orale al glucosio. Descrizione e nomenclatura degli acidi grassi. Caratteristiche dei trigliceridi, fosfolipidi e steroidi. Gli amminoacidi: struttura generale, concetto di zwitterione, classificazione in base alla polarità e acidità, amminoacidi essenziali. Il legame peptidico. Caratteristiche delle proteine: funzione, struttura (primaria, secondaria, terziaria e quaternaria), denaturazione. Esempi di struttura secondaria (fibroina e cheratina); esempi di struttura terziaria (pre-insulina). Emoglobina e Mioglobina: struttura, trasporto di ossigeno, gruppo eme, fattori che influenzano l’affinità dell’emoglobina per l’ossigeno. Gli enzimi: classificazione secondo la nomenclatura internazionale, modelli di interazione fra enzima e substrato, la regolazione enzimatica. Inibitori enzimatici. Cenni di cinetica enzimatica. Struttura e azione dei coenzimi: CoA, NAD, NADP, FAD. Cenni sulle membrane biologiche e sistemi di trasporto. Descrizione di basi azotate, nucleosidi, nucleotidi e acidi nucleici. Introduzione al metabolismo: significato di via metabolica, anabolismo e catabolismo. Il glucosio, il suo ruolo biologico e il suo metabolismo: descrizione del meccanismo della glicolisi e della gluconeogenesi. Cenni su glicogenosintesi, glicogenolisi e via dei pentosi fosfati. Ossidazione del piruvato ad acetil-CoA. Descrizione del ciclo di Krebs. Descrizione della catena di trasporto degli elettroni e della fosforilazione ossidativa. Computo della formazione di ATP. Meccanismi di regolazione delle vie metaboliche; generalità su controlli ormonali e metabolici. Ormoni e loro recettori (insulina, glucagone, adrenalina, ormoni tiroidei, ormoni steroidei); recettori accoppiati a proteine G, recettori tirosin-chinasici e recettori a trasduzione nucleare. Signaling ormonale. La regolazione della glicemia da parte degli ormoni iperglicemizzanti e ipoglicemizzanti; il diabete mellito. Metabolismo degli acidi grassi attraverso la via della beta-ossidazione: idrolisi dei triacilgliceroli, attivazione degli acidi grassi e loro trasporto nel mitocondrio, beta-ossidazione. Cenni sulla biosintesi degli acidi grassi. Controlli ormonali e metabolici del metabolismo dei lipidi. Metabolismo delle proteine: reazioni degli aminoacidi e ciclo dell’urea. Regolazioni del metabolismo delle proteine. Parametri ematici utili in diagnosi: transaminasi. Cenni alla Biochimica d’organo. Biochimica del Sistema Immunitario (meccanismi molecolari di attivazione delle cellule dell’immunità innata -macrofagi, neutrofili, cellule endoteliali e mast cellule- e dell’immunità acquisita -T e B cells, cellule dendritiche-), del Fegato (caratteristiche anatomo-funzionali, meccanismi di controllo ed integrazione del metabolismo, processi di detossificazione), del Tessuto Adiposo (caratteristiche anatomo-funzionali, metabolismo, funzione secretoria, ruolo nelle malattie infiammatorie croniche) e del Sistema Nervoso (caratteristiche anatomo-funzionali, metabolismo, barriera ematoencefalica, neurogenesi).

Biologia

1. Proprietà fondamentali degli esseri viventi. La teoria cellulare. La cellula procariota: componenti e caratteristiche essenziali. Cenni sui virus dei batteri e degli eucarioti. I prioni.
2. Le membrane cellulari: composizione e struttura. Le funzioni della membrana plasmatica: permeabilità, diffusione passiva semplice e facilitata, trasporto attivo.
3. Il nucleo, struttura e funzione: l'involucro nucleare, il nucleolo, la cromatina e i cromosomi. Il cariotipo umano.
4. Struttura del gene, DNA e replicazione, flusso della informazione genetica. Tipologie di RNA, trascrizione, codice genetico e traduzione.
5. I compartimenti intracellulari delimitati da membrana e lo smistamento delle proteine: struttura e funzione di reticolo endoplasmatico e apparato di Golgi. Il traffico vescicolare. Esocitosi regolata e costitutiva. Endocitosi mediata da recettore e pinocitosi.
6. I lisosomi: biogenesi, struttura e funzione. Struttura ed origine dei mitocondri, le pompe protoniche associate alla catena respiratoria.
7. Struttura e funzioni del citoscheletro. Il fuso mitotico. La mitosi e la meiosi.
8. I meccanismi di base dell’ereditarietà..
9. Allelia multipla e gruppi sanguigni: il sistema AB0 e Rh.
10. Cenni su mutazioni geniche, cromosomiche e genomiche.

BIOLOGIA

1. Proprietà fondamentali degli esseri viventi. La teoria cellulare. La cellula procariota: componenti e caratteristiche essenziali. Cenni sui virus dei batteri e degli eucarioti. I prioni.
2. Le membrane cellulari: composizione e struttura. Le funzioni della membrana plasmatica: permeabilità, diffusione passiva semplice e facilitata, trasporto attivo.
3. Il nucleo, struttura e funzione: l'involucro nucleare, il nucleolo, la cromatina e i cromosomi. Il cariotipo umano.
4. Struttura del gene, DNA e replicazione, flusso della informazione genetica. Tipologie di RNA, trascrizione, codice genetico e traduzione.
5. I compartimenti intracellulari delimitati da membrana e lo smistamento delle proteine: struttura e funzione di reticolo endoplasmatico e apparato di Golgi. Il traffico vescicolare. Esocitosi regolata e costitutiva. Endocitosi mediata da recettore e pinocitosi.
6. I lisosomi: biogenesi, struttura e funzione. Struttura ed origine dei mitocondri, le pompe protoniche associate alla catena respiratoria.
7. Struttura e funzioni del citoscheletro. Il fuso mitotico. La mitosi e la meiosi.
8. I meccanismi di base dell’ereditarietà.
9. Allelia multipla e gruppi sanguigni: il sistema AB0 e Rh.
10. Cenni su mutazioni geniche, cromosomiche e genomiche.

Materiale didattico:

• Diapositive delle lezioni
•  Libro di testo: P. Solomon, et al. Elementi di Biologia VII edizione, 2017 EDISES
  David Sadava, et al. Elementi di Biologia e Genetica  Quarta edizione italiana, 2014 ZANICHELLI

CHIMICA E BIOCHIMICA

Chimica e biochimica, Stefani-Taddei, Editore: Zanichelli, Edizione I (2017).

Chimica e biochimica per le lauree triennali dell'area biomedica. Samaja-Paroni, Editore Piccin, Ristampa riveduta e corretta (2013).

L’accertamento del raggiungimento degli obiettivi previsti dal corso prevede una prova scritta con quiz a risposta multipla e domande aperte. La prova verterà su tutti gli argomenti trattati nel corso.
Mediante domande riguardanti i contenuti del corso verrà accertato se lo studente ha raggiunto l’obiettivo della conoscenza e della comprensione dei contenuti. 

https://elearning.med.unipi.it/course/view.php?id=866

Biologia: filmati didattici http://glencoe.mcgraw-hill.com/sites/9834092339/sitemap.html