BIOCHIMICA

Anno accademico 2019/2020 - 2° anno - Curriculum Tossicologia dell'Ambiente e degli Alimenti
Docente: Valeria SORRENTI
Crediti: 8
SSD: BIO/10 - Biochimica
Organizzazione didattica: 200 ore d'impegno totale, 144 di studio individuale, 56 di lezione frontale
Semestre:

Obiettivi formativi

Lo scopo del corso è fornire allo studente gli elementi per la comprensione dei meccanismi biochimici e molecolari del metabolismo cellulare e la sua regolazione con particolare riguardo ai processi biochimici influenzati dalle specie chimiche presenti nell’ambiente e negli alimenti.


Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni frontali


Prerequisiti richiesti

Sono richieste buone conoscenze sia di biologia (in particolare della cellula animale e vegetale) che di Chimica Organica (in particolare delle proprietà e struttura molecolare degli idrocarburi saturi ed insaturi, dei composti aromatici e dei principali gruppi funzionali).


Frequenza lezioni

La frequenza è obbligatoria come previsto dall’ordinamento didattico http://www.dsf.unict.it/corsi/l-29_sfa/regolamento-didattico


Contenuti del corso

Composizione della materia vivente. Composizione molecolare delle cellule: acqua, sali, aminoacidi, proteine, glicidi, lipidi e acidi nucleici.

Amminoacidi e proteine:

legame peptidico, struttura e funzioni delle proteine, proteine allosteriche, mioglobina, emoglobina e citocromi.

Enzimi e catalisi enzimatica:

Cinetica enzimatica, inibizione enzimatica, regolazione degli enzimi, struttura e funzione dei coenzimi, abzimi e ribozimi, isoenzimi e complessi enzimatici.

Introduzione al metabolismo:

vie anaboliche e cataboliche, digestione e assorbimento delle macromolecole

Metabolismo glucidico:

Glicidi: Struttura e funzioni; Digestione glucidica, destino metabolico del glucosio, fermentazione lattica e fermentazione alcoolica, glicolisi e gluconeogenesi, glicogenolisi e glicogenosintesi, decarbossilazione del piruvato, ciclo di Krebs e sue funzioni, via dei pentosi, regolazione enzimatica e ormonale del metabolismo glucidico, meccanismo di azione di insulina, glucagone e adrenalina

Le ossidazioni biologiche:

cenni sui sistemi navetta, complessi enzimatici della catena respiratoria, fosforilazione ossidativa, meccanismi di inibizione e disaccoppiamento, produzione di specie radicaliche e meccanismi di difesa, fotofosforilazione e fotosintesi (fase luminosa e fase oscura), fotorespirazione e ciclo delle piante C4

Metabolismo lipidico:

Lipidi: Struttura e funzioni; Digestione lipidica e Lipoproteine; Sintesi e beta ossidazione dei lipidi, regolazione ormonale ed enzimatica, chetogenesi, sintesi dei trigliceridi e del colesterolo.

Metabolismo delle proteine e degli amminoacidi:

Digestione proteica; transaminazione e decarbossilazione, ruolo del piridossalfosfato, ciclo dell’urea e sua regolazione.

Metabolismo dei nucleotidi:

Struttura dei nucleotidi purinici e pirimidinici; Sintesi e catabolismo dei nucleotidi purinici e pirimidinici.

Metabolismo degli acidi nucleici:

Struttura del DNA e RNA; Duplicazione e riparazione del DNA, Trascrizione e maturazione dell’RNA;sintesi proteica e regolazione dell’espressione genica.

Le piante e le interazioni con l’ambiente:

adattamenti biochimici dei vegetali agli stress biotici e abiotici, salinità, xenobiotici, erbicidi, variazioni climatiche e di temperatura, metalli pesanti, inquinamento atmosferico, tossine delle piante e loro effetti sugli animali, interazioni ormonali tra piante e animali.

Enzimi e ambiente:

microrganismi ed enzimi come biosensori, enzimi e metalli pesanti, enzimi e microrganismi per la rimozione delle chiazze di petrolio in mare e nei suoli

Inquinamento ambientale

Contaminanti alimentari

Enzimi e industria


Testi di riferimento

  1. D. VOET, J. VOET, C. W. PRATT- Principi di biochimica- Zanichelli
  2. -G. ARIENTI- Un compendio di biochimica- Ed. Piccin
  3. -P.C.CHAMPE, R.A. HARVEY, D.R. FERRIER- Le basi della Biochimica-Zanichelli
  4. -D.L.NELSON, M.M. COX- Introduzione alla biochimica di Lehningher- Zanichell


Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Composizione della materia vivente. Composizione molecolare delle cellule: acqua, sali, aminoacidi, proteine, glicidi, lipidi e acidi nucleici.Testo 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 
2Amminoacidi e proteine: legame peptidico, struttura e funzioni delle proteine, proteine allosteriche, mioglobina, emoglobina e citocromi.Testo 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 
3Enzimi e catalisi enzimatica: Cinetica enzimatica, inibizione enzimatica, regolazione degli enzimi, struttura e funzione dei coenzimi, abzimi e ribozimi, isoenzimi e complessi enzimatici.Testo 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 
4Introduzione al metabolismo:vie anaboliche e cataboliche, digestione e assorbimento delle macromolecoleTesto 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 
5Glicidi: Struttura e funzioni; Digestione glucidica, destino metabolico del glucosio, fermentazione lattica e fermentazione alcoolica, glicolisi e gluconeogenesi, glicogenolisi e glicogenosintesiTesto 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 
6Decarbossilazione del piruvato, ciclo di Krebs e sue funzioni, via dei pentosi, regolazione enzimatica e ormonale del metabolismo glucidico, meccanismo di azione di insulina, glucagone e adrenalinaTesto 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 
7Le ossidazioni biologiche:cenni sui sistemi navetta, complessi enzimatici della catena respiratoria, fosforilazione ossidativa, meccanismi di inibizione e disaccoppiamentoTesto 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 
8Produzione di specie radicaliche e meccanismi di difesaTesto 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 
9Fotofosforilazione e fotosintesi (fase luminosa e fase oscura), fotorespirazione e ciclo delle piante C4Testo 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 
10Metabolismo lipidico: Lipidi: Struttura e funzioni; Digestione lipidica e Lipoproteine; Sintesi e beta ossidazione dei lipidi, regolazione ormonale ed enzimatica, chetogenesi, sintesi dei trigliceridi e del colesterolo.Testo 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 
11Metabolismo delle proteine e degli amminoacidi:Digestione proteica; transaminazione e decarbossilazione, ruolo del piridossalfosfato, ciclo dell’urea e sua regolazione.Testo 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 
12Metabolismo dei nucleotidi:Struttura dei nucleotidi purinici e pirimidinici; Sintesi e catabolismo dei nucleotidi purinici e pirimidinici.Testo 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 
13Metabolismo degli acidi nucleici:Struttura del DNA e RNA; Duplicazione e riparazione del DNA, Trascrizione e maturazione dell’RNA; sintesi proteica e regolazione dell’espressione genica. Testo 1; Testo 2; Testo 3; Testo 4 
14Piante e ambiente: adattamenti biochimici dei vegetali agli stress biotici e abiotici, salinità, xenobiotici, erbicidi, variazioni climatiche, metalli pesanti, inquinamento atmosferico, tossine veg. e loro effetti sugli animali,inter. ormon. piante-anim. Materiale fornito a lezione 
15Microrganismi ed enzimi come biosensori, enzimi e metalli pesanti, enzimi e microrganismi per la rimozione delle chiazze di petrolio in mare e nei suoliMateriale fornito a lezione 
16Inquinamento ambientaleMateriale fornito a lezione 
17Contaminanti alimentariMateriale fornito a lezione 
18Enzimi e industriaMateriale fornito a lezione 

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

ORALE


Esempi di domande e/o esercizi frequenti

1. Cinetica Enzimatica degli enzimi monomerici

2. Glicolisi: reazioni e regolazione

3. Micotossine e alterazioni metaboliche

4. Caratterisiche strutturali e funzionali delle proteine allosteriche

5. Reazioni di transaminazione

6. Bioremedation