BIOCHIMICA

Anno accademico 2020/2021 - 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

L’insegnamento prevede n.56 ore di lezioni frontali. Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.


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

Colloquio orale per la verifica del raggiungimento degli obiettivi formativi. Costituiranno elementi di valutazione la pertinenza delle risposte rispetto alle domande formulate, il livello di approfondimento dell'argomento e la capacità di collegamento tra i diversi argomenti oggetto del programma. La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.


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