BIOCHIMICA APPLICATA

Fornire conoscenze ed acquisire competenze relative ai fondamenti logici delle varie metodologie e tecniche strumentali coinvolte nella sperimentazione biochimica e biomolecolare.

1. Conoscenza e capacità di comprensione

Al termine dell’insegnamento, lo studente avrà acquisito una conoscenza organica dei principi teorici e metodologici della biochimica applicata e sarà in grado di comprenderne le relazioni con l’indagine sperimentale e le applicazioni biomediche e farmaceutiche.

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Al termine dell’insegnamento, lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze acquisite per affrontare problemi sperimentali, individuare strategie appropriate, interpretare dati e risultati e utilizzare correttamente le informazioni ottenute dall’indagine biochimica.

3. Autonomia di giudizio

Al termine dell’insegnamento, lo studente sarà in grado di valutare criticamente dati e risultati sperimentali, riconoscerne limiti e possibili fonti di errore, confrontare diverse strategie di indagine e formulare conclusioni adeguatamente motivate.

4. Abilità comunicative

Al termine dell’insegnamento, lo studente sarà in grado di comunicare in modo chiaro, rigoroso e appropriato informazioni, procedure, risultati e interpretazioni di carattere biochimico, utilizzando la terminologia scientifica propria della disciplina.

5. Capacità di apprendimento

Al termine dell’insegnamento, lo studente sarà in grado di utilizzare autonomamente fonti scientifiche e strumenti bibliografici per approfondire le conoscenze acquisite, aggiornarsi sull’evoluzione della disciplina e affrontare nuovi problemi di carattere biochimico.

L’insegnamento è svolto mediante lezioni frontali (35 ore) ed esercitazioni (12 ore, pari a 1 CFU). Le lezioni frontali sono svolte con modalità partecipata e sono finalizzate alla comprensione dei principi della biochimica applicata e alla loro integrazione con gli aspetti sperimentali e applicativi della disciplina. Le esercitazioni sono finalizzate a consolidare e applicare le conoscenze acquisite durante le lezioni attraverso attività guidate di analisi, interpretazione e discussione di dati e problematiche di interesse biochimico.

Le attività didattiche prevedono l’impiego di supporti multimediali e materiale didattico selezionato dal docente e favoriscono la partecipazione attiva degli studenti e il confronto durante lo svolgimento delle lezioni e delle esercitazioni.

Qualora l’insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto sopra dichiarato, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel presente syllabus.

 

Informazioni per gli studenti con disabilità e/o DSA A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale, al fine a programmare eventuali misure compensative e/o compensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. Lo studente può rivolgersi anche al Docente referente CInAP (Centro per l'integrazione Attiva e Partecipata- Servizi per la Disabilià e/o i DSA) del Dipartimento di Scienze del Farmaco e della Salute, prof.ssa Santina Chiechio.

Conoscenze di base di Biochimica, Chimica Organica, Biologia e Microbiologia.

La frequenza è obbligatoria (almeno al 70 % delle lezioni) secondo le norme del Regolamento didattico del CdS in CTF come riportato nel seguente link: http://www.dsf.unict.it/corsi/lm-13_ctf/regolamento-didattico.

Principi della ricerca biochimica. Preparazione e manipolazione di campioni biologici. Uso e preparazione di soluzioni tampone. Rottura di cellule; preparazione e purificazione di organelli cellulari; centrifugazione: centrifughe, rotori, centrifugazione differenziale e di isodensità all'equilibrio con esempi applicativi (separazione di organelli cellulari, purificazione di acidi nucleici). 

Modelli di sperimentazione biologica: Animale intero, organi perfusi, sezioni di tessuto. Soluzioni tampone. Colture cellulari. Il laboratorio per colture di cellule. Sterilizzazione. Metodiche colturali: colture primarie, secondarie, linee cellulari. Medium di coltura. Separazione ed analisi delle popolazioni di cellule. Conta cellulare. Crio-conservazione. Citometria a flusso, FACS e MACS.

Tecniche microscopiche. Microscopio ottico. Sezionamento ottico. Imaging di cellule e tessuti viventi.Stereomicroscopio. Imaging e biochimica. Tecniche specializzate di imaging.

Tecniche elettroforetiche: Principi generali. Elettroforesi zonale su acetato di cellulosa; proteine sieriche. Elettroforesi su gel: agarosio, poliacrilamide gel elettroforesi (PAGE e SDS-PAGE). Isoelettrofocalizzazione (IEF). Elettroforesi bidimensionale (applicazioni allo studio del proteoma). Metodi di rivelazione e valutazioni quantitative (colorazioni “in gel” e in seguito a blotting). Elettroforesi capillare.

Tecniche cromatografiche per la purificazione, separazione, identificazione e analisi quantitativa di molecole a basso (metaboliti, farmaci, ormoni, etc.) ed elevato (acidi nucleici e proteine) PM: Principi generali. Cenni sulla TLC. Cromatografia a scambio ionico. Cromatografia ad esclusione, Cromatografia di affinità. HPLC e GC (fasi stazionarie, rivelatori e principali applicazioni).

Spettrofotometria UV-Visibile: Richiami sulla natura delle radiazioni elettromagnetiche. Spettrofotometria UV-VIS (principi, strumentazione ed applicazioni). Spettri di assorbimento. Legge di Lambert-Beer e sue applicazioni quantitative. Concetto di retta di calibrazione. Dosaggio spettrofotometrico della concentrazione proteica. Applicazione della spettrofotometria nei dosaggi enzimatici.

Spettrofluorimetria (principi generali e applicazioni) e Chemiluminescenza. Citofluorimetria a flusso e “cell sorting”. Cenni di Luminometria.

Tecniche immunochimiche. Struttura degli anticorpi, reazione antigene-anticorpo. Produzione di antisieri, anticorpi monoclonali. Metodi di analisi: reazione di immunoprecipitazione in fase libera ed in gel, immunodiffusione; metodi radioimmunologici: RIA ed IRMA; dosaggi immunoenzimatici: EMIT, ELISA e PEIA. Dosaggi ormonali: metodiche e applicazioni.

Tecniche elettrochimiche. Elettrodo ad ossigeno; studi sulla respirazione mitocondriale. Biosensori.

Tecniche cromatografiche per la purificazione, separazione, identificazione e analisi quantitativa di molecole a basso (metaboliti, farmaci, ormoni, etc.) ed elevato (acidi nucleici e proteine) PM: Principi generali. Cenni sulla TLC. Cromatografia a scambio ionico. Cromatografia ad esclusione, Cromatografia di affinità. HPLC e GC (fasi stazionarie, rivelatori e principali applicazioni).

Metodi radioisotopici. Principi, strumentazione ed applicazioni. Richiami sui tipi di decadimento radioattivo. Energia e velocità del decadimento radioattivo. Rivelazione e misura della radioattività. Efficienza di conteggio e quenching. Autoradiografia. Applicazioni dei radioisotopi in biochimica. Applicazione dei radioisotopi nell'analisi clinica.

Tecniche di spettrometria di massa per l’analisi qualitativa e quantitativa di molecole a basso (metaboliti, farmaci, ormoni, etc.) ed elevato (acidi nucleici e proteine) peso molecolare. Principi generali e strumentazione (sorgenti e analizzatori).

Tecniche per lo studio delle proteine: metodi per il sequenziamento, la determinazione della struttura secondaria e terziaria, e delle modificazioni post-traduzionali e mutazioni. Cenni di proteomica.

Metodi di marcatura di molecole biologiche: Richiami sui tipi di decadimento radioattivo. Energia e velocità del decadimento radioattivo. Rivelazione e misura della radioattività mediante scintillazione. Autoradiografia. Marcatura con sistemi non radioattivi.

Generalità sugli acidi nucleici. Manipolazione degli acidi nucleici: strumenti e tecniche di base. Isolamento di DNA e RNA. Estrazione automatizzata mediante kit degli acidi nucleici. Elettroforesi degli acidi nucleici. Analisi automatizzata dei frammenti di acidi nucleici. Elementi di bioinformatica.

Tecniche di biologia molecolare. Tecnologia del DNA ricombinante: principi generali. Reazione a Catena della Polimerasi (PCR): principi e applicazioni diagnostiche. Identificazione di specifiche sequenze di DNA ed RNA: ibridizzazione di Southern (Southern blotting) e applicazioni nella diagnosi di malattie genetiche. Northern blotting e applicazioni nello studio dell'espressione genica. Valutazione dell'espressione genica: la tecnica del DNA microarray.

Il corso include esercitazioni pratiche in laboratorio obbligatorie su alcuni degli argomenti trattati nel corso.

Wilson K., Walzer J.: Biochimica e biologia molecolare: principi e tecniche. Ed. Raffaello Cortina Editore.

Ninfa A.J., Ballou D.P.: Metodologie di base per la biochimica e la biotecnologia. Ed. Zanichelli.

D.L. Nelson, M.M. Cox: I Principi di Biochimica di Lehninger, VII Edizione 2018, Ed. Zanichelli.

La verifica dell'apprendimento sarà orale e verterà esclusivamente sugli argomenti trattati a lezione. Le domande sono mirate alla valutazione ragionata della conoscenza del programma svolto.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere. A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale, in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. È possibile rivolgersi anche al docente referente CinAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata — Servizi per le Disabilità e/o DSA) del Dipartimento (https://www.cinap.unict.it/content/referenti).

Criteri di valutazione

Voto	Italiano	Inglese
Non idoneo	Conoscenza e comprensione argomento: significative carenze e imprecisioni Capacità di analisi e sintesi: irrilevanti, frequenti generalizzazioni Utilizzo di referenze: completamente inappropriato	Knowledge and understanding of the topic: significant shortcomings and inaccuracies Ability to analyze and synthesize: irrelevant with frequent generalizations Use of references: completely inappropriate
18-20	Conoscenza e comprensione argomento: molto modesto, imperfezioni evidenti Capacità di analisi e sintesi: appena sufficienti Utilizzo di referenze: appena appropriato	Knowledge and understanding of the topic: very modest with evident imperfections Analysis and synthesis skills: barely adequate Use of references: just appropriate
21-23	Conoscenza e comprensione argomento: conoscenza poco più che sufficiente Capacità di analisi e sintesi: discreta capacità di analisi e sintesi, argomenta in modo logico e coerente Utilizzo di referenze: utilizza le referenze standard	Knowledge and understanding of the topic: knowledge is slightly above the minimum acceptable level Ability to analyze and synthesize: a fair bility to analyze and synthesize information, presenting arguments in a logical and coherent manner Using references: use standard references
24-26	Conoscenza e comprensione argomento: conoscenza buona Capacità di analisi e sintesi: ha buone capacità di analisi e di sintesi buone, gli argomenti sono esposti coerentemente Utilizzo di referenze: utilizza le referenze standard	Knowledge and understanding of the topic: good knowledge Analysis and synthesis skills: good analytical and synthesis abilities, arguments are presented consistently Using references: use of standard references
27-29	Conoscenza e comprensione argomento: conoscenza più che buona Capacità di analisi e sintesi: ha notevoli capacità di analisi e di sintesi Utilizzo di referenze: ha approfondito gli argomenti	Knowledge and understanding of the topic: knowledge more than good Ability to analyze and synthesize: considerable abilities of analysis and synthesis Use of references: the topic has been explored in depth
30-30 e lode	Conoscenza e comprensione argomento: conoscenza ottima Capacità di analisi e sintesi: ha notevoli capacità di analisi e di sintesi Utilizzo di referenze: significativi approfondimenti	Knowledge and understanding of the topic: excellent knowledge Ability to analyze and synthesize: excellent abilities of analysis and synthesis Use of references: important insights

Date appelli

 

Le date di esami sono pubblicate sul sito del Dipartimento di Scienze del Farmaco e della Salute https://www.dsf.unict.it/sites/default/files/2025-07-24-calendario%20esami%20CTF.pdf

 

1. Colture cellulari. Tecniche elettroforetiche. Principi di base della fluorescenza. Tecniche di silenziamento genico. PCR.

2. Microscopio a fluorescenza e a scansione laser confocale. Citofluorimetro. MALDI e MALDI-TOF. HPLC. Western Blot.

3. Cellule staminali. Produzione di anticorpi policlonali e monoclonali. Tecniche di clonaggio. Proteine terapeutiche. ELISA.