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Oggetto:
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Chimica e biochimica

Oggetto:

Chemistry and biochemistry

Oggetto:

Anno accademico 2022/2023

Codice attività didattica
MED3474A
Docente
Prof.ssa Tiziana Crepaldi (Docente Titolare dell'insegnamento)
Corso di studio
[f007-c502] laurea a ciclo unico in odontoiatria e protesi dentaria - a torino
Anno
1° anno
Periodo
Primo semestre
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
4
SSD attività didattica
BIO/10 - biochimica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Scritto ed Orale
Tipologia unità didattica
modulo
Insegnamento integrato
Chimica e Biochimica (MED3474)
Prerequisiti
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

Lo studente deve dimostrare di aver compreso le leggi fondamentali delle trasformazioni chimiche. Lo studente deve acquisire il concetto di struttura e organizzazione molecolare, di orientamento spaziale, di plasticità molecolare; identificare il ruolo delle diverse molecole nella costituzione delle strutture biologiche e nell’economia cellulare o di organismo; identificare le principali categorie di nutrienti, e il loro valore nel quadro di un corretto regime alimentare. Lo studente deve essere in grado di conoscere i meccanismi generali delle reazioni chimiche di interesse biologico e il ruolo della catalisi enzimatica, comprendere i meccanismi che vanno sotto il nome generico di metabolismo e i processi di produzione e utilizzazione dell’energia.

The student should demonstrate that he has understood the basic laws of chemical transformations. The student should acquire the concept of molecular structure and organization, spatial orientation, molecular plasticity; to identify the role of different molecules in the constitution of biological structures and in the cellular or organism economy; identify the main categories of nutrients, and their value in the framework of a correct diet. The student should be able to know the general mechanisms of chemical reactions of biological interest and the role of enzymatic catalysis, understand the mechanisms that go under the generic name of metabolism and the processes of production and use of energy.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Lo studente dovrà raggiungere i seguenti risultati. Acquisire una conoscenza adeguata delle scienze biomediche di base su cui si fonda l'Odontoiatria  Conoscere e spiegare le principali caratteristiche strutturali delle biomolecole e le loro relazioni con le strutture cellulari e le funzioni che svolgono nel metabolismo. Conoscere e capire i meccanismi di azione degli enzimi, così come le basi della cinetica enzimatica e della regolazione enzimatica. Conoscere i componenti e i processi biochimici per essere capaci di collegare le abitudini alimentari e della dieta con il mantenimento della salute e la prevenzione delle malattie bucco-dentali. Conoscere il metodo scientifico e acquisire capacità critica per valutare le conoscenze consolidate e le nuove scoperte. Essere capace di formulare ipotesi, rielaborare e valutare criticamente le informazioni per la risoluzione di problemi, seguendo il metodo scientifico. Comprendere, valutare criticamente e saper utilizzare le fonti dell'informazione clinica e biomedica per ottenere, organizzare, interpretare e comunicare le informazioni scientifiche e sanitarie. Usare in modo appropriato la terminologia chimica e biochimica nella pratica professionale.

The student should achieve the following results. Acquire an adequate knowledge of the basic biomedical sciences on which Odontology is founded. Know and explain the main structural features of the biomolecules and their relationship with the cellular structures and the functions they perform in the metabolism. Know and understand the mechanisms of action of enzymes, as well as the bases of enzymatic kinetics and enzymatic regulation. Know the biochemical components and processes to be able to link diet and dietary habits with the maintenance of health and prevention of buccal-dental diseases. Know the scientific method and acquire critical skills to evaluate consolidated knowledge and new discoveries. Being able to formulate hypotheses, re-elaborate and critically evaluate information for problem solving, following the scientific method. Understand, critically evaluate and know how to use the sources of clinical and biomedical information to obtain, organize, interpret and communicate scientific and health information. Appropriately use chemical and biochemical terminology in professional practice.

Oggetto:

Programma

Argomenti del I blocco

  • CHIMICA DEL CARBONIO. Alcani. Alcheni. Composti aromatici. Alcoli, fenoli, eteri. Eterocicli. Aldeidi.  Chetoni. Acidi carbossilici. Esteri, anidridi, ammidi. Ammine. Tiocomposti. Isomeria ottica.
  • GLICIDI : monosaccaridi: aldosi e chetosi, serie D e serie L, strutture furanosiche e piranosiche, anomeri e mutarotazione, isomeria conformazionale; principali derivati dei monosaccaridi: esteri fosforici, acidi e lattoni, alditoli, amminomonosaccaridi, desossimonosaccaridi, glicosidi; disaccaridi:  maltosio, saccarosio, lattosio; polisaccaridi: amilosio, amilopectina, glicogeno; oligosaccaridi come gruppo prostetico di proteine; proteoglicani e glicoproteine.
  • AMMINOACIDI NATURALI : caratteristiche strutturali, classificazione, ionizzazione degli amminoacidi in ambiente acquoso.  Il legame peptidico, caratteristiche, isomeria cis/trans.
  • ORGANIZZAZIONE STRUTTURALE DELLE PROTEINE: struttura primaria; strutture secondarie: a-elica, foglietto-b, ripiegamento b; struttura terziaria: forze che stabilizzano la conformazione terziaria di una proteina;  struttura quaternaria;  mioglobina ed emoglobina: curve di saturazione, cooperatività e allosteria, influenza del pH e della CO2 (effetto Bohr), ruolo del 2,3-bisfosfoglicerato (BPG). L'emoglobina fetale. L'emoglobina S. Proteine fibrose: cheratine, collageno e elastina.
  • LIPIDI : gliceridi, fosfogliceridi, sfingomieline, glicolipidi: struttura e  funzioni biologiche.
  • COLESTEROLO: struttura, principali derivati biologici: acidi biliari, vitamina D3, ormoni steroidei.
  • MEMBRANE CELLULARI : Struttura del doppio foglietto lipidico e sue specializzazioni (lipid rafts, caveolae), modalità di inserimento di proteine nella membrana. Ruolo delle glicoproteine e dei glicolipidi.
  • NUCLEOTIDI PURINICI E PIRIMIDINICI : basi azotate, nucleosidi, nucleotidi mono, di e tri-fosfati. Modalità di legame tra nucleotidi e lettura della sequenza. Tautomeria cheto-enolica e aminica-iminica delle basi azotate.
  • ACIDI RIBO e DESOSSIRIBONUCLEICI (principali caratteristiche strutturali; i legami che stabilizzano la doppia elica; denaturazione e rinaturazione del DNA).
  • VITAMINE E COENZIMI : tiamina e tiaminpirofosfato, niacina e coenzimi nicotinamidici, riboflavina e coenzimi flavinici, acido pantotenico e coenzima A, piridossina e piridossalfosfato, cobalamina e coenzima B12, acido ascorbico, biotina, acido lipoico, acido folico, vitamina A.
  • ENZIMOLOGIA: cinetica delle reazioni enzimatiche, inibitori, specificità, regolazione allosterica, modelli allosterici, modificazioni covalenti, induzione e repressione, meccanismi di azione.

METABOLISMO DEI CARBOIDRATI  

  • La glicolisi: prima e seconda fase della glicolisi, prodotti, bilancio energetico, regolazione.
  • Fermentazione lattica e alcolica.
  • Gluconeogenesi e sua regolazione; bilancio energetico.
  • Il ciclo dei pentosi e sua regolazione.
  • Catabolismo e sintesi del glicogeno. Regolazione del metabolismo del glicogeno.
  • Sintesi di acido glucuronico e suo significato.
  • Inserimento del mannoso, del fruttoso e del galattoso nella via glicolitica.
  • Ciclo di Cori e ciclo glucoso-alanina; debito di ossigeno.
  • Sintesi di UDPglucoso e suo significato per la sintesi di vari carboidrati.

BIOENERGETICA

  • Il ciclo dell’acido citrico: le reazioni, il bilancio energetico e la regolazione. Reazioni anaplerotiche.
  • Trasporto di elettroni e fosforilazione ossidativa: reazioni redox e potenziali di riduzione, complessi I, II, III e IV della catena respiratoria, ATP sintasi, inibitori, disaccoppianti, la termogenina e il suo significato
  • Sistemi “shuttle”, traslocasi mitocondriali.

I block arguments

CHEMISTRY OF CARBON. Alkane. Alkenes. Aromatic compounds. Alcohols, phenols, ethers. Heterocycles. Aldehydes. Ketones. Carboxylic acids. Esters, anhydrides, amides. Amines. Sulfur compounds. Optical isomerism.

GLYCIDES: monosaccharides: aldoses and ketosis, D series and L series, furanosic and pyranosic structures, anomalies and mutarotation, conformational isomerism; main derivatives of monosaccharides: phosphoric esters, acids and lactones, alditols, aminoaminosaccharides, deoxydosaccharides, glycosides; disaccharides: maltose, sucrose, lactose; polysaccharides: amylose, amylopectin, glycogen; oligosaccharides as a prosthetic group of proteins; proteoglycans and glycoproteins.

NATURAL AMINO ACIDS: structural characteristics, classification, ionization of amino acids in aqueous environment. The peptide bond, features, cis / trans isomerism.

STRUCTURAL ORGANIZATION OF PROTEINS: primary structure; secondary structures: a-helix, b-sheet, b-curve; tertiary structure: forces that stabilize the tertiary conformation of a protein; quaternary structure; myoglobin and hemoglobin: saturation curves, cooperativity and allosteria, influence of pH and CO2 (Bohr effect), role of 2,3-bisphosphoglycerate (BPG). Fetal hemoglobin. Hemoglobin S. Fibrous proteins: keratins, collagen and elastin.

LIPIDS: glycerides, phosphoglycerides, sphingomyelin, glycolipids: structure and biological functions.

CHOLESTEROL: structure, main biological derivatives: bile acids, vitamin D3, steroid hormones.

CELLULAR MEMBRANES: Structure of the lipid bilayer and its specializations (lipid rafts, caveolae), modality of insertion of proteins in the membrane. Role of glycoproteins and glycolipids.

PURINIC AND PYRIMIDINE NUCLEOTIDES: nitrogenous bases, nucleosides, mono, di and tri-phosphates nucleotides. Nucleotide binding and sequencing. Keto-enol and aminic-iminic tautomerism of the nitrogenous bases.

RIBO and DESOSSIRIBONUCLEIC ACIDS (main structural characteristics, the bonds that stabilize the double helix, denaturion and renaturation of DNA).

VITAMINS AND COENZIMES: thiamine and thiaminphosphate, niacin and nicotinamide coenzymes, riboflavin and flavinic coenzymes, pantothenic acid and coenzyme A, pyridoxine and pyridoxalphosphate, cobalamin and coenzyme B12, ascorbic acid, biotin, lipoic acid, folic acid, vitamin A.

ENZYMOLOGY: kinetics of enzymatic reactions, inhibitors, specificity, allosteric regulation, allosteric models, covalent modifications, induction and repression, mechanisms of action.

METABOLISM OF CARBOHYDRATES

- Glycolysis: first and second phase of glycolysis, products, energy balance, regulation. - Lactic fermentation and alcoholic fermentation. - Gluconeogenesis and its regulation; energy balance. - The cycle of pentose and its regulation. - Glycogen catabolism and synthesis. Regulation of glycogen metabolism. - Synthesis of glucuronic acid and its meaning. - Insertion of the mannose, fructose and galactose in the glycolytic pathway. - Cycle of Cori and glucose-alanine cycle; oxygen debt. - Synthesis of UDPglucose and its meaning for the synthesis of various carbohydrates.

BIOENERGETICS

- The citric acid cycle: reactions, energy balance and regulation. Anaplerotic reactions. - Transport of electrons and oxidative phosphorylation: redox reactions and reduction potentials, complexes I, II, III and IV of the respiratory chain, ATP synthase, inhibitors, uncoupling, thermogenin and its meaning - "shuttle" systems, mitochondrial translocations.

 

Oggetto:

Modalità di insegnamento

Il corso annuale è diviso in due blocchi. Il primo blocco è svolto nel primo  semestre ed è imperniato sulla struttura e la funzione delle biomolecole, sul metabolismo dei carboidrati e sul metabolismo energetico.

L'anno 2020-2021 sarà un anno di transizione dall’emergenza sanitaria COVID verso una situazione di progressivo recupero della normalità. Pertanto, l'insegnamento sarà erogato in modalità blended (parte in presenza e parte a distanza) con pubblicazione sulla piattaforma Moodle delle audio-presentazioni o delle video-lezioni relative agli argomenti essenziali della lezione. Tutte le lezioni di didattica frontale vengono svolte con l’ausilio di diapositive per proiettare schemi, immagini e filmati. Il materiale didattico multimediale viene messo a disposizione sulla piattaforma online. Gli studenti sono sollecitati a fare domande durante la lezione.

The annual course is divided into two blocks. The first block is carried out in the first half of the year, is based on the structure and function of biomolecules, the metabolism of carbohydrates and the energetic metabolism. T

2020-2021 will be a year of transition from the COVID health emergency towards a situation of progressive recovery of normality. Therefore, the course will be delivered in blended mode (part in presence and part at a distance) with publication on the Moodle platform of the audio-presentations or video-lessons relating to the essential topics of the lesson. 

The lectures are conducted with the aid of slides to project schemes, pictures, and videos. The multimedia teaching material is made available on the online platform. Students are encouraged to ask questions during the lesson.

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

I risultati dell'apprendimento del I blocco di CHIMICA E BIOCHIMICA sono valutati con una prova scritta alla fine del 1° quadrimestre in sessione di esame, contenente 2 domande chiuse a scelta multipla di chimica organica (4 risposte/ 1 corretta), 6 domande aperte sulle molecole biologiche (2 sui carboidrati, 2 sui lipidi, 2 su aminoacidi e proteine) sorteggiate dagli elenchi disponibili sulla piattaforma online, e 25 domande chiuse a scelta multipla (4-5 risposte/ 1 corretta) sulla parte dei contenuti riguardanti il programma di vitamine e coenzimi, enzimologia, metabolismo dei carboidrati, bioenergetica e metabolismo dei lipidi, riportato in dettaglio sulla piattaforma online. Il punteggio totale della prova è di 31 punti, la prova è superata con  18/31. Il risultato della prova scritta viene tenuto valido fino alla fine dell'anno solare. Lo studente che supera la prova sarà esonerato dai temi della materia del 1° quadrimestre e sarà esaminato solo sui temi del 2° quadrimestre nell'esame di Giugno.

The learning outcomes of the 1st block of CHEMISTRY AND BIOCHEMISTRY are evaluated with a written exam at the end of the 1st quarter in the exam session, containing 2 closed questions in multiple choice of organic chemistry (4 answers / 1 correct), 6 open questions on biological molecules (2 on carbohydrates, 2 on lipids, 2 on amino acids and proteins) drawn from the lists available on the online platform, and 25 multiple-choice questions (4-5 answers / 1 correct) on the part of the contents concerning the vitamins and coenzymes program, enzymology, carbohydrate metabolism, bioenergetics and lipid metabolism, reported in detail on the online platform. The total score of the test is 31 points, the test is passed with 18/31. The result of the written test is held valid until the end of the calendar year. The student who passes the test will be exempted from the topics of the matter of the 1st quarter and will be examined only on the themes of the 2nd quarter in the June exam.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

N. Siliprandi - Biochimica medica - Ed. Piccin

L. Stryer- Biochimica - Ed. Zanichelli

T. Devlin - Manuale di biochimica con aspetti clinici - Ed. EdiSES



Registrazione
  • Aperta
    Apertura registrazione
    01/03/2020 alle ore 00:00
    Chiusura registrazione
    31/12/2022 alle ore 23:55
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 23/06/2022 12:31
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