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Chimica e biochimica

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Chemistry and biochemistry

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Anno accademico 2019/2020

Codice dell'attività didattica
MED3474A
Docente
Prof. Tiziana Crepaldi (Docente Titolare dell'insegnamento)
Insegnamento integrato
Corso di studi
[f007-c502] laurea a ciclo unico in odontoiatria e protesi dentaria - a torino
Anno
1° anno
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
4
SSD dell'attività didattica
BIO/10 - biochimica
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Obbligatoria
Tipologia d'esame
Scritto ed Orale
Prerequisiti
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Sommario insegnamento

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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.

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Risultati dell'apprendimento attesi

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Modalità di insegnamento

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Modalità di verifica dell'apprendimento

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Programma

  • 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.

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.


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Ultimo aggiornamento: 21/11/2019 09:42
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