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Biochimica

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Biochemistry

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Anno accademico 2020/2021

Codice dell'attività didattica
VET0205
Docente
Prof. Paolo Cascio (Responsabile)
Anno
1° anno
Periodo didattico
Secondo semestre
Tipologia
Corso monodisciplinare
Crediti/Valenza
5
SSD dell'attività didattica
BIO/10 - biochimica
Modalità di erogazione
A distanza
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Scritto
Prerequisiti
PROPEDEUTICITA'

C.I. CHIMICA

Prerequisites'

C.I. CHEMISTRY

Propedeutico a
CI Fisiologia veterinaria e principi di etologia applicata
Veterinary Physiology and Applied Etology Principles
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

Il corso si propone di presentare i dati biochimici nel loro contesto funzionale, partendo dal livello molecolare fino alla complessità di organizzazione da cui risulta il funzionamento di tessuti, organi e apparati. Si dovranno apprendere i concetti biochimici e molecolari dell'organizzazione strutturale e funzionale delle cellule e dei processi metabolici cellulari, con particolare riferimento al metabolismo energetico e alla struttura e funzioni degli acidi nucleici e ai loro meccanismi regolatori. Durante il corso si acquisiranno anche le nozioni generali sui principi e sulle metodiche dell'analisi biochimica e sulla interpretazione dei dati  sperimentali.

The course aims to present the biochemical data in their functional context, ranging from the molecular level to the complexity of the organization that results in the functioning of tissues, organs and apparatus. Will need to learn the biochemical and molecular concepts of the structural and functional organization of cells and cellular metabolic processes, with particular reference to energy metabolism and the structure and functions of nucleic acids and their regulatory mechanisms. During the course, will also acquire the general knowledge about principles and methods of biochemical analysis and interpretation of experimental data.

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Risultati dell'apprendimento attesi

Durante la prova d'esame si dovrà dimostrare di aver acquisito i concetti essenziali relativi ai vari cicli metabolici trattati a lezione. Si dovranno, inoltre, saper mettere in relazione i vari argomenti dimostrando capacità di ragionamento, avendo ben chiara la valenza interdisciplinare della materia. Inoltre si dovrà dimostrare di aver compreso i principi e le nozioni fondamentali relativi alla struttura e al funzionamento degli acidi nucleici e delle proteine ed essere in grado di valutarne le conseguenze sulla regolazione di alcuni importanti processi cellulari.

During the exam, will have to demonstrate that he has acquired the essential concepts related to the various metabolic processes treated in the lesson. It will also have to be able to relate the various arguments demonstrating reasoning skills, having clear the interdisciplinary value of the subject. In addition, must demonstrate that he has understood the basics and notions about the structure and functioning of nucleic acids and proteins and be able to evaluate the consequences on the regulation of some important cellular processes.

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Modalità di insegnamento

A seguito della sospensione delle attività didattiche per emergenza COVID-19 si comunica alle studentesse e agli studenti che sulla piattaforma Moodle (https://elearning.unito.it/samev/course/view.php?id=1542) sono disponibili le lezioni on-line per il corso di Biochimica (VET0205).
Following the suspension of the educational activities for emergency COVID-19 students are informed that on the Moodle platform (https://elearning.unito.it/samev/course/view.php?id=1066) lessons are available online for the Biochemistry course (VET0205).

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Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento viene effettuata tramite un test con 30 domande a risposta multipla (4 risposte alternative) per domanda, di cui 10 relative ai contenuti della parte di Biologia Molecolare e 20 relative al resto del programma.

N.B. A causa della grave emergenza sanitaria in atto ed in ottemperanza alle misure di contenimento della diffusione dell’infezione da Coronavirus, l’esame del corso integrato sarà svolto in soluzione unica in modalità scritto (quiz) a distanza. A tal fine sarà utilizzata le piattaforme Moodle e Webex. Le istruzioni per l’utilizzo della piattaforma sono disponibili ed accessibili sul sito di UnitoLe misure introdotte sono applicate in via transitoria sino alla cessazione della situazione emergenziale legata a COVID 19

The assessment of learning is carried out through a written test consisting of 30 multiple-choice questions (4 alternative answers), of which 10 are related to the contents of the part of Molecular Biology and 20 related to the rest of the program.

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Attività di supporto

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Programma

Introduzione alla biochimica: organismi autotrofi ed eterotrofi, metabolismo, anabolismo, catabolismo, lavoro, energia, sistemi chiusi e aperti, variazione di energia interna, variazione di energia libera e direzione delle reazioni, reazioni termodinamicamente favorevoli, reazioni accoppiate, energia di attivazione, velocità delle reazioni, azione degli enzimi, concetti generali di catalisi enzimatica: definizione enzimi, nomenclatura e proprietà generali. Catalisi enzimatica: intermedi di reazione, complessi ES e EP, energia di attivazione per gli stati di transizione. Meccanismi di abbassamento dell'energia di attivazione ad opera degli enzimi. Teorie chiave-serratura e dell'adattamento indotto. Fattori che influenzano la velocità di reazione: T°, pH, concentrazione enzima e substrato. Nomenclatura enzimi, sistema EC, 6 principali classi di enzimi. Enzimi nel sangue come marcatori diagnostici. Cinetica enzimatica: velocità di reazione, velocità iniziale, stato stazionario, Vmax, saturazione dell'enzima, equazione di Michaelis-Menten, significato e determinazione di Vmax e Km. Regolazione dell'attività enzimatica: controllo a livello del substrato, regolazione a feedback, modificazione covalente della molecola enzimatica (fosforilazione-defosforilazione), induzione o repressione genica della biosintesi della proteina enzimatica. Inibizione attività enzimatica: inibizione irreversibile, inibizione reversibile competitiva. Inibitori enzimatici come farmaci: aspirina, inibitori ACE, penicillina, statine. Introduzione al metabolismo, catabolismo, anabolismo, organismi fototrofi, chemiolitotrofi, eterotrofi, aerobi, anaerobi facoltativi, anaerobi obbligati, ossidazioni biologiche, modalità per il trasferimento di elettroni da una specie chimica ad un'altra, elettronegatività, liberazione di energia durante le reazioni redox, stati di ossidazione del carbonio, stadi catabolismo, cenni sui motivi della grande variazione di energia associata all'idrolisi dell'ATP. Digestione dei carboidrati, glicemia, effetti metabolici insulina e glucagone, fosforilazione del glucosio. Metabolismo glicidico: glicolisi anaerobia, gluconeogenesi, glicogenolisi e glicogenosintesi. Decarbossilazione ossidativa del piruvato. Ciclo di Krebs. Fosforilazione ossidativa. Significato metabolico dei lipidi. Digestione ed assorbimento dei lipidi. Principali classi di lipoproteine e loro significato metabolico. Metabolismo lipidico: catabolismo degli acidi grassi (beta ossidazione), significato metabolico dei corpi chetonici, cenni sulla sintesi degli acidi grassi, sintesi e catabolismo dei trigliceridi. Catabolismo generale degli aminoacidi: transaminazione, desaminazione ossidativa, destino dell'ammoniaca, cenni sul ciclo dell'urea. Ruolo degli ormoni nella regolazione di questi metabolismi. Struttura, proprietà chimico-fisiche e funzioni degli acidi nucleici. Accrescimento 5'-3'degli acidi nucleici. Organizzazione del DNA nei procarioti e negli eucarioti. Modalità e complessi enzimatici coinvolti nella duplicazione del DNA nei procarioti e negli eucarioti. Definizione del gene. Codice genetico: triplette, degenerazione del codice genetico, vacillamento della terza base, codoni di Stop. Modalità e complessi enzimatici coinvolti nei processi di trascrizione e traduzione nei procarioti. Sintesi proteica nei procarioti.

Introduction to biochemistry: autotrophic and heterotrophic organisms, metabolism, anabolism, catabolism, work, energy, closed and open systems, internal energy variation, free energy variation and direction of reactions, thermodynamically favorable reactions, coupled reactions, activation energy, speed reactions, action of enzymes, general concepts of enzymatic catalysis: enzyme definition, nomenclature and general properties. Enzymatic catalysis: reaction intermediates, ES and EP complexes, activation energy for transition states. Mechanisms of lowering the activation energy by enzymes. Key-locking theories and induced adaptation. Factors that influence reaction speed: T °, ​​pH, enzyme concentration and substrate. Enzymes nomenclature, EC system, 6 major classes of enzymes. Blood Enzymes as Diagnostic Markers. Enzyme kinetics: reaction rate, initial speed, stationary state, Vmax, enzyme saturation, Michaelis-Menten equation, meaning and determination of Vmax and Km. Enzyme activity adjustment: substrate level control, feedback regulation, covalent modification of the enzymatic molecule (phosphorylation-dephosphorylation), induction or gene repression of the enzymatic protein biosynthesis. Inhibition of enzymatic activity: irreversible inhibition, competitive reversible inhibition. Enzyme inhibitors like drugs: aspirin, ACE inhibitors, penicillin, statins. Introduction to Metabolism, Catabolism, Anabolism, Phototrophic Organisms, Chemiolithotrophs, Heterotrophs, Aerobes, Optional anaerobes, Obligatory anaerobes, Organic Oxidations, Modes for Transferring Electrons from One Chemical to Another, Electronegativity, Energy Release during Redox Reactions , carbon oxidation states, catabolism stages, notes on the reasons for the large variation in energy associated with the hydrolysis of ATP. Digestion of carbohydrates, blood glucose, insulin and glucagon metabolic effects, glucose phosphorylation. Glycidic metabolism: anaerobic glycolysis, gluconeogenesis, glycogenolysis and glycogen synthesis. Pyruvate oxidative decarboxylation. Krebs cycle. Oxidative phosphorylation. Meaning of lipid metabolism. Digestion and absorption of lipids. Major classes of lipoproteins and their metabolic significance. Lipid metabolism: fatty acid catabolism (beta oxidation), metabolic significance of ketone bodies, synthesis of fatty acids, synthesis and catabolism of triglycerides. General aminoacid catabolism: transamination, oxidative desamination, fate of ammonia, acute ubiquitous details. The role of hormones in regulating these metabolisms. Structure, chemical-physical properties and functions of nucleic acids. 5'-3 growth of nucleic acids. Organizing DNA in prokaryotes and eukaryotes. Methods and enzymatic complexes involved in duplication of DNA in prokaryotes and eukaryotes. Definition of the gene. Genetic code: triplet, degeneration of the genetic code, floating of the third base, Stop codons. Methods and enzymatic complexes involved in transcription and translation processes in prokaryotes. Protein synthesis in prokaryotes.

Testi consigliati e bibliografia

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Visto il costo piuttosto elevato dei testi di Biochimica, non si ritiene opportuno indicare un testo specifico di riferimento. Qualunque testo universitario di Biochimica (magari già in possesso o comunque reperibile) può, pertanto, essere adatto allo scopo. Quella che segue è una lista (non esaustiva) di testi utilizzabili.

- Siliprandi, Tettamanti  -"Biochimica Medica"-  Piccin Ed.

- Denise R. Ferrier - "Le basi della Biochimica"- Zanichelli Ed.

- Horton, Moran, Scrimgeour, Perry, Rawn - Principi di Biochimica - IV ed.-Pearson Prentice Hall Ed.

- Lange Harper - Biochimica - 26/Ed. - Mc Graw Hill Ed. 

- Berg, Tymoczko, Stryer - Biochimica (VI edizione) - Zanichelli

- Nelson, Cox - Introduzione alla biochimica di Lehninger - Zanichelli

- Watson J.D.: DNA ricombinante. Zanichelli.

- Lodish H.: Biologia molecolare della cellula. Zanichelli.

-  Allison L.A.: Fondamenti di biologia molecolare. Zanichelli.

- Lewin B.: Il gene. Zanichelli.

- Dean R. Appling: Biochimica, Molecole e metabolismo. Pearson

- Materiale didattico fornito nel corso delle esercitazioni in laboratorio

Given the rather high cost of the Biochemistry texts, it is not considered appropriate to indicate a specific reference text. Any university text of Biochemistry (perhaps already in possession or however available from the students) can, therefore, be suitable for the purpose. The following is a (non-exhaustive) list of texts that can be used by the students.

- Siliprandi, Tettamanti  -"Biochimica Medica"-  Piccin Ed.

- Denise R. Ferrier - "Le basi della Biochimica"- Zanichelli Ed.

- Horton, Moran, Scrimgeour, Perry, Rawn - Principi di Biochimica - IV ed.-Pearson Prentice Hall Ed.

- Lange Harper - Biochimica - 26/Ed. - Mc Graw Hill Ed. 

- Berg, Tymoczko, Stryer - Biochimica (VI edizione) - Zanichelli

- Nelson, Cox - Introduzione alla biochimica di Lehninger - Zanichelli

- Watson J.D.: DNA ricombinante. Zanichelli.

- Lodish H.: Biologia molecolare della cellula. Zanichelli.

-  Allison L.A.: Fondamenti di biologia molecolare. Zanichelli.

- Lewin B.: Il gene. Zanichelli.

- Dean R. Appling: Biochimica, Molecole e metabolismo. Pearson

- Didactic material provided during laboratory exercises



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Note

Le modalità di svolgimento dell'attività didattica potranno subire variazioni in base alle limitazioni imposte dalla crisi sanitaria in corso. In ogni caso è assicurata la modalità a distanza per tutto l'anno accademico.

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Ultimo aggiornamento: 03/03/2021 14:02
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