Scuola di Medicina e Chirurgia

Obiettivi del Corso e Risultati di apprendimento attesi

• Acquisire conoscenza della struttura chimica e funzione delle principali macromolecole biologiche e dei meccanismi molecolari inerenti il metabolismo cellulare e tissutale con relativa regolazione.
• Acquisire conoscenze dei meccanismi alla base della trasmissione e identificazione dei geni associati a patologie ereditarie e fornire la base culturale necessaria alla comprensione delle malattie genetiche ed alla modalità di intervento su di esse
• Acquisire conoscenze sulle principali tecnologie per lo studio e l’analisi delle macromolecole biologiche

Programma

                 BIOCHIMICA

 

1. Proteine e amminoacidi; legame peptidico; concetto di struttura e di dominio; ruolo biologico delle interazioni deboli nella struttura proteica. Proteine fibrose: alfa-cheratina, collageno. Proteine globulari: emoglobina, mioglobina.

 

2. Bioenergetica: energia libera, reazioni esoergoniche ed endoergoniche. ATP.

 

3. Enzimi: classificazione, definizione di sito catalitico e sito allosterico. Coenzimi. Isoenzimi. Cinetica enzimatica di Michaelis-Menten. Inibitori enzimatici. Meccanismi di regolazione enzimatica.

Concetti generali di metabolismo: catabolismo e anabolismo. Compartimentalizzazione e regolazione delle principali vie metaboliche cellulari.

 

4. Metabolismo dei carboidrati: digestione e assorbimento. Metabolismo aerobio e anaerobio. Glicolisi e sua regolazione. Piruvato deidrogenasi. Ciclo di Krebs e sua regolazione. Reazioni anaplerotiche. Glicogenolisi, glicogenosintesi e relativa regolazione. Via del pentosio fosfato e sua regolazione. Gluconeogenesi e sua regolazione. Correlazioni cliniche: intolleranza al lattosio; diabete mellito; acidosi lattica.

 

5. Metabolismo dei lipidi: digestione e assorbimento. Chilomicroni e lipoproteine. Lipolisi e sua regolazione. Attivazione degli acidi grassi e loro trasporto carnitina-mediato nei mitocondri. Beta-ossidazione degli acidi grassi e sua regolazione. Corpi chetonici. Biosintesi degli acidi grassi. Biosintesi del colesterolo. Correlazioni cliniche: obesità; chetoacidosi diabetica.

 

6. Fosforilazione ossidativa: Il trasporto dei metaboliti e degli ioni attraverso la membrana mitocondriale. I componenti e le reazioni della catena respiratoria. Teoria chemiosmotica e forza motrice protonica. Il complesso dell’ATP sintasi e meccanismo di sintesi dell’ATP.

 

7. Metabolismo degli amminoacidi: digestione e assorbimento delle proteine. Amminoacidi essenziali e non essenziali. Catabolismo degli amminoacidi: ciclo dell’urea. Correlazioni cliniche: iperammoniemia e coma epatico; deficit di enzimi del ciclo dell’urea; fenilchetonuria.

 

8. Metabolismo dei nucleotidi: biosintesi ex novo di purine e pirimidine. Catabolismo delle purine e pirimidine. Via di recupero delle purine. Inibitori della biosintesi purinica e pirimidinica come agenti chemioterapici. Correlazioni cliniche: gotta, sindrome di Lesch-Nyhan.

 

9. Trasduzione del segnale: ormoni, fattori di crescita, recettori di membrana, recettori nucleari. Meccanismi di trasduzione del segnale dell’insulina, glucagone, adrenalina e ormoni steroidei.

 

10. Principali tecniche e metodologie biochimiche: Frazionamento cellulare, centrifugazione, tecniche spettroscopiche, cromatografiche, elettroforetiche, immunochimiche.

 

 

                BIOLOGIA MOLECOLARE

 

1. Nucleotidi ed acidi nucleici: Struttura degli acidi nucleici. Chimica degli acidi nucleici. Altre funzioni dei nucleotidi

 

2. Geni e cromosomi: Elementi cromosomici. Superavvolgimento del DNA. Struttura dei cromosomi

 

3. Metabolismo del DNA: Replicazione del DNA. Riparazione del DNA. Ricombinazione del DNA

 

4. Metabolismo dell’RNA: Sintesi dell’RNA dipendente dal DNA. Maturazione dell’RNA. Sintesi dell’RNA e del DNA dipendente dall’RNA

 

5. Regolazione dell’espressione genica: Principi di regolazione genica. Regolazione dell’espressione genica nei batteri. Regolazione dell’espressione genica negli eucarioti

 

6. Metabolismo delle proteine: Codice genetico. Sintesi proteica. Trasporto alla destinazione finale e degradazione delle proteine

 

7. Tecniche e metodi per la biologia molecolare: Analisi e separazione degli acidi nucleici. Tecniche di base per isolare e manipolare i geni. Sequenziamento. Tecniche di modifica dei genomi. Analisi dell’espressione genica. Interazioni tra macromolecole biologiche. Analisi bioinformatica

 

 

                GENETICA MEDICA

 

1. Introduzione allo studio della Genetica. Il genoma umano.

 

2. Le leggi di Mendel: principio della segregazione e principio dell'indipendenza. Alberi genealogici. Ereditarietà dominante ed ereditarietà recessiva. La consanguineità. Penetranza ed espressività. Ereditarietà legata al cromosoma X. Ereditarietà mitocondriale. Dominanza incompleta. Alleli multipli. La consulenza genetica e il teorema di Bayes.

 

3. Geni associati e frequenza di ricombinazione. Mappatura dei geni. Marcatori genetici. L'analisi di linkage ed il metodo del LOD score.

 

4. Mutazioni geniche. Mutazioni missense, mutazioni nonsense, mutazioni frame-shift, mutazioni nei siti di splicing. Espansioni di triplette. Cenni di mutagenesi. Metodi molecolari di ricerca delle mutazioni.

 

5. Citogenetica: i cromosomi ed il cariotipo umano; il bandeggio dei cromosomi; le aberrazioni cromosomiche e le aneuploidie; meccanismi di generazione e conseguenze patologiche. Cenni di citogenetica molecolare.

 

6. Epigenetica: metilazione del DNA; modificazioni post-traduzionali degli istoni; RNA non codificanti; microRNA. L'inattivazione del cromosoma X. L’imprinting genomico.

 

7. Genetica dei caratteri complessi. Caratteri quantitativi. Ereditabilità e fenotipo. Identificazione di geni di suscettibilità.

 

8. Genetica delle popolazioni. La legge di Hardy-Weinberg. La mutazione. La migrazione. La deriva genetica. La selezione naturale.

 

9. Ingegneria genetica: clonaggio dei geni. Le cellule staminali. Modelli animali transgenici e knock- out. Il sistema CRISPR/Cas9. La terapia genica.

 

Stima dell’impegno orario richiesto per lo studio individuale del programma

Il corso integrato di Biochimica, Biologia molecolare e Genetica è di 14 CFU + 1 CFU Tirocinio Biochimica, per un totale di 15 CFU.

1 CFU corrisponde a 25 h di studio, di cui 13 h di didattica frontale e 12 ore di studio individuale. Pertanto, il corso integrato di Biochimica, Biologia molecolare e Genetica richiede per lo studio individuale 12 ore x 14 CFU= 168 ore. Il tirocinio di Biochimica richiede 12 ore x 1 CFU= 12 ore. 

Il totale di ore di studio individuale richiesto è 168 + 12= 180 ore.

Risorse per l'apprendimento

Libri di testo:

• Lehninger, A. L., Nelson, D. L., and Cox, M. M. Principi di Biochimica, Ed. Zanichelli, Bologna.
• Stryer, L. Biochimica, Ed. Zanichelli, Bologna.
• Devlin, T. M. Biochimica, Ed. Gnocchi, Napoli.
• Mathews C. K., Van Holde K. E. , Ahern, K. G. Biochimica, Casa Editrice Ambrosiana s.r.l., Milano
• Garrett, C. Grisham Principi di Biochimica Ed. Piccin, Padova.
• Alberts, Hopkin, et al: L’essenziale di biologia molecolare della cellula, Zanichelli Ed.
• Amaldi F., Benedetti P., Pesole G., Plevani P. Biologia Molecolare. Casa Editrice Ambrosiana, Milano
• Amaldi F., Benedetti P., Pesole G., Plevani P. Tecniche e metodi per la biologia molecolare. Casa Editrice Ambrosiana, Milano
• Karp G. Biologia Cellulare e Molecolare, EdiSES s.r.l., Napoli
• Neri G, Genuardi M. Genetica umana e medica. Edra.
• Thompson & Thompson. Genetica in medicina. EdiSES.
• Griffiths A.J.F. et al. Genetica. Zanichelli

 

Altro materiale didattico:

• Reviews su riviste scientifiche per aggiornamento.
• Siti webs per ricerche bibliografiche.

Attività di supporto

Tutorato supportato da 2 Tutors per Biochimica, 2 Tutors per Biologia molecolare e 1 Tutor per Genetica medica.

Modalità di frequenza

Le modalità sono indicate dal Regolamento didattico d’Ateneo.

Modalità di accertamento

Le modalità generali sono indicate nel regolamento didattico di Ateneo all’art.22 consultabile al link http://www.unicz.it/pdf/regolamento_didattico_ateneo_dr681.pdf

 

L’esame finale del Corso integrato di Biochimica, Biologia molecolare e Genetica medica sarà svolto in forma scritta, secondo la formulazione di quiz a risposta multipla.

 

L’esame consisterà in un test di 35 domande, ogni domanda con 4 risposte, di cui una esatta.

Numero domande per disciplina:

• Biochimica: 18 domande da 1 punto per risposta esatta (soglia superamento: punteggio 11) + 1 domanda (x lode).
• Biologia molecolare: 8 domande da 1 punto per risposta esatta (soglia superamento: punteggio 5).
• Genetica: 8 domande da 0.5 punti per risposta esatta (soglia superamento: punteggio 2).

La valutazione totale è la somma dei punteggi: voto massimo 30 e lode (risposte corrette 35).

 

Tale forma di esame rappresenta una valutazione esauriente e obbiettiva delle conoscenze, capacità di apprendimento ed utilizzo delle nozioni dello studente, sulla base dei seguenti criteri di giudizio:

 

	Conoscenza e comprensione argomento	Capacità di analisi e sintesi	Utilizzo di referenze
Non idoneo	Importanti carenze. Significative inaccuratezze	Irrilevanti. Frequenti generalizzazioni. Incapacità di sintesi	Completamente inappropriato
18-20	A livello soglia. Imperfezioni evidenti	Capacità appena sufficienti	Appena appropriato
21-23	Conoscenza routinaria	È in grado di analisi e sintesi corrette. Argomenta in modo logico e coerente	Utilizza le referenze standard
24-26	Conoscenza buona	Ha capacità di analisi e sintesi buone gli argomenti sono espressi coerentemente	Utilizza le referenze standard
27-29	Conoscenza più che buona	Ha notevoli capacità di analisi e sintesi	Ha approfondito gli argomenti
30-30L	Conoscenza ottima	Ha notevoli capacità di analisi e sintesi	Importanti approfondimenti

APPENDICE

 

CORSO INTEGRATO DI BIOCHIMICA, BIOLOGIA MOLEOLARE E GENETICA: CFU: 14;

TIROCINIO BIOCHIMICA: CFU: 1

 

Didattica Frontale Ore: 182 ore di corso integrato Biochimica, Biologia molecolare e Genetica + 13 ore di tirocinio Biochimica

 

Capacità richieste al futuro laureato che si intendono fornire

 

Capacità di analisi e sintesi dei meccanismi molecolari inerenti il metabolismo cellulare a relativa regolazione in base a conoscenze di elementi di base della biochimica, biologia molecolare e genetica.

Capacità di comprendere le metodiche d’analisi di macromolecole biologiche d’interesse biomedico.

 

 

RISULTATI ATTESI

1. A) Conoscenza e capacità di comprensione

ATTIVITA	ORE LEZIONE	ORE STUD INDIV.
A1) Acquisizione delle conoscenze	91	84
A2) Capacità di comprendere	91	84
TOTALE	182	168

 

1. B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione

ATTIVITA’ DI TIROCINIO- BIOCHIMICA	ORE
B1) Capacità di ricerca bibliografica su riviste scientifiche	5
B2) Capacità di elaborazione di dati sperimentali	4
B3) Capacità di presentazione dati in formato seminariale	4
B4) Saper identificare formule chimiche	4
B5) Saper identificare reazioni enzimatiche e meccanismi di regolazione di vie metaboliche	4
B6) Saper usufruire di libri di testo, riviste scientifiche e motori di ricerca su siti web	4
TOTALE	25

 

1. C) Autonomia di giudizio

C1) Essere in grado di valutare.

L’acquisizione delle capacità di autovalutazione sarà promossa stimolando la partecipazione attiva degli studenti alla discussione durante le lezioni e quiz in itinere.

 

1. D) Abilità comunicative

D1) Capacità di descrivere e commentare le conoscenze acquisite, adeguando le forme comunicative agli interlocutori.
D2) Capacità di comunicare i concetti acquisiti in modo chiaro e organico.
TOTALE

 

 

1. E) Capacità d’apprendimento

E1) Capacità di aggiornamento attraverso la consultazione delle pubblicazioni scientifiche del settore, e delle risorse telematiche a loro disposizione.
E2) Capacità di valutare criticamente i risultati delle ricerche scientifiche applicati al settore
E3) Capacità di proseguire compiutamente gli studi, utilizzando le conoscenze di base acquisite nel corso, particolarmente utili nello studio dei seguenti insegnamenti
TOTALE

 

COERENZA TRA CFU e CARICO DIDATTICO:

Ore disponibili totali (15 CFU x 25) = 375

Articolate in

ore didattica frontale  (14 CFU x 13 ore)= 182

ore studio individuale  (14 x 12 ore)= 168

ore tirocinio Biochimica (1 CFU x 25 ore) =25