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Basi biochimico-molecolari del metabolismo

 

Biochemical and molecular basis of metabolims

 

Anno accademico 2017/2018

Codice attività didattica
MSL0410
Docenti
Marco Arese
Prof. Michele De Bortoli (Docente Responsabile del Corso Integrato)
Prof. Luca Primo
Corso di studio
Medicina e Chirurgia San Luigi Gonzaga
Anno
2° anno
Tipologia
Obbligatorio
Crediti/Valenza
9
SSD attività didattica
BIO/10 - biochimica
BIO/11 - biologia molecolare
INF/01 - informatica
Erogazione
Mista
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Scritto ed orale
Prerequisiti
nessuno
 
 

Obiettivi formativi

  • Italiano
  • English

Il programma di Biochimica intende  introdurre gli studenti alle basi molecolari necessarie per affrontare efficacemente i problemi medici. In particolare, la produzione di energia e la sua utilizzazione rappresentano il nucleo centrale del programma come esempio paradigmatico per comprendere la vita ad un livello meccanicistico. I concetti chiave oggetto di studio si concentreranno quindi  su  come le  molecole straordinariamente complesse che si trovano negli organismi viventi creano strutture, effettuano  reazioni chimiche, e archiviano e utilizzano le informazioni per generare le notevoli proprietà degli organismi viventi.

Obiettivo dei moduli di Biologia Molecolare e (bio)informatica è quello di portare le conoscenze ottenute nel modulo di Biochimica al livello della regolazione. A questo fine, la conoscenza del tipo di informazione contenuta nei database biologici dell'epoca post-genomica, così come la capacità di accesso a questa informazione, appare necessaria. La capacità di integrare l'informazione e di comprendere attraverso quali studi essa viene ottenuta, così come la possibilità di applicazione in campo medico, diviene così fondamentale.

Obiettivo non secondario è rappresentato dalla capacità di interagire a livello introduttivo con i principali database biologici utilizzando i più semplici programmi di accesso all'informazione, sui siti di GENECODE, ENSEMBL ed NCBI. 

 

Risultati dell'apprendimento attesi

Lo studente al temine del corso dovrà avere  acquisito le seguenti capacità:

- Illustrare in  vari esempi e contesti  il rapporto struttura-funzione delle molecole biologiche nella vita  della cellula animale (zuccheri, aminoacidi, lipidi e loro polimeri).  

-  saper illustrare con alcuni esempi l'importanza  del rapporto struttura-funzione nel disegno di molecole a potenziale farmacologico 

-   Individuare con facilità i legami noti tra disordini biochimici e patologie umane

-  dimostrare possesso concettuale completo della natura dell'energia estratta dalle molecole, nonchè dei meccanismi utlizzati per l'estrazione,  e convogliata nei vari processi essenziali alla vita (il metabolismo  come "circuito di elettroni")

Capacità di identificazione delle principali tecnologie genomiche per lo studio del genoma, dell'epigenoma e del trascrittoma

Conoscenza teorica sulla teoria delle reti

Capacità di interazione con i principali database biologici di primo, secondo e terzo livello (knowledge database).

 

Programma

  • Italiano
  • English

Biochimica Metabolica

 Vitamine e cofattori. Meccanismi di catalisi: chimotripsina, aspartato proteasi, aminotransferasi, lattato deidrogenasi, piruvato deidrogenasi, glicogeno fosforilasi, aconitasi .

Il metabolismo. Introduzione ai meccanismi di regolazione delle vie metaboliche. Il metaboloma.

Il metabolismo dei carboidrati. Il metabolismo del glicogeno nel fegato e nei muscoli. Glicolisi. Il ciclo dell' acido citrico. Trasporto di elettroni, fosforilazione ossidativa e la regolazione della produzione di ATP. La via dei  pentosi fosfato. Gluconeogenesi. La digestione dei carboidrati. Utilizzazione di galattosio, fruttosio, mannosio. Malattie genetiche legate al metabolismo dei carboidrati. Regolazione del metabolismo dei carboidrati da ormoni e circuiti trascrizionali

Metabolismo lipidico. L'ossidazione degli acidi grassi. Biosintesi degli acidi grassi. Biosintesi dei fosfolipidi. Biosintesi del colesterolo, gli ormoni steroidi e degli acidi biliari. Prostanoidi. Lipoproteine. Regolazione del metabolismo lipidico da ormoni e circuiti trascrizionali. La produzione e gli effetti di radicali di ossigeno.

Metabolismo degli acidi nucleici. biosintesi Purine. biosintesi Pirimidine. catabolismo purine. catabolismo Pirimidine. Malattie genetiche legate al metabolismo dei nucleotidi. Regolazione del metabolismo dei nucleotidi.

Metabolismo delle proteine. Le vie anaboliche dell'azoto: i) la fissazione di azoto, ii) la sintesi di glutammato, glutamina, carbamoilfosfato. Esempi paradigmatic di sintesi di aminoacidi: alanina, aspartato, cisteina, tirosina. Il ciclo dell'urea.  Il metabolismo dell'eme.

Integrazione del metabolismo. Il metabolismo durante lo stress, attività aerobiche e anaerobiche. Il controllo del metabolismo del sistema nervoso centrale.

 Biologia molecolare

 Circuiti, Reti e grafi. Le reti metaboliche. Le reti d'interazione fra macromolecole. Espressione del genoma, regolazione e controllo nello sviluppo, omeostasi e patologie. Reti di controllo trascrizionale e post-trascrizionale dell'espressione genica.

microRNA, lncRNA e loro ruolo nei circuiti che controllano diversi tipi di risposta: acuta, smorzata, omeostatica, oscillante. Altri ruoli dei lncRNA.

I progetti genomici e loro significato funzionale: ENCODE, GWAS, TCGA, 1000 Genomes ed altri.

Analisi globale della struttura e dell'espressione genica. Analisi di interazione proteine-DNA e di accessibilità alla cromatina su scala globale.

 (Bio)Informatica

 I database biologici. Database primari e secondari. Knowledge databases. Database di riferimento per la medicina. OMIM, TCGA, ed altri database di interesse. Analisi di reti e di pathways.

Interazione pratica di base con i database e con i programmi informatici più semplici d'accesso.

 

Modalità di insegnamento

tradizionale e, in parte, on-line

 

Modalità di verifica dell'apprendimento

La verifica sarà basata su un esame scritto ed uno orale. L'esame scritto conterrà domande a risposta multipla, esercizi e domande aperte. La discussione orale segue l'esame scritto. 

Un file che descrive esattamente le modalità del test e degli eventuali recuperi è disponibile su Moodle nella sezione "ESAMI" http://medicina.i-learn.unito.it/course/view.php?id=154 

  • italiano
  • english
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Attività di supporto

Su piattaforma Moodle:

http://medicina.i-learn.unito.it/course/view.php?id=154

 

 

Testi consigliati e bibliografia

Biochimica Metabolica

BERG Jeremy M, TYMOCZKO John L , STRYER Lubert. BIOCHIMICA. Zanichelli; NELSON David L , COX Michael M I PRINCIPI DI BIOCHIMICA DI LEHNINGER. Zanichelli; Murray- Granner-Mayes-Rodwell- Harper, Biochimica, McGraw-HillVoet D, Voet JG-Pratt - Fondamenti di Biochimica. Zanichelli.

Biologia molecolare

Reviews scientifiche fornite come materiali di riferimento sulla piattaforma Moodle: http://medicina.i-learn.unito.it/course/view.php?id=154

Informatica

Guide on-line dei siti e dei database principali.

 

Note

PROGRAMMA D'ESAME Il programma d'esame coincide con il programma del corso

 

Moduli didattici

Registrazione
  • Aperta
    Apertura registrazione
    01/09/2017 alle ore 00:00
     
    Ultimo aggiornamento: 08/11/2017 14:28
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