CARATTERISTICHE GENERALI DELLA MATERIA VIVENTEProprietà dell’acqua. legami chimici, gruppi funzionali e molecole organiche di interesse biochimico.PROTEINE - Aminoacidi: classificazione, isomeria, zwitterioni, aminoacidi essenziali, , legame peptidico. Proteine: funzioni, struttura primaria, strutture secondarie (alfa elica, beta foglietto, collagene), struttura terziaria, denaturazione e agenti denaturanti, struttura quaternaria.Mioglobina ed Emoglobina: trasporto e deposito dell’ossigeno, struttura proteica e dell’eme, aspetti funzionali, curva di dissociazione dell’ossigeno, proprietà allosteriche dell’emoglobina, azione del monossido di carbonio. Catabolismo dell’eme e formazione della bilirubina. Enzimi:classificazione per reazione e meccanismo di catalisi, gruppi prostetici, cofattori e conzimi, catalisi, stato di transizione, energia di attivazione, cinetica enzimatica, inibizione competitiva e non competitiva. Proteine ed enzimi plasmatici di interesse clinico. Turnover proteico e catabolismo degli aminoacidi.CARBOIDRATI - Generalità, classificazione, principali monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi.Glucosio: metabolismo e regolazione, glicolisi ed ossidazione del piruvato, ciclo dell’acido citrico, fosforilazione ossidativa, via dei pentoso-fosfati, glicogeno e metabolismo del glicogeno. regolazione della glicemia: insulina e glucagone.LIPIDI - Generalità, classificazione, acidi grassi saturi ed insaturi, trigliceridi, fosfolipidi, steroidi.Metabolismo degli acidi grassi, lipidi plasmatici di interesse clinico. Lipoproteine: costituzione e metabolismo.METABOLISMO INTERMEDIO E SCAMBI DI ENERGIA - Concetti di base, via anaboliche e cataboliche, schema generale delle vie metaboliche. strategie di regolazione delle vie metaboliche.VITAMINE – Classificazione ed importanza biomedica. Vitamine idrosolubili (C, gruppo B) e liposolubili (A,D,E,K)ORMONI – Generalità, classificazione, recettori ormonali e meccanismi di trasduzione del segnale.

Chimica e Biochimica per le lauree triennali dell'area biomedica, M. Samaja, R.Paroni- Piccin Le basi della biochimica, D.R. Ferrier - Zanichelli Conoscere la Biochimica, Terry Brown - Zanichelli Chimica,Biochimica e Biologia Applicata, M. Stefani - Zanichelli Appunti di biochimica per le lauree triennali- M.V. Catani - Piccin

CARATTERISTICHE GENERALI DELLA MATERIA VIVENTEProprietà dell’acqua. legami chimici, gruppi funzionali e molecole organiche di interesse biochimico.PROTEINE - Aminoacidi: classificazione, isomeria, zwitterioni, aminoacidi essenziali, , legame peptidico. Proteine: funzioni, struttura primaria, strutture secondarie (alfa elica, beta foglietto, collagene), struttura terziaria, denaturazione e agenti denaturanti, struttura quaternaria.Mioglobina ed Emoglobina: trasporto e deposito dell’ossigeno, struttura proteica e dell’eme, aspetti funzionali, curva di dissociazione dell’ossigeno, proprietà allosteriche dell’emoglobina, azione del monossido di carbonio. Catabolismo dell’eme e formazione della bilirubina. Enzimi:classificazione per reazione e meccanismo di catalisi, gruppi prostetici, cofattori e conzimi, catalisi, stato di transizione, energia di attivazione, cinetica enzimatica, inibizione competitiva e non competitiva. Proteine ed enzimi plasmatici di interesse clinico. Turnover proteico e catabolismo degli aminoacidi.CARBOIDRATI - Generalità, classificazione, principali monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi.Glucosio: metabolismo e regolazione, glicolisi ed ossidazione del piruvato, ciclo dell’acido citrico, fosforilazione ossidativa, via dei pentoso-fosfati, glicogeno e metabolismo del glicogeno. regolazione della glicemia: insulina e glucagone.LIPIDI - Generalità, classificazione, acidi grassi saturi ed insaturi, trigliceridi, fosfolipidi, steroidi.Metabolismo degli acidi grassi, lipidi plasmatici di interesse clinico. Lipoproteine: costituzione e metabolismo.METABOLISMO INTERMEDIO E SCAMBI DI ENERGIA - Concetti di base, via anaboliche e cataboliche, schema generale delle vie metaboliche. strategie di regolazione delle vie metaboliche.VITAMINE – Classificazione ed importanza biomedica. Vitamine idrosolubili (C, gruppo B) e liposolubili (A,D,E,K)ORMONI – Generalità, classificazione, recettori ormonali e meccanismi di trasduzione del segnale.

Chimica, biochimica e biologia applicata - M. Stefani & N. Taddei - Zanichelli Chimica e Biochimica per le lauree triennali dell'area biomedica, M. Samaja, R.Paroni- Piccin Le basi della biochimica, D.R. Ferrier - Zanichelli

ELEMENTI DI BASE DI BIOLOGIA CELLULARE. La teoria cellulare. Cellule procariotiche ed eucariotiche. Nucleo. Membrana plasmatica e sistema endomembranoso (reticolo endoplasmatico, apparato del Golgi, lisosomi). Mitocondri e cloroplasti. Divisione cellulare. Scissione binaria. Ciclo cellulare e Mitosi. La Meiosi. STRUTTURA ED ORGANIZZAZIONE DEGLI ACIDI NUCLEICI Costituenti chimici degli acidi nucleici. Basi puriniche e pirimidiniche, ribosio e deossiribosio. Nucleosidi e nucleotidi. DNA - Il DNA come materiale genetico (esperimenti di Griffith, Avery-McLeod-McCarty, Hershey & Chase). Regole di Chargaff. La doppia elica di Watson e Crick. Denaturazione, rinaturazione e temperatura di fusione (Tm) di un DNA. RNA - Differenze rispetto al DNA. Vari tipi di RNA e loro ruolo biologico: mRNA, rRNA, tRNA. I piccoli RNA (snRNA, snoRNA). Organizzazione del materiale genetico - Cromatina, nucleosomi, istoni e modifiche istoniche. Mutazioni - Mutazioni puntiformi, inserzioni e delezioni: il caso della emoglobina S. Espansione di triplette. Riarrangiamenti cromosomici: delezioni, duplicazioni, inversioni e traslocazioni. DUPLICAZIONE E RIPARAZIONE - Duplicazione del DNA: semiconservativa (esperimento di Meselson & Stahl), bidirezionale e semidiscontinua. Le DNA polimerasi. Replicazione in E. coli e negli eucarioti. Il problema dei telomeri: le telomerasi. Danni al DNA - I sistemi di riparazione: fotoriparazione e riparazione per escissione. TRASCRIZIONE - RNA polimerasi procariotiche ed eucariotiche. Inizio trascrizionale: promotori procariotici ed eucariotici. Allungamento e terminazione trascrizionale. La trascrittasi inversa. Maturazione degli mRNA eucariotici: capping, poliadenilazione, splicing. TRADUZIONE - Il codice genetico. Amminoacil-tRNA sintetasi. Ribosomi. Traduzione: inizio, allungamento e terminazione. TECNICHE - Purificazione ed analisi di acidi nucleici (elettroforesi, spettrofotometria). La Polymerase Chain Reaction: caratteristiche generali ed applicazioni. La Real Time PCR. DNA fingerprinting e sue applicazioni.

Il corso tratta tematiche di base e gli argomenti del programma sono reperibili su molti libri di testo. Quelli sotto indicati sono adeguati per la preparazione dell’esame e consentono allo studente di rendersi conto del grado di approfondimento richiesto. - Sadava D, Hillis DM, Heller HC, Hacker S. ELEMENTI DI BIOLOGIA E GENETICA, quinta ediz., Zanichelli 2019. - Raven PH, Johnson GB, Mason KA, Losos JB, Singer SR. Vol. 1 BIOLOGIA CELLULARE, Vol. 2 GENETICA E BIOLOGIA MOLECOLARE, Piccin 2018

MODULO DI BIOLOGIA APPLICATA. STRUTTURA ED ORGANIZZAZIONE DEGLI ACIDI NUCLEICI Costituenti chimici di DNA ed RNA: basi puriniche e pirimidiniche, ribosio e deossiribosio. Nucleosidi e nucleotidi. DNA. Il DNA come materiale genetico (esperimenti di Griffith, Avery-McLeod-McCarty, Hershey & Chase). Regole di Chargaff. La doppia elica di Watson e Crick: struttura B, A e strutture alternative. Denaturazione, rinaturazione e temperatura di fusione (Tm) di un DNA. RNA. Strutture secondarie ed RNA a doppio filamento (dsRNA). Vari tipi di RNA: mRNA, rRNA, tRNA, piccoli RNA (snRNA, snoRNA) e loro caratteristiche. Organizzazione del materiale genetico. Cromatina, nucleosomi, istoni e modifiche istoniche. DUPLICAZIONE DEL DNA. Duplicazione semiconservativa (esperimento di Meselson & Stahl) e semidiscontinua. Replicazione in E. coli e negli eucarioti: DNA polimerasi ed altri fattori coinvolti. Il problema dei telomeri: le telomerasi. Danni al DNA e sistemi di riparazione: fotoriparazione e riparazione per escissione. Mutazioni e Polimorfismi. Mutazioni puntiformi, inserzioni e delezioni: il caso della emoglobina S. Espansione di triplette. Riarrangiamenti cromosomici: delezioni, duplicazioni, inversioni e traslocazioni. LA TRASCRIZIONE. Le RNA polimerasi procariotiche ed eucariotiche. Inizio, allungamento e terminazione della trascrizione. La trascrittasi inversa. Maturazione dei trascritti eucariotici. Maturazione di mRNA (capping, poliadenilazione, splicing), tRNA ed rRNA. Struttura tipica di un mRNA eucariotico maturo: 5’UTR, regione codificante, 3’UTR. Regolazione dell’espressione genica. Operoni procariotici (operoni lac e trp). Cenni di regolazione negli eucarioti (promotori e fattori di trascrizione). Modifiche istoniche, rimodellamento della cromatina e regolazione trascrizionale. LA TRADUZIONE. Il codice genetico. Amminoacil-tRNA sintetasi. Ribosomi. Traduzione: inizio, allungamento e terminazione. TECNICHE Purificazione ed analisi di acidi nucleici (elettroforesi, spettrofotometria). La Polymerase Chain Reaction: caratteristiche generali ed applicazioni. Quantificazione mediante PCR e Real Time PCR. DNA fingerprinting e sue applicazioni. MODULO DI BIOCHIMICA CARATTERISTICHE GENERALI DELLA MATERIA VIVENTE Proprietà dell’acqua. Gruppi funzionali di interesse biochimico PROTIDI - Aminoacidi: classificazione, aminoacidi essenziali, gruppi dissociabili, legame peptidico. Proteine: funzioni, struttura primaria, strutture secondarie (tipo alfa e beta, collagene), struttura terziaria, denaturazione e denaturanti, struttura quaternaria, legami presenti nelle proteine. Mioglobina ed Emoglobina: trasporto e deposito dell’ossigeno, struttura proteica e dell’eme, aspetti funzionali, curva di dissociazione, regolazione dell’attività, azione del monossido di carbonio. Catabolismo dell’eme e formazione della bilirubina. Itteri. Enzimi:classificazione, catalisi, velocità delle reazioni enzimatiche e sua regolazione, sito attivo, inibitori, coenzimi e cofattori. Proteine ed enzimi plasmatici di interesse clinico. CARBOIDRATI - Generalità, classificazione, principali monosaccaridi, disaccaridi e polisaccaridi. Glucosio: metabolismo del glucosio, regolazione della glicemia, insulina, ipoglicemie, iperglicemie, diabete mellito.Prove dinamico-funzionali: curva da carico di glucosio, glicemia post-prandiale LIPIDI - Generalità, classificazione, acidi grassi saturi ed insaturi, trigliceridi, fosfolipidi, steroli. Metabolismo dei lipidi; lipidi plasmatici di interesse clinico. Lipoproteine: costituzione e metabolismo. METABOLISMO INTERMEDIO E SCAMBI DI ENERGIA - Concetti di base, via anaboliche e cataboliche, schema generale delle vie metaboliche. VITAMINE – Generalità, classificazione e generalità ORMONI – Generalità, classificazione, meccanismo d’azione BIOCHIMICA DELL’INQUINAMENTO – Interazione tra xenobiotici ed organismo, schema generale del metabolismo degli xenobiotici e loro escrezione. ELEMENTI DI BIOCHIMICA CLINICA Sangue: generalità. Plasma ed elementi figurati. Emopoiesi. Indagini qualitative e quantitative delle cellule del sangue. Esame delle urine: raccolta, conservazione e trasporto dei campioni, esame dei caretteri fisici. Esame e significato dei caratteri chimici: proteine, glucosio, sangue, chetoni, urobilinogeno, pigmenti biliari. MODULO DI MICROBIOLOGIA E MICROBIOLOGIA CLINICA Microbiologia generale Scopi della Microbiologia , caratteristiche del mondo microbiologico, concetti di infezione e di malattia. La cellula procariota. Struttura delle cellule batteriche gram-positive e gram-negative. Metabolismo, riproduzione e produzione di spore, coltivazione, genetica ed azione patogena dei batteri. Virus: struttura, moltiplicazione, coltivazione, azione patogena. Lieviti: struttura, moltiplicazione, coltivazione, azione patogena.La risposta immunitaria: difese naturali, concetto di antigene, risposta immunitaria di tipo umorale e cellulo-mediata, reazioni antigene anticorpo, i mediatori dell’infiammazione. L’esame batteriologico: prelievo, esame diretto, colorazioni, esame colturale, tempi della risposta, esami sierologici. Farmaci antibatterici ed antibiogramma. Disinfezione e sterilizzazione.Microbiologia specialeGram positivi. Stafilococchi. Streptococchi. Listeria. Bacilli.Micobatteri.Gram negativi: Enterobatteri. Batteri non-fermentanti. Vibrioni. Neisserie. Yersiniae. Brucelle. Legionella.Classificazione dei virus, famiglie, principali virus di interesse medico-ambientale.Miceti e Parassiti di interesse medico ed ambientale.Microbiologia ambientaleDefinizioni. Comunità microbiche ed interazioni: concetti di popolazione, comunità, habitat, nicchia, consorzio. Vantaggi di vivere in comunità: omeostasi, colonizzazione , selezione da parte dell’ambiente, idoneità dei microrganismi. Dispersione e persistenza. Diversità dei procarioti, catene alimentari. Nutrizione ed ecologia. Colonizzazione e successione. Interazione tra microrganismi: commensalismo, protocooperazione, mutualismo, simbiosi, competizione, amensalismo, parassitismo, predazione. Microrganismi e loro capacità di provocare variazioni ambientali: i cicli biogeochimici. Microrganismi ed inquinamento ambientale. Microbiologia dell’atmosfera. Microbiologia delle acque. Microbiologia degli alimenti.

Testi consigliati: Eudes Lanciotti. Introduzione alla Microbiologia. 4a Edizione, Zanichelli Editore. Madigan M.T. et al.: ”Brock. Biologia dei Microrganismi” vol. 2 Microbiologia Biomedica, Pearson ed. Madigan M.T. et al.: ”Brock. Biologia dei Microrganismi” vol. 3 Microbiologia Biomedica, Pearson ed. Hurst C.J., Kunden G.R., McInerney M.J., Stetzenbach L.D., Walter M.W. (1997). Manual of Enviromental Microbiology. A.S.M. Press, Washington D.C.