Obiettivi Formativi

Fornire conoscenze sullo studio e lo sviluppo di metodologie fisiche (teoriche e sperimentali) necessarie sia alla descrizione e alla comprensione della materia vivente nel contesto ambientale, biologico e medico, sia allo sviluppo e all'utilizzo della strumentazione necessaria al controllo e alla rivelazione di fenomeni fisici nell'ambito della prevenzione, diagnosi e cura.

Learning Goals

To provide knowledge on the study and development of physical methods (theoretical and experimental) necessary to the description and understanding of living matter in the environment, in the biological and medical context, necessary to the development and use of equipment useful for the control and detection of physical phenomena in the framework of prevention, diagnosis and treatment.

Prerequisiti

Conoscenza delle nozioni fondamentali di fisica e di chimica

Prerequisites

Knowledge of fundamentals of physics and chemistry

Programma del Corso

Proprietà chimico-fisiche delle biomolecole. L'ambiente acquoso. Interazioni fisiche che determinano le proprietà delle biomolecole. Conformazione delle bio-macromolecole. Acidi nucleici e proteine. Folding e misfolding delle proteine. Gli enzimi e la catalisi enzimatica. Elementi costitutivi la struttura delle proteine. Motivi strutturali e domini strutturali nelle proteine. Introduzione alla biofisica cellulare: Struttura, morfologia e organizzazione delle cellule. I lipidi nell'ambiente acquoso: la formazione delle membrane. L'organizzazione dei lipidi nelle membrane. Proprietà fisiche delle membrane. Transizioni di fase. Moti di membrana e mobilità di molecole all'interno della membrana. Fenomeni di interfaccia e forze che si sviluppano attraverso le membrane. Principi di biofisica dei trasporti di membrana e fondamenti di elettrofisiologia cellulare. Le proteine di membrana come interruttori e conduttori elettrici molecolari Metodi spettroscopici: principi, strumentazione, applicazioni. Spettroscopia ottica. Fluorescenza. Dicroismo circolare e rotazione ottica. Diffrazione di raggi X. Risonanza magnetica nucleare. Metodi per lo studio della grandezza e della forma delle macromolecole. Sedimentazione. Elettroforesi. Misure di viscosità Metodi computazionali per lo studio della struttura e dinamica macromolecolare.

Course Syllabus

the aqueous medium: the formation of membranes. The organization of lipids in membranes. Physical properties of membranes. Phase transitions. Membrane motion and mobility of molecules within the membrane. Interface phenomena and forces that are developed through membranes. Principles of biophysics of membrane transport and foundations of cellular electrophysiology. Membrane proteins as molecular switches and wires. Spectroscopic methods: principles, instrumentation, applications. Optical spectroscopy. Fluorescence. Circular dichroism and optical rotation. X-ray diffraction, Nuclear magnetic resonance. Physical and chemical properties of biomolecules. The aqueous environment. Physical interactions that determine the properties of biomolecules. Conformation of biological macromolecules. Nucleic acids and proteins. Folding and misfolding of proteins. Enzymes and enzyme catalysis. Building blocks of protein structure. Structural motifs and structural domains in proteins. Introduction to biophysics cell: Structure, morphology and organization of cells. Lipids in Methods for the study of the size and shape of macromolecules. Sedimentation. Electrophoresis. Measurements of viscosity. Computational methods for the study of macromolecular structure and dynamics.