Obiettivi Formativi

Acquisire le conoscenze sui meccanismi molecolari che stanno alla base dei processi vitali.

Learning Goals

Knowledge of chemical components of living organisms. The molecular mechanisms underlying life.

Metodi didattici

Lezioni frontali con l'utilizzo di slides presentate in aula mediante videoproiettore.

Teaching Methods

Lectures with use of slides presented in the classroom using video projector.

Prerequisiti

Chimica Propedeutica Biochimica

Prerequisites

Biochemistry Propedeutic Chemistry

Verifiche dell'apprendimento

L'esame orale del CI di Biochimica e Biologia molecolare può essere preceduto da verifica in itinere di Biologia molecolare.

Assessment

A in itinere examination of Molecular Biology may be taken before the Biochemistry and Molecular Biology Oral examination.

Programma del Corso

Programma di Biochimica I principali costituenti cellulari. Micro e macrocostituenti. Ruolo biochimico delle macromolecole. Membrane biologiche. Sistemi di trasporto. Enzimi. Cinetica delle reazioni enzimatiche. Cinetiche di inibizione. Cinetiche a doppio substrato. Classificazione degli enzimi. Isoenzimi. Allosterismo. Controllo dell'attività enzimatica. Vitamine e coenzimi. Metabolismo. Principi di bioenergetica. Ossidazioni biologiche. Meccanismi di sintesi dell'ATP. Fosforilazione ossidativa. Ciclo di Krebs. Metabolismo dei glicidi e sua regolazione. Metabolismo del glicogeno. Glicolisi. Gluconeogenesi. Via dei pentoso fosfati. Ciclo dell'acido glucuronico. Metabolismo dei monosaccaridi diversi dal glucosio e degli eteropolisaccaridi. Metabolismo dei lipidi e sua regolazione. Sintesi e ossidazione degli acidi grassi. Lipogenesi. Sintesi e degradazione di fosfolipidi, steroli, corpi chetonici, eicosanoidi. Metabolismo degli aminoacidi e di altri composti azotati. Trasporto e utilizzazione degli aminoacidi nelle cellule. Transaminazione e decarbossilazione degli aminoacidi. Metabolismo dei singoli aminoacidi. Origine e destino dell'ammoniaca. Poliamine. Carnitina. Creatina. Metabolismo di porfirine, nucleotidi purinici e pirimidinici. Biochimica degli ormoni: natura chimica, metabolismo e meccanismo d’azione. Controllo ormonale del metabolismo. Tessuti specializzati. Aspetti biochimici della contrazione muscolare e della neurotrasmissione. Ruoli metabolici del fegato. Peculiarità biochimiche delle cellule del sangue e degli adipociti. Basi biochimiche della digestione e dell'assorbimento. Programma di Biologia Molecolare Il materiale genetico negli organismi procariotici ed eucariotici. I componenti molecolari del nucleoide e del nucleo. Composizione chimica e struttura dei componenti degli acidi nucleici. Conformazione e topologia del DNA, melting e riassociazione. Le nuove proprietà del DNA secondo Montagneur. Proteine associate al DNA dei procarioti. Proteine associate al DNA nucleare:epigenetica e dinamica della cromatina. Struttura e anatomia molecolare dei geni procariotici ed eucariotici. Basi molecolari del flusso dell’informazione biologica: replicazione del DNA nei diversi organismi e relativi enzimi; le telomerasi; riparazione del DNA; trascrizione di RNA e relativi enzimi; splicing, splicing alternativo,RNA editing e transsplicing; struttura dei vari RNA; regolazione dell’espressione genica nei procarioti e negli eucarioti; fattori di trascrizione costitutivi ed inducibili; le RNA polimerasi negli eucarioti: geni e attività trascrizionale; la RNA polimerasi IV nell'uomo; Struttura del nucleo; trascrizione e maturazione dei messaggeri per i geni istonici; la traduzione e relativi enzimi; analisi molecolare dei ribosomi 70S ed 80S; il codice genetico; modulazione della traduzione; regolazione della traduzione nei procarioti e negli eucarioti; sistemi di sorveglianza nei messaggeri: il sistema NMD e il sistema SKI7; analisi dettagliata dei meccanismi di RNA interferenza. Argomenti di Biologia molecolare avanzata.

Course Syllabus

Principal cellular components. Micro and macroconstituents. Biochemical role of macromolecules. Biological membranes: Structure and Transport systems. Enzymes: Classification, Kinetics and Control. Allostery Vitamins and Coenzymes. Bioenergetics and oxidative metabolism. The design and regulation of metabolic pathways. ATP synthesis mechanisms. Oxidative phosphorylation. The tricarboxilic acid cycle. Carbohydrate metabolism: major metabolic pathways and their control: Glycolisis. Glycogen metabolism. Gluconeogenesis. Pentose Phosphate pathway. Glucuronic acid cyclic. Biosynthesis of complex carbohidrates. Proteoglycans. Lipid metabolism and its control. Fatty acids Biosynthesis and Oxidation. Lipogenesis. Phospholipids bioshynthesis and degradation. Sterols. Chetone bodies. Eicosanoids. Aminoacid and other nitrogenous compound metabolism. General reactions of amino acids The urea cycle. Metabolism of individual amino acids. Heme metabolism. Polyamins.Carnitine. Purine and Pirimidine nucleotide metabolism. Biochemistry of Hormones. Chemical classification. molecular mechanisms of action. Hormonal regulation of intermediate metabolism. Metabolism of individual tissues: Skeletal muscle, Cardiac muscle, Adipose tissue, Liver, Nervous tissue Blood cells. Digestion and Adsorbiment of basic nutritional constituents. The genetic molecules in the prokaryotes and the eukaryotes. The molecular components of nucleoid and nucleus. Chemical composition and structure of the nucleic acid monomers. Nucleic acids: structures. Conformation and topology of DNA and RNA in secondary and tertiary structure. Melting and reassociation. New DNA properties according to Montagneur. Proteins associated with prokaryotic DNA. Proteins associated with nucleous, epigenetic and chromatin dynamic . Molecular structure and molecular anatomy of genes in prokaryotes and eukaryotes. Molecular basis of the flow of biological information: DNA replication in different organisms, related enzymes and regulation; telomerase; DNA correction; DNA repair; transcription of RNA, related enzymes and regulation in prokaryotic and eukaryotic organisms; the genetic code; splicing, alternative splicing; RNA editing and transplicing; maturation of messengers; biogenesis, structure and function of the major ncRNAs; regulation of gene expression in prokaryotes and eukaryotes; constitutive and inducible transcription factors; RNAPs in prokaryotes and eukaryotes; target genes and transcriptional activity; target genes, transcription and maturation of its transcripts; spRNAP IV in Humans, nucleous structure; translation and relative regulation; the hystone messengers: maturation and regulation; molecular analysis of 70s and 80s ribosomes; rDNA genes: anatomy, transcription and relative regulation, maturation of 45s transcripts; messenger surveillance systems: the SKI7 system and the NMD system; detailed analysis of RNA interference mechanisms; the genes transcribed by RNAP III; biogenesis, structure and function of ncRNAs, with particular reference to LncRNA and Y RNAs; exosomial traffic in biological fluids: the main biological function.