Modulo: PROPEDEUTICA BIOCHIMICA

SSD BIO/10

(5 CFU, 40 ore)

Docente: Milena Romanello

Conoscenze preliminari

Principi di base della chimica

Cambiamenti fisici e chimici. Miscele, elementi e composti. Teoria atomica e legge di conservazione della materia. Numero atomico e numero di massa. Massa atomica relativa e massa molecolare relativa. Calcolo del peso molecolare di alcuni composti. Definizione di mole e numero di Avogadro.

Struttura dell’atomo

Orbitali, numeri quantici, livelli energetici degli orbitali, configurazione elettronica degli elementi, rappresentazione degli elettroni di valenza secondo Lewis.

Programma del corso

Legami chimici

Regola di Lewis. Legame covalente puro e legame covalente polare. Legame ionico. Scala di elettronegatività. Forma e polarità delle molecole di acqua, ammoniaca e metano. Dipoli permanenti e dipoli indotti. Interazioni dipolo-dipolo. Forze di Van der Waals. Legame idrogeno. Interazioni idrofobiche.

Soluzioni

Definizioni di solvente, soluto, solubilità. Proprietà dell’acqua come solvente. Le soluzioni acquose: esempi e misure di concentrazione (concentrazione percentuale peso/peso, peso/volume e volume/volume, molarità). La solubilità delle sostanze in solventi polari e in solventi non polari. Esercizi. Proprietà colligative delle soluzioni, pressione osmotica, dissociazione elettrolitica e osmolarità.

Lo stato gassoso

Stati di aggregazione della materia, cambiamenti di stato, le leggi dei gas. Equazione di stato dei gas ideali. Miscele gassose, legge di Dalton delle pressioni parziali. Tensione di vapore. Solubilità dei gas nell’acqua.

Reazioni chimiche

Significato dell’equazione chimica e bilanciamento. Numeri di ossidazione e bilanciamento delle reazioni di ossidoriduzione. Potenziale di riduzione standard. Esercizi.

Cinetica chimica

Velocità di reazione, concetto di energia di attivazione e funzione dei catalizzatori.

Equilibrio chimico

Legge dell’azione di massa, reversibilità delle reazioni chimiche, stato di equilibrio. Costante di equilibrio e principio di Le Chatelier.

Cenni di termodinamica

Definizioni di energia interna, entalpia ed entropia. Reazioni esotermiche ed endotermiche. Energia libera di Gibbs e spontaneità delle reazioni.

Prodotto ionico dell’acqua, pH, acidi e basi:

Acidi e basi secondo Arrhenius e secondo Bronsted-Lowry. Dissociazione ionica dell’acqua e prodotto ionico. Scala di pH. Costante di acidità e basicità: forza degli acidi e delle basi. Acidi e basi secondo Lewis. pH di soluzioni di acidi (o basi) forti e deboli. Soluzioni tampone: equazione di Henderson-Hasselbach, esempi fisiologici (tampone fosfato, tampone acido carbonico/ione bicarbonato). Esercizi.

Composti del carbonio

Orbitali ibridi del carbonio. Isomeria di catena, di posizione e stereoisomeria. Idrocarburi alifatici: alcani, alcheni, alchini e alcadieni (sistemi coniugati di doppi legami). Idrocarburi aromatici: il benzene. Derivati ossigenati degli idrocarburi: alcoli, eteri, aldeidi e chetoni. Acidi carbossilici, anidridi ed esteri (esteri fosforici e trigliceridi). Derivati azotati degli idrocarburi: ammine e ammidi. Fenoli e tioli.

Acidi nucleici

Struttura e nomenclatura delle basi puriniche, pirimidiniche e dei nucleotidi, struttura degli acidi nucleici.

Glucidi

Struttura, nomenclatura e stereoisomeria dei monosaccaridi, disaccaridi (lattosio e saccarosio), polisaccaridi (amido, glicogeno e cellulosa) ed eteropolisaccaridi (acido jaluronico e proteoglicani).

Lipidi

Struttura e nomenclatura degli acidi grassi saturi ed insaturi. Trigliceridi, fosfolipidi, glicolipidi (cenni).

Testi consigliati

A. RAGGI, “Chimica e propedeutica biochimica”, Edizioni ETS, 2002;

AMEND-MUNDY-ARNOLD, “Chimica generale, organica e biologica”, Piccin, 1995;

MASTERTON-HURLEY, “Chimica: principi e reazioni”, Piccin, sesta edizione 2010.

Modalità d'esame

Prova scritta con domande a scelta multipla e/o domande a risposta aperta.

Orario ricevimento studenti

Da concordarsi con il docente.

E-mail e telefono

milena.romanello@uniud.it   tel 0432 564022

Modulo: BIOLOGIA APPLICATA ALLE SCIENZE MOTORIE

SSD BIO/13

(5 CFU, 40 ore)

Docente: Claudio Brancolini

Finalità generali

Obiettivo del Corso di Biologia è quello di fornire allo studente le conoscenze di base sull'organizzazione della materia vivente e sul suo funzionamento. Saranno discussi i rapporti tra cellula ed ambiente ed i principi della traduzione del segnale con particolari attenzione ai contesti d’interesse per le scienze motorie. Al termine del corso lo studente deve dimostrare di conoscere le macromolecole biologiche, la struttura e l’organizzazione delle cellule, le differenze tra procarioti ed eucarioti, i meccanismi che controllano l'espressione e la trasmissione dell’informazione del materiale genetico, strutture organizzative della cellula eucariotica quali la plasmamembrana, il citoscheletro e gli organuli cellulari. Deve inoltre dimostrare di avere una conoscenza del differenziamento della cellula muscolare e dell’anatomia molecolare del sistema citoscheletrico nella cellula muscolare.

Elementi conoscitivi per affrontare il corso

Gli elementi conoscitivi che lo studente deve possedere per la comprensione del Corso di Biologia sono le conoscenze di base di chimica e biologia a livello liceale.

Modalità di svolgimento del corso

Il corso di Biologia Applicata consiste di 40 ore di lezioni accademiche.

Programma del corso

Le basi chimiche delle macromolecole biologiche. Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine.

Gli acidi nucleici. Struttura del DNA. Gli RNA: rRNA, tRNA, mRNA, snRNA, scRNA.

Differenze tra procarioti ed eucarioti. La cellula eucariotica: organizzazione interna, compartimentalizzazione. Gli organelli: reticolo endoplasmico, mitocondri, Golgi, Nucleo e perossisomi.

I meccanismi di base della replicazione del DNA.

I geni: concetto di gene. Organizzazione del genoma negli eucarioti. Introni ed esoni. Lo splicing

La trascrizione nei procarioti. I promotori. L’espressione di un gene. Regolazione del Lac-operon. Cenni sulla regolazione della trascrizione negli eucarioti. Ormoni e regolazione dell'espressione genica.

Gli RNA: mRNA, rRNA e tRNA. Codice genetico ed il meccanismo di traduzione delle proteine. Meccanismo d’azione e specificità degli antibiotici nella sintesi proteica.

La membrana plasmatica, il trasporto attraverso la membrana plasmatica. Le permeasi. La pompa Sodio/Potassio ed il potenziale di membrana. I trasportatori ABC.

La cellula ed il suo ambiente, i rapporti con la matrice extracellulare. Cenni sulla traduzione del segnale.  I vari tipi di segnale ed i vari modelli di traduzione. Le proteine G e le tirosin-chinasi La regolazione dell’eritropoiesi e l’esempio dell’eritropoietina. Doping genetico.

Il citoscheletro della cellula. Tubulina e filamenti intermedi. Struttura e funzioni. I meccanoenzimi ed il movimento cellulare. Actina struttura, funzione e regolazione. Organizzazione del citoscheletro nelle cellule muscolari.  Miosine. Anatomia molecolare del sarcomero. Actina miosina e contrazione muscolare. Regolazione dell’interazione Actina/Miosina II. Il calcio e la contrazione muscolare.

IL differenziamento muscolare cenni. I fattori di trascrizione muscolo specifici. La crescita muscolare. Le cellule satelliti e la rigenerazione muscolare.

Geni e malattie muscolari: La distrofia muscolare di Deuchenne.  Anatomia e funzioni della Distrofina

Adattamenti cellulari all’esercizio e all’allenamento. Ipertrofia ed atrofia. Degradazione delle proteine e relazioni con l’esercizio. Cellule staminali ed omeostasi tissutale.

Testi consigliati

DE LEO FASANO GINELLI, Biologia e Genetica, EDISES Editore (ultima edizione);

ALBERTS, B. et al, L’essenziale di biologia molecolare della cellula, Zanichelli editore (ultima edizione).

Modalità d'esame

La valutazione del profitto sarà effettuata mediante domande a risposta sintetica.

Orario ricevimento studenti

Da concordarsi con il docente.

E-mail e telefono

claudio.brancolini@uniud.it   tel 0432 494381/2