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Oggetto:
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Biochimica (Canale A)

Oggetto:

Biochemistry

Oggetto:

Anno accademico 2021/2022

Codice attività didattica
SME0980
Docenti
Prof. Federico Bussolino (Docente Titolare dell'insegnamento)
Prof. Marco Piccinini (Docente Titolare dell'insegnamento)
Corso di studio
[f007-c603] laurea magistrale a ciclo unico in Medicina e Chirurgia ex DM 270/04 - a torino
Anno
1° anno
Periodo
Annualità
Tipologia
Di base
Crediti/Valenza
15
SSD attività didattica
BIO/10 - biochimica
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Obbligatoria
Tipologia esame
Scritto ed orale
Tipologia unità didattica
corso
Prerequisiti

Chimica generale: struttura atomica, configurazione elettronica degli elementi, tavola periodica degli elementi, proprietà periodiche degli elementi, legame chimico e geometria molecolare, stechiometria, equazioni chimiche, termochimica (entalpia, entalpia di reazione, legge di Hess), liquidi e forze intermolecolari, soluzioni acquose e loro proprietà, reazioni in soluzione acquosa (reazioni acido-base, reazioni di precipitazione, reazioni di ossido-riduzione), cinetica chimica, equilibrio chimico, equilibri acido-base, effetto dello ione comune, soluzioni tamponate), titolazioni acido-base, equilibri di solubilità, termodinamica chimica (processi spontanei, energia libera di Gibbs), elettrochimica (celle voltaiche, potenziale di cella in condizioni standard e non standard, energia di Gibbs delle reazioni di ossidoriduzione).
Chimica organica: gruppi funzionali in chimica organica, stereochimica (isomeria conformazionale, isomeria cis-trans, stereochimica dei centri tetraedrici), benzene e aromaticità, ammine e eterocicli, reazioni organiche (reazioni polari e reazioni radicaliche), reazioni degli acidi carbossilici e dei loro derivati, reazione delle aldeidi e dei chetoni, tautomeria cheto-enolico, condensazioni di Claisen, condensazioni aldoliche, reazioni degli alcoli, reazioni dei tioli e dei solfuri, reazioni delle ammine.
Nella prima settimana del corso, i Docenti offriranno un breve ripasso di questi argomenti.
L’accesso all’esame finale richiede il superamento con almeno 18/30 di una prova scritta volta a valutare l’apprendimento di tali argomenti

General Chemistry: atomic structure, electronic structure of atoms, periodic table of the elements, periodic properties of the elements, chemical bonding and molecular geometry, stoichiometry, chemical equations, thermochemistry (enthalpy, enthalpy of reaction, Hess’s law), liquids and intermolecular forces, aqueous solutions and their properties, reactions in aqueous solution (acid-base reactions, precipitation reactions, oxidation-reduction reactions), chemical kinetics, chemical equilibrium, acid-base equilibria, the common-ion effect, buffered solutions, acid-base titrations, solubility equilibria, chemical thermodynamics (spontaneous processes and Gibbs free energy), electrochemistry (voltaic cells, cell potential under standard and non-standard conditions, Gibbs energy and redox reactions).
Organic chemistry: functional groups in organic chemistry, stereochemistry (conformation isomerism, cis-trans isomerism, stereochemistry at tetrahedral centers), benzene and aromaticity, amines and heterocycles, organic reactions (polar reactions and radical reactions), reactions of carboxylic acids and their derivatives, reactions of aldehyde and ketones, keto-enol tautomerism, Claisen condensations, aldol condensations, reactions of alcohols, reaction of thiols and sulfides, reactions of amines.
Teachers will summarize these topics during the first week of the course.
The admission to the final exam requires passing a test (minimum score 18/30) to evaluate the learning of the above topics

Propedeutico a
Esami del IV anno e successivi anni corso
Tirocinio abilitante – Area Medica; Tirocinio abilitante – Area Chirurgica; Tirocinio abilitante – Area Medicina Generale
Oggetto:

Sommario del corso

Oggetto:

Obiettivi formativi

Il corso è diviso in due blocchi temporalmente e culturalmente distinti. Il primo, concentrato prevalentemente nel I semestre è imperniato sulla struttura e la funzione delle biomolecole e la loro integrazione nelle vie metaboliche.  Il corso fornisce allo studente una sinopsi di tali contenuti della biochimica e della loro funzione nell’organismo umano di come le vie metaboliche sono armonicamente organizzate nelle cellule e nei tessuti. Questo aspetto è un pre-requisito per comprendere la risposta dell’organismo alla noxa patologica. Aspetti fondamentali del corso sono due: 1) la comprensione gerarchica delle biomolecole e come la diversificazione delle loro interazioni genera un’ampia gamma di risposte biologiche; 2) poiché l’ottimale utilizzazione dell’energia è fondamentale nella vita degli organismi lo studente imparerà come l’evoluzione ha organizzato e regolato la capacità dell’organismo a procurarla e utilizzarla in modo proficuo. Anche queste informazioni sono alla base   della comprensione della relazione tra noxa patogena e alterazioni della capacità di un adeguato utilizzo dell’energia. Il secondo blocco permette allo studente di comprendere come i meccanismi biochimici e le vie metaboliche si specializzano nei differenti organi e si integrano tra di loro al fine per permettere l’armonia del comportamento umano.

The course is organized into two blocks. The first block provides a compelling synopsis of the main aspects of biochemistry by relating molecular interactions to their effects on the human organism. The course will provide the student of the fundamental information on how cells and tissues organize the metabolic pathways. This aspect is a pre-requisite to understand the response of the organism to stress and pathological hits. The organization of macromolecules is addressed through a discussion of their hierarchical structure, and a study of their assembly into complexes responsible for specific biological processes.  Because the utilization of the energy is the milestone of life, the student will learn about the tightly regulated mechanisms that allow energy to be harvested from food, converted in useful fuel for human body and smartly released to support biochemical reactions within the cells. The second block is devoted to understand how the different metabolic pathways and biochemical mechanisms acquire specific and differentiated properties inside the organs to support their functions integrated into the whole organism.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Alla fine del corso lo studente dovrà dimostrare quanto segue (in parentesi sono indicati i descrittori di Dublino di pertinenza):

  • Conoscenza delle principali biomolecole e della loro funzione, delle vie  metaboliche di sintesi e di degradazione e come esse sono regolate, delle specificità biochimiche e molecolari correlate alle funzioni del sistema renale, cardiovascolare, endocrino, digestivo, scheletro-muscolare e nervoso (Conoscenza e capacità di comprensione)
  • La capacità di apprendere e selezionare criticamente le continue informazioni che la comunità scientifica genera (Conoscenza e capacità di comprensione applicata ; Capacità di apprendere

L’acquisizione di un linguaggio appropriato per discutere tematiche pre-cliniche (Abilità comunicative)

At the end of the course the student has to demonstrate (between brackets the most associated Dublin descriptor(s):

  • Knowledge of: i) the functions of  most important biomolecules, of catabolic and anabolic pathways , ii)  how they are regulated, iii) the biochemical mechanisms supporting the function of renal system,  endocrine systems, nervous, system, cardiovascular system, digestive system (Knowledge and Understanding).
  • The capability critically select and   learn the scientific information that are daily generated by the scientifci community (Applying Knowledge and Understanding; learning skills))
  • The acquisition of an appropriate language to understand and discusse preclinical issues (Communication skills)

 

Oggetto:

Programma

Argomenti I blocco

  • Struttura, classificazione e proprietà acido-base degli amminoacidi
  • Peptidi e proteine
  • Struttura I, II, III, e IV delle proteine
  • I domini proteici
  • Le proteine leganti ossigeno (emoglobina e mioglobina)
  • Gli enzimi (classificazione, meccanismi catalitici, cinetica enzimatica, inibitori della attività enzimatica, enzimi regolatori)
  • Vitamine coenzimi e cofattori,
  • Esempi di meccanismi di azione degli enzimi: lattato-deidrogenasi, chimotripsina, aspartato proteasi, amino transferasi, glicogenofosforilasi, aconitasi, piruvato deidrogenasi, ribonucleotide reduttasi
  • Lipidi, membrane biologiche, trasporto dei soluti attraverso le membrane (superfamiglia SLC, ATPasi di tipo-F e di tipo-V, trasportatori ABC),
  • Struttura dei nucleotidi,
  • Bioenergetica (composti ad elevata energia libera di idrolisi, reazioni di trasferimento del gruppo fosforile, reazioni biologiche di ossidoriduzione),
  • Struttura dei carboidrati (monosaccaridi, disaccaridi, polisaccaridi)
  • Glicoconiugati (proteoglicani, glicoproteine e glicolipidi),
  • Metabolismo dei carboidrati (glicolisi, metabolismo del galattosio, metabolismo del fruttosio, destini metabolici del piruvato, via del pentosio fosfato, metabolismo del glicogeno), gluconeogenesi, regolazione del metabolismo dei carboidrati, biosintesi delle glicoproteine)
  • Ciclo dell’acido citrico e sua regolazione, reazioni anaplerotiche del ciclo dell’acido citrico,
  • Fosforilazione ossidativa (catena di trasporto degli elettroni, sintesi di ATP, regolazione delle fosforilazione ossidativa, sistemi spoletta: spoletta malato-aspartato, spoletta del glicerolo 3-fosfato).
  • Struttura e metabolismo delle lipoproteine
  • Metabolismo degli acidi grassi e derivati (attivazione e ossidazione degli acidi grassi, corpi chetonici, biosintesi degli acidi grassi e degli eicosanoidi, biosintesi dei triacilgliceroli)
  • Biosintesi dei fosfolipidi di membrana e dei glicolipidi
  • Metabolismo del colesterolo e degli isoprenoidi, sintesi acidi biliari
  • Metabolismo degli aminoacidi (reazioni di transamminazione e deamminazione, escrezione dell’azoto e ciclo dell’urea;  vie di degradazione degli amminoacidi: amminoacidi glucogenici, amminoacidi chetogenici, amminoacidi degradati a piruvato, amminoacidi degradati a succinil-CoA, amminoacidi degradati a α-chetoglutarato,  amminoacidi degradati ad acetil-CoA, amminoacidi degradati ad ossalacetato, amminoacidi degradati a fumarato; biosintesi degli amminoacidi degli amminoacidi non essenziali)
  • Metabolismo di molecole derivate dagli amminoacidi (eme, creatina, carnitine, glutatione, neurotrasmettitori)
  • Metabolismo degli acidi nucleici (via di sintesi e di degradazione)
  • Controllo ormonale del metabolismo

Controllo trascrizionale del metabolismo

Argomenti del II Blocco

  • Bilancio energetico in condizioni fisologiche e di stress
  • Metabolismo dell’ormone somatropo
  • Metabolismo degli ormoni tiroidei
  • Metabolismo dei glucocorticoidi surrenalici
  • Metabolismo delle gonadi: sintesi ed effetti di progesterone, estrogeni e androgeni
  • Metabolismo della prolattina e dell’ossitocina
  • Il plasma
  • Biochimica delle cellule del sangue
  • Trombosi ed emostasi
  • Metabolismo cardiovascolare
  • Biochimica del  tratto digerente meccanismi di digestione ed assorbimento intestinale                           
  • Biochimica del fegato
  • Biochimica del tessuto adiposo
  • Equilibrio acido-base
  • Metabolismo renale, omeostasi idrosalina ed ormoni regolatori: mineralcorticoidi, ormone anidiuretico, peptidi natriuretici atriali
  • Metabolismo dei neurotramettitori
  • Biochimica della sinapsi
  • Biochimica della visione
  • Biochimica dell’osso e omeostasi del calcio ed del fosforo

Tra gli argomenti elencati nel II blocco, i docenti potranno proporre alcune specifiche scelte.

I- Block topics

  • Structure and classification of amino acids, acid-base properties of amino acids,
  • Peptides and proteins,
  • I,I,III, IV protein structures
  • Protein domains
  • Enzymes (classification, mechanisms of enzyme catalysis, enzyme kinetics, enzyme inhibitors, regulatory enzymes), Vitamins, coenzymes and cofactors,
  • Example of enzyme mechanisms: lactate dehydrogenase, chymotrypsin, aspartate protease, glycogen phosphorylase, aaminotransferase, aconitase, ribonucleotide reductase
  • Lipids, biological membranes, solute transport across membranes (SLC superfamily of solute carriers, F-type and V-type ATPases, P-type ATPases, ATP-binding cassette transporter family),
  • Structure of nucleotides
  • bioenergetics (high energy compounds, phosphoryl group transfer reactions, biological oxidation-reduction reactions),
  • Structure of carbohydrates (monosaccharides, disaccharides, polysaccharides, glycoconjugates: proteoglycans, glycoproteins and glycolipids)
  • Carbohydrate metabolism (glycolysis, galactose metabolism, fructose metabolism, metabolic fate of pyruvate, pentose phosphate pathway, glycogen metabolism, gluconeogenesis, regulation of carbohydrate metabolism, biosynthesis of glycoproteins)
  • The citric acid cycle and its regulation, anaplerotic reactions of the citric acid cycle
  • Oxidative phosphorylation (electron transfer reactions, ATP synthesis, regulation of oxidative phosphorylation), shuttle systems (malate-aspartate shuttle, glycerol 3-phosphate shuttle).
  • Lipoprotein structure and metabolism
  • Metabolism of fatty acids and derivatives (activation and oxidation of fatty acids, ketone bodies, biosynthesis of fatty acids and eicosanoids, biosynthesis of triacylglycerols)
  • Biosynthesis of membrane phospholipids and glycolipids
  • Biosynthesis of cholesterol and isoprenoids, biosynthesis of biliar acids
  • Amino acid catabolism (transamination and deamination reactions, nitrogen excretion and the urea cycle), pathways of amino acid degradation (glucogenic amino acids, ketogenic amino acids, amino acids degraded to pyruvate, aminoacids degraded to succinyl-CoA, amino acids degraded to α-keto glutarate, amino acids degraded to acetyl-CoA, amino acids degraded to oxaloacetate, amino acids degraded to fumarate, biosynthesis of non-essential amino acids)
  • Molecules derived from amino acids (heme, creatine, carnitine, glutathione, neurotransmitters)
  • Biosynthesis and degradation of nucleotides,
  • Hormonal regulation of metabolism
  • Transcriptional regulation of metabolism

II Block - Topics

  • Energy balance in resting and stressed conditions
  • Metabolism of growth hormone
  • Metabolism of thyroid hormones
  • Metabolism of adrenal corticosteroid hormones
  • Gonad metabolism: synthesis and effects of progesterone, estrogens and androgens
  • Metabolism of prolactin and oxytocin
  • Plasma composition
  • Biochemistry of the blood cells
  • Thrombosis and Hemostasis
  • Heart and cardiac metabolism
  • Biochemistry of GI tract, mechanisms of digestion and intestinal absorption
  • Biochemistry of the liver
  • Biochemistry of adipose tissue
  • Acid-basic equilibrium
  • Renal biochemistry, hydro-saline homeostasis and related hormones: mineralcorticoids, anti-diuretic hormone, atrial natriuretic peptides
  • Metabolism of neurotransmitters
  • The Biochemical features of synapsis
  • The biochemistry of the vision
  • Neural metabolism
  • Biochemistry of the extracellular matrix and bone and homeostasis of calcium and phosphate

Within the above topics of II block, teachers can propose and select some specific options.

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Modalità di insegnamento

Il corso viene offerto ogni primo anno di corso nel I e II semestre e consta di 120 ore di didattica frontale. In caso di emergenza saranno organizzati corso telematici utilizzando la piattaforma Moodle

The course is organized during the I and second semester of the year with 120 frontal lessons. In the case of emergency teachers will organized on line lessons by Moodle platform

 

 

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Modalità di verifica dell'apprendimento

 

Esame orale che può essere preceduto da una prova scritta. In questo caso lo studente è ammesso all’orale son un punteggio superiore a 17/30. Gli studenti saranno informati della modalità scritta , che dipende soprattutto dal numero di studenti iscritti all’appello. In relazione ad emergenze sia la prova scritta che orale potrà essere effetuata per via telematica

Il voto è in trentesimi con un minimo a 18/30

Gli Studenti devono aver superato il test scritto (punteggio minimo 18/30) per valutare l’apprendimento degli argomenti di chimica generale e organica

There  is an oral exam than can be preceeded by a written test. In this case, the student passes to oral exam with a score over 17/30. Students will be informed on the the written test,  which is mainly dependent on the number of students joined the exam. In the case of emergency teachers will organized the tests by Webex and Moodle platform

Grade scaling 30, points, minimum 18/30

The admission to the final exam requires passing a test (minimum score 18/30) to evaluate the learning of the above topics

Testi consigliati e bibliografia

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Lehninger Principle of Biochemistry , D. Nelson and M. Cox –MacMillan 7th Edizione

Lehninger Pricnipo di Biochimica  , D. Nelson and M. Cox –Zanichelli,  VI Edizione

Biochemistry Stryer , M. Berg, L. Tymoczko, L. Stryer, WH Freeman and Co. 7th Edition

Biochimica M. Berg, L. Tymoczko, L. Stryer Zanichelli VII Edizione

Biochimica Medica – Strutturale, Metabolica e Funzionale- Siliprandi e Tettamanti Piccini V Edizione

Biochimica Umana F. Salvatore –Idelson –Gnocchi I edizione-2013. (Utile per il II blocco

 



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Note

Le modalità di svolgimento dell'attività didattica potranno subire variazioni in base alle limitazioni imposte dalla crisi sanitaria in corso.

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Moduli didattici

Registrazione
  • Aperta
    Apertura registrazione
    01/10/2020 alle ore 08:00
    Chiusura registrazione
    31/12/2022 alle ore 23:55
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 22/10/2021 15:44
    Location: https://medchirurgia.campusnet.unito.it/robots.html
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