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Francesca MACCARI

Professore Associato
Dipartimento di Scienze della Vita sede ex-Biologia

Insegnamento: Biochimica e biochimica applicata

Farmacia (Offerta formativa 2024)

Obiettivi formativi

Al termine dell’insegnamento, lo/a studente/essa sarà in grado di identificare e descrivere:
i. le caratteristiche strutturali e funzionali delle principali molecole che costituiscono gli organismi viventi;
ii. le loro vie di biosintesi e di utilizzazione ed i meccanismi molecolari con cui tali vie vengono regolate, con particolare riferimento alle relazioni tra le vie biochimiche di diversi tessuti ed organi dell’organismo umano;
iii. le basi biochimiche delle interazioni tra organismi e farmaci;
iv. conoscere le principali tecniche che permettono di ottenere, isolare, analizzare quali- e quantitativamente i composti biochimici;
v. conoscere l'uso di colture cellulari;
vi. comprendere le principali applicazioni clinico-diagnostiche delle metodiche biochimiche.

Prerequisiti

Conoscenze consolidate di chimica generale ed inorganica (relative alle sostanze chimiche e alle loro trasformazioni, alla reattività chimica e stechiometria) e di Biologia Animale (relative alla cellula eucariotica e alla genetica).

Programma del corso

La scansione dei contenuti è da intendere come puramente indicativa. Essa può infatti subire modifiche nel corso dell’insegnamento, anche in funzione delle richieste degli studenti.

Segmento di Biochimica:

CFU 0.25 (2 ore): Presentazione del corso: contenuti, libri di testo consigliati, modalità di esame. Introduzione all’organizzazione dei sistemi biologici: le cellule e la loro organizzazione. Il ruolo dell’acqua nei sistemi biologici.
CFU 1.5 (12 ore): Gruppi Funzionali e legami chimici di interesse biochimico. Le biomolecole: carboidrati (monosaccaridi, disaccaridi, oligosaccaridi, polisaccaridi, glicosaminoglicani), lipidi (trigliceridi, fosfolipidi, sfingolipidi, colesterolo, eicosanoidi); aminoacidi; proteine: struttura delle proteine; basi azotate (purine e pirimidine), nucleotidi e acidi nucleici. Ormoni pancreatici: insulina e glucagone.
CFU 1 (8 ore): Proteine globulari (emoglobina, mioglobina) e fibrose (collagene). Glicoproteine e lipoproteine. I catalizzatori biologici: gli enzimi e il loro funzionamento. Cinetica enzimatica. Vitamine liposolubili e idrosolubili: caratteristiche biochimiche e ruolo nelle vie metaboliche. Coenzimi.
CFU 1 (8 ore): Principi di termodinamica e bioenergetica. ATP.
CFU 12.5 (10 ore): Il metabolismo dei carboidrati: glicolisi, gluconeogenesi, ciclo dell’acido citrico, catena di trasporto degli elettroni, via dei pentosi fosfato. Metabolismo del glicogeno. Metabolismo del fruttosio.
CFU 1 (8 ore): Il metabolismo dei lipidi: ossidazione degli acidi grassi, biosintesi dei lipidi (acidi grassi), biosintesi del colesterolo e corpi chetonici. Correlazioni metaboliche fra tessuti.
CFU 1 (8 ore): Il metabolismo dei composti azotati: degradazione delle proteine, biosintesi degli amminoacidi. Amine biogene. Metabolismo delle basi azotate.

Segmento di Biochimica applicata:

- Soluzioni usate in ambito biologico/biochimico. Pressione osmotica, soluzioni fisiologiche, dialisi. CFU 0.5 (4 ore)
- Colture batteriche, colture cellulari e loro usi. Sterilizzazione. CFU 0.5 (4 ore)
- Preparazione dei campioni. Omogeneizzazione. Centrifugazione. Tecniche cromatografiche per la purificazione di macromolecole biologiche. CFU 0.5 (4 ore)
- Anticorpi nelle metodiche biochimiche. Tecniche immunochimiche: saggi di precipitazione e agglutinazione, dosaggi immunologici, RIA e ELISA, LFIA (tamponi rapidi), IHC e Immunofluorescenza e usi clinici. CFU 0.5 (4 ore)
- Spettrofotometria. Metodi enzimatico colorimetrici per la determinazione di proteine, enzimi e metaboliti di interesse biochimico-clinico. Quantificazione di proteine e acidi nucleici. CFU 0.5 (4 ore)
- Elettroforesi. Tecniche elettroforetiche su vari supporti. Capillare, SDS-Page, Western blot, elettroforesi 2D, su agarosio. Analisi di proteine plasmatiche. CFU 0.25 (2 ore)
- Reazione a catena della polimerasi (PCR). CFU 0.25 (2 ore)
Esercitazioni CFU 1 (8 ore)
- Osservazione e manipolazione di cellule in coltura, conta cellulare CFU 0.5 (4 ore)
- Estrazione e quantificazione di proteine CFU 0.5 (4 ore)

Metodi didattici

L’insegnamento viene erogato mediante lezioni frontali in presenza che prevedono l’utilizzo di un approccio interattivo e mediante esercitazioni di laboratorio. Le lezioni vengono svolte con l’ausilio di mezzi audiovisivi (presentazioni e filmati). La frequenza alle lezioni è fortemente raccomandata ed è obbligatoria all’80% dei laboratori, come previsto dal Regolamento didattico del Corso di studio. La rilevazione delle presenze viene attuata tramite registro firme o metodi informatici messi a disposizione dall’Ateneo. Valori di frequenza inferiori non consentono di ottenere la firma di frequenza e quindi l’iscrizione all’appello d’esame, nel quale si effettua la verifica dell’apprendimento. L’insegnamento è erogato in lingua italiana.

Testi di riferimento


Nelson, M. M. Cox - I Principi di Biochimica di Lehninger - ed. Zanichelli, ottava edizione
Volpi N, Maccari F.- Biochimica strutturale, funzionale e metabolica. Idelson-Gnocchi.
Jeremy M Berg John L Tymoczko Gregory J. Gatto Lubert Stryer-Biochimica-Zanichelli, ottava edizione
Devlin T- La Biochimica-Edises, VI/2023
Pollegioni L. Fondamenti di Biochimica, Edises
M. K. Campbell, S. O. Farrell, O. M. McDougal-Biochimica-Edises V/2019
David Nelson, Michael Cox-Introduzione alla biochimica del Lehninger—ed. Zanichelli, sesta edizione

Mauro Maccarrone - Metodologie biochimiche e biomolecolari - Ed. Zanichelli
Maria Carmela Bonaccorsi Di Patti, Roberto Contestabile, Martino Luigi Di Salvo - Metodologie biochimiche - Ed. Zanichelli
De Marco, Cini - Principi di metodologia biochimica - Ed. Piccin
K. Wilson, J. Walker - Metodologia Biochimica - Raffaello Cortina Editore
Monica Stoppini, Vittorio Bellotti, Biochimica applicata. - EdiSES
Elisabetta Albi – Biochimica clinica essenziale. - Ed. Zanichelli.

Verifica dell'apprendimento

Segmento di Biochimica: L'esame si svolgerà in presenza e in forma orale. La verifica dell’apprendimento si svolgerà al termine dell’erogazione dell’insegnamento secondo il calendario ufficiale degli appelli d’esame. Per ogni appello lo/a studente/studentessa che intenda sostenerlo dovrà iscriversi utilizzando la piattaforma Esse3. La durata della prova orale è di circa 30/40 minuti ed è costituita da domande a risposta aperte. E’ richiesta la conoscenza delle strutture chimiche delle principali molecole organiche e del metabolismo. La valutazione è espressa in trentesimi. Per superare l’esame deve essere conseguito un punteggio non inferiore a 18/30.
Segmento di Biochimica applicata: La verifica dell’apprendimento prevede una prova scritta e un’eventuale prova orale che si svolgeranno al termine dell’erogazione dell’insegnamento.
La prova scritta si compone di 33 domande a risposta multipla (con grado di approfondimento e di difficoltà crescente), ciascuna proiettata per un minuto. La durata complessiva della prova è di 33 minuti. Ogni domanda ha una sola risposta corretta (su 4) dal valore di 1 punto. Le risposte sbagliate, se date, hanno valore -0,3 punti. Le risposte non date hanno valore 0 punti. La prova scritta si considera superata al raggiungimento di almeno 18 punti. La lode si ottiene al raggiungimento di un punteggio maggiore di 30 punti. Il risultato della prova scritta viene consegnato allo studente entro 3 giorni e la successiva prova orale potrà essere sostenuta circa una settimana/dieci giorni dopo la prova scritta.
La prova orale è integrativa e facoltativa, sostenibile al superamento della prova scritta. La prova orale consiste in un massimo di cinque domande tra i temi delle domande risposte dallo studente in modo sbagliato o non risposte nella prova scritta. Per ciascuna risposta ben argomentata e corretta il punteggio massimo è di 0,5 punti. Il voto, se sostenuto l’orale, sarà dovuto dalla somma del punteggio dello scritto più quello dell’orale
Gli esami si svolgono nell’arco del calendario didattico dell’offerta formativa e per ogni appello lo/a studente/studentessa che intenda sostenerlo dovrà iscriversi utilizzando la piattaforma Esse3.
Gli indicatori (caratteristiche accertate) di valutazione delle prove sono: capacità di utilizzare e collegare le conoscenze della biochimica (e della chimica) alle tecniche di base della biochimica, della biologia molecolare e cellulare; capacità critica nel proporre e/o confrontare soluzioni ai problemi proposti; ragionevole padronanza del linguaggio tecnico e scientifico di base della biochimica e della biologia molecolare.
La valutazione è espressa in trentesimi. Per superare l’esame deve essere conseguito un punteggio non inferiore a 18/30 nella prova scritta (vale a dire una preparazione ragionevolmente sufficiente dal punto di vista dei contenuti). Per conseguire un punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati e di raccordarli in modo logico e coerente.

Il voto finale corrisponde alla media ponderata dei voti ottenuti per il segmento di Biochimica e di Biochimica applicata. La lode si ottiene quando si consegue il voto 30 e lode in entrambi i segmenti.

Risultati attesi

Conoscenza e capacità di comprensione
- delle caratteristiche strutturali e funzionali di proteine, enzimi, acidi nucleici, lipidi, glucidi, delle principali vie metaboliche, delle loro regolazioni e correlazioni
- delle principali tecniche utilizzate per lo studio delle molecole biologiche anche in relazione alle analisi biologiche di prima istanza e delle tecniche di base di manipolazione di colture cellulari e loro applicazioni

Conoscenza e capacità di comprensione applicate
- delle relazioni tra nutrizione e processi biochimici, dei meccanismi biochimici dell’interazione tra organismi e farmaci.
- nella relazione tra caratteristiche e comportamenti di campioni biologici e uso di alcune tecniche analitiche di base, anche in ambito di biochimica clinica e biologia molecolare clinica.

Autonomia di giudizio:
- Prevedere le proprietà biochimiche di una macromolecola biologica e individuare le vie metaboliche/cataboliche in cui è coinvolta
- Interpretare i risultati di analisi cliniche di base


Abilità comunicative:
- Sono capaci di fornire consulenza in campo sanitario, rivestendo un ruolo di educatore sanitario e di collaborare con medici, pazienti e strutture sanitarie fornendo indicazioni utili in particolar modo sull'uso corretto dei medicinali
- Sono capaci di comunicare nozioni di biochimica e biochimica applicata, in forma scritta e orale, in inglese, oltre che in italiano

Capacità di apprendimento:
- Nozioni utili per l'aggiornamento continuo delle proprie conoscenze
- Strumenti informatici per la consultazione di banche dati e della letteratura specializzata
- Nozioni utili per affrontare scuole di dottorato, master e scuole di specializzazione