Biochemistry 2015/2016

BIOLOGIA MOLECOLARE: aspetti biochimici della trasmissione dell'informazione genica. Il DNA: Nucleosidi, nucleotidi, struttura primaria. La struttura secondaria del DNA (B, A, Z); differenze nella configurazione di desossi -ribosio e altre caratteristiche strutturali. Proprietà del DNA in soluzione, effetto ipercromico, denaturazione e rinaturazione. Ibridazione. Idrolisi enzimatica e chimica degli acidi nucleici. Esonucleasi e endonucleasi. Superelica del DNA, numero di legame, topoisomerasi. Dimensioni del DNA. Localizzazione e compattamento in procarioti ed eucarioti. Istoni, nucleosomi, cromatina (struttura e funzione). Duplicazione. Sintesi semiconservativa del DNA e bidirezionalità. La duplicazione nei procarioti: meccanismo d'azione della DNA polimerasi. Correzione degli errori durante la polimerizzazione. Ruolo di DNA polimerasi I e III. Sintesi dei filamenti veloce e ritardato, frammenti di Okazaki. Il replisoma e gli enzimi coinvolti. La duplicazione del cromosoma batterico. La duplicazione negli eucarioti: somiglianze con quella dei procarioti. DNA polimerasi e proteine ​​accessorie. La duplicazione dei cromosomi, loro estremità e  ruolo della telomerasi. Errori di duplicazione. Danni al DNA, agenti alchilanti, agenti intercalanti, radiazioni. Meccanismi di riparazione del DNA: riparazione diretta, excisione di basi o nucleotidi. Endonucleasi di restrizione. Ruolo biologico e specificità. Sequenze palindrome. Utilizzo per lo studio del DNA. Sequenza del DNA. Metodo Sanger. RNA. Struttura chimica e tipologie. Idrolisi enzimatica e alcalina. Meccanismo d'azione delle ribonucleasi. Biosintesi di RNA (trascrizione). Sequenze promotore. L'iniziazione, l'allungamento, la terminazione della trascrizione. Gli enzimi della trascrizione nei procarioti ed eucarioti. . Maturazione di RNA ribosomiale e di trasporto in procarioti ed eucarioti. Enzimi coinvolti. Esoni e introni. Auto-splicing. Maturazione di mRNA eucariotico: inserimento cap, poliadenilazione, rimozione degli introni (splicing). Codice genetico. Proprietà e caratteristiche del codice genetico: codoni, universalità, degenerazione, codoni sinonimi. Codice genetico nei mitocondri. Sintesi proteica. tRNA. Struttura secondaria e terziaria, e proprietà. Attivazione di aminoacidi, aminoacil sintetasi. Iniziazione, allungamento e terminazione della traduzione. Poliribosomi. Costo energetico della sintesi proteica. Modificazioni post-traduzionali delle proteine. Regolazione della trascrizione. Nei procarioti: riconoscimento dei promotori e fattori negli eucarioti: interazione tra proteine ​​e scanalatura maggiore o minore del DNA. Assemblaggio del complesso di trascrizione e ruolo dei fattori di trascrizione. I fattori di trascrizione per geni di classe I, II e III. Recettori ormonali. Ruolo della cromatina nella regolazione della trascrizione, code istoniche e  conformazione della cromatina, istone deacetilasi e acetilasi.     Tecniche di biologia molecolare: Southern , Northern, Western blotting ,  plasmidi, clonaggio, DNA ricombinante, cDNA, PCR, vettori di espressione, mutagenesi sito-diretta. proteine ​​ricombinanti. Le tecniche di biologia molecolare nella diagnosi delle malattie genetiche.     Biochimica: Proteine: Gli amminoacidi: struttura e classificazione. Stereoisomeria. Proprietà acido-base. Legame peptidico. Peptidi di grande importanza biologica. Struttura primaria, secondaria, terziaria, quaternaria delle proteine ​​e legami stabilizzanti le strutture. Proteine ​​del sangue ed enzimi: struttura, funzione, significato diagnostico. Albumina. Fibrinogeno e meccanismi di coagulazione del sangue. Globuline. Lipoproteine ​​ad alta e bassa densità. Proteine ​​eme. Trasporto e uso dell'ossigeno: emoglobina e mioglobina; relazione struttura-funzione, proprietà e cooperatività allosterica. Proteine ​​strutturali; collagene. Enzimi. Concetto di catalisi. Proprietà degli enzimi come catalizzatori. Classificazione. Cinetica di reazioni enzimatiche. Costante di Michaelis-Menten. Fattori che influenzano l'attività enzimatica. Inibizione enzimatica. Siti attivi e siti allosterici. Meccanismo d'azione degli enzimi: effetti di prossimità e orientamento, catalisi acido-base, catalisi covalente . Concetto di isoenzima.   Cofattori enzimatici.   Le vitamine idrosolubili. Strutture e ruoli come cofattori enzimatici.   Carboidrati. Mono e disaccaridi di grande importanza biologica. Polisaccaridi di riserva e strutturali: amido, glicogeno, cellulosa; pectina; mucopolisaccaridi; destrano. Polisaccaridi come componenti delle pareti cellulari batteriche. Polisaccaridi di sostanze fondamentali dei tessuti animali. Proteine N- e O-glicosilate. I carboidrati come portatori di informazioni.   Lipidi. Classificazione e l struttura. Proprietà di acidi grassi. Acidi grassi essenziali. Prostaglandine, trombossani e leucotrieni. Grassi neutri. Fosfolipidi. Glicolipidi. Steroidi. Lipidi come componenti strutturali delle membrane. Depositi lipidicicome combustibile metabolico intracellulare.   Vitamine liposolubili A, D, E, K. Strutture e funzioni biochimiche.   Bioenergetica. Principi generali di thermodinamica. Potenziale di ossido-riduzione. ATP; ruolo nel consumo di energia. La fosforilazione a livello del substrato. Mitocondrio. Catena respiratoria e suoi componenti. Fosforilazione ossidativa. Accoppiamento tra fosforilazione ossidativa e trasporto degli elettroni. Meccanismo chemiosmotico. Bilancio energetico. Agenti disaccoppianti e inibitori della fosforilazione ossidativa.   Alcuni metodi di indagine biochimica e relative applicazioni. Centrifugazione. Tecniche spettroscopiche. Tecniche di elettroforesi.   Digestione e assorbimento di carboidrati, lipidi e proteine.   Cicli e principali vie metaboliche e loro interconnessione. Glicolisi. Ciclo di Krebs. Via dei pentoso - fosfati. sintesi di glicogeno e glicogenolisi. Gluconeogenesi. Ossidazione di acidi grassi. Altre vie di ossidazione degli acidi grassi. Chetogenesi. Biosintesi degli acidi grassi. Biosintesi dei trigliceridi. Biosintesi e catabolismo del colesterolo e dei suoi derivati. Catabolismo delle proteine. Metabolismo generale degli aminoacidi: transaminazione, deaminazione, decarbossilazione. Ciclo dell'urea. Biosintesi e catabolismo dell'eme. Biosintesi e catabolismo delle purine e pirimidine. Il metabolismo di oligoelementi. Regolamentazione complessiva del metabolismo.