BASI BIO FISICHE E MOLECOLARI

Obiettivi formativi

• BIOLOGIA APPLICATA

  Il corso ha lo scopo di dare allo studente una visione integrata dei processi cellulari di base che regolano le attività degli organismi viventi. Lo studente dovrà conoscere i meccanismi di differenziamento cellulare, le modalità e le basi molecolari della trasmissione dei caratteri, i meccanismi di replicazione, traduzione e modificazione dell’informazione genetica. Alla fine del corso lo studente deve essere in grado di dimostrare di avere acquisito le conoscenze biologiche e molecolari necessarie alla comprensione della funzione delle cellule eucariotiche sia in condizioni fisiologiche che patologiche

• FISICA

  Fornire le basi per la comprensione dei fenomeni fisici riguardanti la dinamica dei corpi e dei fluidi, con particolare riferimento alle applicazioni in ambito biomedico.

• BIOCHIMICA

  Al termine del modulo lo studente avrà appreso conoscenze generali sulle basi molecolari della vita, dalle proprietà chimiche fondamentali delle sostanze, alla struttura e alla funzione delle macromolecole implicate nei processi vitali, sia a livello cellulare sia extracellulare, alle trasformazioni metaboliche delle biomolecole necessarie per il funzionamento dell’organismo umano. Inoltre, lo studente comprenderà il significato delle variazioni delle principali vie metaboliche in diversi contesti fisiologici e patologici.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

• BIOLOGIA APPLICATA

  l corso prevede lezioni frontali. Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

• FISICA

  Lezioni frontali di teoria ed esempi di applicazioni (2 CFU)

  Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto scritto, al fine di rispettare il programma previsto.

• BIOCHIMICA

  Lezioni fontali, con il supporto di slides e di strumenti audiovisini. Al termine di ogni lezione è dato ampio spazio al commento degli argomenti trattati.

  Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Prerequisiti richiesti

• BIOLOGIA APPLICATA

  Conoscenze sui principali processi cellulari.

• FISICA

  Conoscenze matematiche di base

• BIOCHIMICA

  Il corso prevede i requisiti minimi di base per poter seguire con profitto le lezioni e affrontare l’esame finale. Lo studente che frequenta il corso di Biochimica dovrà conoscere i concetti fondamentali di Chimica Generale e Inorganica e Chimica Organica ed avere una buona base di conoscenze di fisica e biologia della cellula.

Frequenza lezioni

• BIOLOGIA APPLICATA

  Fortemente consigliata

• FISICA

  Obbligatoria - minimo 50% delle ore

• BIOCHIMICA

  Obbligatoria

Contenuti del corso

• BIOLOGIA APPLICATA

  Organismi e cellule: la teoria cellulare. Organizzazione strutturale e funzionale delle cellule eucariotiche e procariotiche. I virus. Principi e meccanismi biologici e molecolari dell’evoluzione. Dal genotipo al fenotipo. Fenotipo ed ambiente. Meccanismi biologici e molecolari del differenziamento. Il genoma nucleare e degli organuli. La proliferazione cellulare: il ciclo ed i relativi meccanismi di controllo. Cromatina e cromosomi. La duplicazione del DNA: meccanismi molecolari. Funzioni biologiche ed espressione del genoma. Classificazione e struttura dei geni eucariotici, procariotici, virali. Trascrizione: sintesi e rielaborazione degli RNA. Il codice genetico. La sintesi proteica. Mutazioni genetiche e modificazioni epigenetiche del DNA. La divisione cellulare: scissione binaria, mitosi e meiosi. Modalità di trasmissione dei caratteri genetici nell’uomo. La genetica mendeliana ed i limiti del modello mendeliano. Membrane cellulari: struttura e funzione. Organuli cellulari: struttura, funzione ed evoluzione. Il traffico molecolare intra- ed intercellulare. La trasduzione del segnale. Differenziamento ed apoptosi. Il fenotipo neoplastico. Cellule staminali.

• FISICA

  Grandezze fisiche. Unità di misura. Equazioni dimensionali. Rappresentazioni grafiche. Vettori. Moto rettilineo. Velocità e accelerazione. Moto in due dimensioni. Moto circolare.

  Principi della dinamica. Forza. Massa e densità. Tipi di forze. Forza peso. Forza elastica. Reazioni vincolari. Forza di attrito statico e dinamico.

  Lavoro. Potenza. Energia cinetica. Forze conservative. Energia potenziale. Conservazione dell’Energia Meccanica.

  Corpo rigido. Moto rotatorio. Momento di una forza. Equilibrio meccanico. Leve di vario tipo. Statica fisiologica. Leve del corpo umano. Valutazioni Biomeccaniche con esempi quantitativi.

  Elasticità e legge di Hook. Plasticità, snervamento e carico di rottura. Moduli di deformazione. Curve di carico per elementi ossei. Fratture.

  Statica dei Fluidi. Densità e pressione. Legge di Stevino. Pressione atmosferica. Manometri. Principio di Pascal. Flebo. Principio di Archimede.

  Dinamica dei liquidi. Portata. Equazione di continuità. Teorema di Bernoulli. Effetto Venturi. Liquidi reali. Regime laminare. Viscosità. Relazione di Poiseuille. Regime turbolento. Sistema circolatorio. Pressione e velocità del sangue. Sfigmomanometria. Applicazioni alle patologie dei vasi sanguigni: aneurisma e stenosi. Resistenza dei vasi. Pompa e ciclo cardiaco.

  Termodinamica. Temperatura e calore. Dilatazione termica. Scale termometriche. Capacità termica e calori specifici. Calore e Lavoro. Passaggi di stato. Trasmissione del calore. Metabolismo.

• BIOCHIMICA
  1. LE PROTEINE
  2. CROMOPROTEINE TRASPORTATRICI DI OSSIGENO
  3. LE PROTEINE PLASMATICHE
  4. GLI ENZIMI E LA CATALISI ENZIMATICA
  5. IL METABOLISMO GLUCIDICO
  6. IL METABOLISMO LIPIDICO
  7. IL METABOLISMO DEGLI AMINOACIDI
  8. LE VITAMINE
  9. MECCANISMO DI AZIONE DEGLI ORMONI E INTEGRAZIONI METABOLICHE

Testi di riferimento

• BIOLOGIA APPLICATA

  1) Alberts et al. L’Essenziale di Biologia Molecolare della Cellula . Zanichelli

  2) Maraldi, Tacchetti et al. Biologia Citologia Medica Ediermes

  3) De Leo et al. Biologia e Genetica Edises

• FISICA

  D. Scannicchio: Fisica Biomedica - Edises

  F. Borsa, A. Lascialfari: Principi di Fisica - Edises

  G.M. Contessa, G.A.Marzo: FISICA APPLICATA ALLE SCIENZE BIOMEDICHE - CEA

• BIOCHIMICA
  1. Introduzione alla Biochimica di Lehninger – D.L. Nelson, M.M. Cox – ZANICHELLI
  2. Biochimica medica – Siliprandi, Tettamanti – PICCIN

Programmazione del corso

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

• BIOLOGIA APPLICATA

  Colloquio Orale

• FISICA

  Colloquio orale sugli argomenti del corso, con possibile somministrazione di questionario a risposte multiple

  Date disponibili sul sito del corso di laurea e sul portale esami

  La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere

• BIOCHIMICA

  La prova è orale ed è svolta contestualmente a quelle di Fisica e Biologia.

  La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.
  

Esempi di domande e/o esercizi frequenti

• BIOLOGIA APPLICATA

  Trascrizione, struttura e funzione della membrana plasmatica, duplicazione del DNA, gametogenesi
  

• FISICA

  Conservazione energia

  Principi della dinamica

  Forze di attrito

  Teorema di Bernoulli e applicazioni corpo umano

  Legge di Stevino

  Viscosità

  Relazione sforzo deformazione

  Condizioni di equilibrio

  Leve ed applicazioni al corpo umano

• BIOCHIMICA
  1. Regolazioni reciproche di lipolisi e lipogenesi
  2. Sintesi, proprietà e ruolo dei corpi chetonici
  3. Cromoproteine leganti ossigeno