Insegnamenti e programmi

 

FA/0108 - BIOCHIMICA APPLICATA

Anno Accademico ​2021/2022

Docente
BARBARA ​MANCONI (Tit.)
ALESSANDRA ​OLIANAS
Periodo
Secondo Semestre ​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale ​
Lingua Insegnamento
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Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[60/71] ​ ​BIOLOGIA CELLULARE E MOLECOLARE [71/20 - Ord. 2021] ​ ​Citologia molecolare656
Obiettivi

Lo scopo del corso è quello di conoscere le metodologie biochimiche per la separazione e caratterizzazione delle principali classi di biomolecole, con particolare attenzione alle proteine.
CONOSCENZA E CAPACITA' DI COMPRENSIONE:
Comprendere le principali tecniche di purificazione delle proteine e la loro applicazione in un protocollo di purificazione..
CAPACITA' APPLICATIVE:
Lo studio delle specificità biochimiche di organi e tessuti e delle interrelazioni metaboliche fornisce competenze teoriche fondamentali per acquisire capacità applicative nelle metodologie biochimiche. Esercizi guidati, individuali e di gruppo, tesi a verificare la comprensione dei protocolli più adatti alla purificazione delle proteine. Le conoscenze delle principali metodologie biochimiche acquisite dal punto di vista teorico sono integrate da attività pratiche in laboratorio, particolarmente utili per lo sviluppo di un corretto approccio scientifico dal punto di vista molecolare
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Il corso si propone di stimolare la valutazione obiettiva della didattica proponendo costantemente agli studenti un raffronto tra i contenuti teorici proposti duranti le lezioni frontali e l’acquisizione degli stessi attraverso lo studio autonomo utilizzando i testi consigliati e il materiale didattico fornito dal docente. Somministrazione di verifiche formative in itinere (costituite da diverse tipologie di quesiti: a risposta aperta, a risposta multipla, vero/falso, accoppiamento di termini a definizioni) finalizzate alla autovalutazione della comprensione e dell’apprendimento di unità didattiche già completate; valutazione consapevole della didattica.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Uso del linguaggio specifico (nomenclatura e terminologia) della biochimica e dell’enzimologia in modo appropriato, autonomo e significativo. Capacità di esprimere con l’appropriata terminologia biochimica gli eventi metabolici specifici propri di organi e tessuti, la loro interrelazione e regolazione. Abilità nel descrivere le differenti tecniche di purificazione usando la corretta terminologia e abilità nell'analizzare in modo critico un protocollo di purificazione. Dimostrazione della loro comprensione mediante comunicazione orale e rappresentazioni grafiche.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Conoscenze teoriche dell’organizzazione strutturale e molecolare delle proteine e quindi sul funzionamento degli organismi, acquisite da testi avanzati di biochimica analitica, biochimica metabolica e di enzimologia, nonché da articoli scientifici pubblicati su riviste specializzate, utili per lo sviluppo, l’approfondimento e l’aggiornamento continuo delle conoscenze.

Prerequisiti

Per frequentare le lezioni è indispensabile che lo studente abbia acquisito la conoscenza dei principi fondamentali di: elementi di chimica organica e di chimica generale, solide conoscenze di biochimica generale (struttura, proprietà, e funzione delle biomolecole e meccanismi biochimici di produzione e conservazione dell’energia metabolica).

Contenuti

Campioni biologici: omogenizzazione, scelta delle metodiche e dei media; soluzioni-tampone e pH;
Precipitazione frazionata di proteine: precipitazione frazionata con solfato d'ammonio e isoelettrica; precipitazione con solventi e polimeri organici; precipitazione al calore. Dialisi ed ultrafiltrazione: principi ed applicazioni.
Tecniche cromatografiche: principii generali, risoluzione e piatti teorici. Cromatografia su colonna. Cromatografia di adsorbimento e ripartizione. Cromatografia a scambio ionico di proteine. Cromatografia ad esclusione (gel filtrazione).HPLC.
Tecniche elettroforetiche: principii generali, fattori che influenzano la mobilità elettroforetica. Elettroforesi in fase libera. Elettroforesi zonale su acetato di cellulosa. Elettroforesi su gel: PAGE, PAGE-SDS, Metodi di rivelazione e valutazioni quantitative. Focalizzazione isoelettrica (IEF). Elettroforesi bidimensionale.
Spettroscopia di assorbimento atomico e molecolare. Spettrofotometria di assorbimento UV e visibile. Principi generali della spettroscopia. Cromofori. Applicazioni della spettroscopia UV-Vis: analisi qualitativa e quantitativa. Legge di Lambert-Beer. Spettrofotometri.
Spettrometria di Massa. Sorgente ESI e MALDI, determinazione della sequenza proteica: spettrometria di Tandem Massa, peptide mapping.

Lezioni di laboratorio
Purificazione e caratterizzazione di proteine respiratorie
- estrazione della mioglobina ed emoglobina da cuore di maiale
- cromatografia a scambio ionico dell’omogenato totale, raccolta delle frazioni, lettura delle frazioni allo spettrofotometro, costruzione di un grafico di eluizione. Analisi elettroforetica mediante SDS-PAGE delle frazioni purificate, determinazione della concentrazione proteica mediante il saggio di Bradford. Analisi delle frazioni purificate mediante spettrometria di massa.

Metodi Didattici

La didattica verrà erogata prevalentemente in presenza, integrata e “aumentata” con strategie online, allo scopo di garantirne la fruizione in modo innovativo e inclusivo.
I docenti forniscono spiegazioni individuali agli studenti durante l'orario settimanale di ricevimento previo appuntamento. Il corso inizia nel secondo semestre (4 ore di lezione settimanali).
32 ORE DI LEZIONI FRONTALI + 24 ORE DI LABORATORIO DIDATTICO

Verifica dell'apprendimento

L'esame orale si supera dimostrando di aver raggiunto gli obiettivi del corso. L'esame prevede la discussione di metodiche di purificazione e caratterizzazione applicate durante le esercitazioni di laboratorio.Il colloquio può essere sostituito o integrato da una prova scritta, contenente domande a risposta multipla e a risposta aperta, anche con strutture, equazioni, grafici. Il docente si riserva si riserva di convalidare eventuali prove scritte con un supplemento orale.
Obiettivi da verificare:
a) acquisizione di nozioni correlate, generali e basilari, e dettagliate e specifiche;
b) integrazione logica delle nozioni acquisite, loro comprensione e interpretazione;
c) capacità di sviluppare le conoscenze acquisite per il prosieguo degli studi o per il lavoro e la professione.
Modalità
Lesame è individuale. Dal generale al particolare, dai concetti basilari agli aspetti piú specifici e particolari dellargomento.
Giudizio finale:
Il voto finale tiene conto di vari fattori:
a) Appropriatezza, correttezza e congruenza delle conoscenze, delle abilità e delle competenze;
b) Capacità espressiva con utilizzo appropriato del linguaggio specifico della biochimica;
c) Capacità logiche e consequenzialità nel raccordo dei contenuti;
e) Capacità di istituire un disegno generale coerente, curando struttura, organizzazione e connessioni logiche del discorso espositivo;
f) Capacità di sintesi anche mediante l’uso del simbolismo proprio della materia e l’espressione grafica di nozioni e concetti, sotto forma per esempio di formule, schemi, equazioni.
Qualità relazionali:
Disponibilità allo scambio e all’interazione con il docente durante il colloquio.
Qualità personali:
a) spirito critico e capacità di autovalutazione.
Il giudizio può quindi essere:
a) Sufficiente (da 18 a 20/30)
Il candidato conosce poche nozioni a livello superficiale, e mostra molte lacune. Capacità espressive modeste, ma sufficienti a sostenere un dialogo coerente; capacità logiche e di raccordo concettuale elementari; scarsa capacità di sintesi e stentata capacità di espressione grafica; scarsa interazione con il docente durate il colloquio.
b) Discreto (da 21 a 23/30)
Il candidato dimostra discreta acquisizione di nozioni, ma scarso approfondimento, poche lacune; capacità espressive piú che sufficienti; accettabile padronanza del linguaggio scientifico; capacità logiche e consequenzialità nel raccordo degli argomenti di moderata complessità; più che sufficiente capacità di sintesi e capacità di espressione grafica accettabile.
c) Buono (da 24 a 26/30)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni piuttosto ampio, moderato approfondimento, con piccole lacune; soddisfacenti capacità espressive e significativa padronanza del linguaggio scientifico; capacità dialogica e spirito critico ben rilevabili; buona capacità di sintesi e capacità di espressione grafica piú che accettabile.
d) Ottimo (da 27 a 29/30)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni molto esteso, ben approfondito, con lacune marginali; notevoli capacità espressive ed elevata padronanza del linguaggio scientifico; notevole capacità dialogica, buona competenza e rilevante attitudine alla sintesi logica; elevate capacità di sintesi e di espressione grafica.
e) Eccellente (30)
Il candidato dimostra un bagaglio di nozioni molto esteso e approfondito, eventuali lacune irrilevanti; elevate capacità espressive ed elevata padronanza del linguaggio scientifico; ottima capacità dialogica, spiccata attitudine a effettuare collegamenti tra argomenti diversi; ottima capacità di sintesi e grande dimestichezza con l’espressione grafica.
La lode si attribuisce a candidati nettamente sopra la media, che mostrano eccezionale padronanza della materia e brillanti capacità espositive e interattive.

Testi

Metodologie Biochimiche. Bonaccorsi di Patti, Contestabile, Di Salvo. Casa Editrice Ambrosiana
Biochimica Applicata Stoppini Bellotti, , EDISES

Altre Informazioni

A supporto didattico sono fornite le slides in formato PDF delle lezioni. Verrà effettuata la purificazione virtuale di una proteina a partire da una miscela proteica complessa mediante il software “Protein purification” liberamente disponibile al sito web: http://www.agbooth.com/pp_ajax/

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