ADVANCED BIOLOGICAL CHEMISTRY

L’insegnamento ricade tra le attività formative di base del corso di laurea magistrale in Chimica e Tecnologie Sostenibili (Classe LM-54), indirizzo "Biomolecular Chemistry" e ha lo scopo di fornire agli/alle studenti/studentesse delle conoscenze avanzate di chimica biologica.
Obiettivi formativi dell’insegnamento sono: i) comprendere e analizzare in modo critico il funzionamento e comprendere la regolazione delle principali vie metaboliche; ii) favorire e stimolare l’utilizzo di un ragionamento logico per effettuare connessioni tra le diverse vie metaboliche; iii) sviluppare la capacità di esporre concetti scientifici in maniera formale e utilizzando un linguaggio appropriato; iv) compiere collegamenti tra i vari contenuti del corso; v) sviluppare nuove idee in cui applicare la biologia sintetica per risolvere problemi rilevanti per la salute, la società e l’ambiente.

i) Conoscenza e comprensione
• Conoscere le modalità di funzionamento delle principali vie metaboliche e comprenderne i meccanismi di regolazione;
• Saper effettuare connessioni logiche tra le diverse vie metaboliche.

ii) Capacità di applicare conoscenza e comprensione
• Saper impiegare i concetti appresi per comprendere ed interpretare in modo logico il funzionamento e la regolazione delle principali vie metaboliche;
• Saper utilizzare le conoscenze apprese per effettuare connessioni tra le diverse vie metaboliche in maniera logica e deduttiva.

iii) Capacità di giudizio
• Utilizzare le conoscenze acquisite per effettuare un’analisi critica e quantitativa delle modalità di funzionamento e regolazione delle principali vie metaboliche;
• Saper riconoscere eventuali errori tramite un’analisi critica del metodo applicato e saper formulare e argomentare semplici ipotesi alternative.

iv) Abilità comunicative
• Saper comunicare le conoscenze apprese utilizzando una terminologia appropriata;
• Saper interagire con il docente e con i compagni in modo rispettoso e costruttivo.

v) Capacità di apprendimento
• Saper prendere appunti, selezionando e raccogliendo le informazioni secondo la loro importanza e priorità;
• Saper esporre concetti scientifici in maniera formale e utilizzando un linguaggio appropriato.

Le tematiche affrontate durante il corso presuppongono una buona conoscenza della biochimica, biologia molecolare e della chimica bio-organica, possibilmente (ma non necessariamente) avendo superato l’esame di tali insegnamenti.

i) Glicolisi, gluconeogenesi e via del pentosio fosfato: Glicolisi: fase preparatoria e fase di recupero energetico. Il ruolo dell’ATP e del NADH nella glicolisi. Le vie di alimentazione della glicolisi. Il destino del piruvato in condizioni anaerobiche: la fermentazione. La gluconeogenesi e l’ossidazione del glucosio attraverso la via del pentosio fosfato.

ii) Principi di regolazione metabolica: Regolazione delle vie metaboliche. Analisi del controllo metabolico. Regolazione coordinata della glicolisi e della gluconeogenesi. Il metabolismo del glicogeno negli animali. Regolazione coordinata della sintesi e della demolizione del glicogeno.

iii) Il ciclo dell’acido citrico: Produzione di acetil-CoA. Reazioni del ciclo dell’acido citrico. Regolazione del ciclo dell’acido citrico.

iv) Il catabolismo degli acidi grassi: Digestione, mobilizzazione e trasporto degli acidi grassi. Ossidazione degli acidi grassi. I corpi chetonici.

v) Fosforilazione ossidativa e fotofosforilazione: Il flusso degli elettroni nei mitocondri. La sintesi dell’ATP. Regolazione della fosforilazione ossidativa. I mitocondri nella termogenesi, nella sintesi degli steroidi e nell’apoptosi. I geni mitocondriali: la loro origine e gli effetti delle mutazioni. Caratteristiche generali della fotofosforilazione. L’assorbimento della luce. L’evento fotochimico centrale: il flusso di elettroni indotto dalla luce. Sintesi di ATP accoppiata alla fotofosforilazione. Evoluzione della fotosintesi ossigenica.

vi) Biosintesi dei carboidrati nelle piante e nei batteri: Sintesi fotosintetica dei carboidrati. La fotorespirazione e le vie C4 e CAM. Biosintesi dell’amido e del saccarosio. Sintesi dei polisaccaridi della parete cellulare: cellulosa delle piante e peptidoglicani dei batteri. Integrazione del metabolismo dei carboidrati nelle cellule vegetali.

vii) Biosintesi dei lipidi: Biosintesi degli acidi grassi e degli eicosanoidi. Biosintesi dei trigliceridi. Biosintesi dei fosfolipidi di membrana. Colesterolo, steroidi e isoprenoidi: biosintesi, regolazione e trasporto.

viii) Ingegneria metabolica e biologia sintetica: concetti e applicazioni.

Come supporto allo studio, ogni testo universitario contenente le nozioni di base della chimica biologica è accettabile. Si suggeriscono tuttavia i seguenti testi:
• D.L. Nelson, M.M. Cox: I principi di biochimica di Lehninger, VII ed., Zanichelli.
• A. Hofmann and S. Clokie. Wilson and Walker’s Principles and Techniques of Biochemistry. VIII ed., Cambridge University Press.

La verifica dell’apprendimento avviene per mezzo di una prova orale della durata di circa 45 minuti. L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare e valutare: i) il livello di conoscenza dei temi trattati a lezione, ii) la capacità di ragionamento critico, iii) la capacità di compiere collegamenti tra i vari contenuti del corso, iv) la capacità di aggiornarsi e ampliare le proprie conoscenze attingendo in maniera autonoma a testi e articoli scientifici propri del settore e v) l’abilità di leggere, comprendere e presentare in aula un lavoro scientifico proposto dal docente. Saranno oggetto di valutazione il grado di accuratezza delle risposte e la proprietà del linguaggio scientifico utilizzato. La partecipazione costante e attiva alle lezioni saranno considerati elementi positivi di valutazione. Nello specifico la prova orale consiste in:
• domande riguardanti tutte le parti del programma riportato nella sezione “Contenuti” incluse le esperienze pratiche di laboratorio;
• la presentazione e discussione di un articolo scientifico attinenti al corso e selezionati tra otto articoli assegnati dal docente.
Gli/Le studenti/studentesse devono in tal modo dimostrare sia l’apprendimento critico degli argomenti dell’intero programma svolto sia la capacità di esporli in maniera formale e concisa utilizzando un linguaggio scientifico appropriato. Gli appelli avverranno all’interno delle date stabilite dal calendario accademico.

orale

La valutazione è espressa in trentesimi. La gradazione del voto è determinata da:
• conoscenza degli argomenti richiesti (range 15 punti);
• capacità di articolare in maniera autonoma il discorso (range 5 punti);
• sicurezza nell'esposizione (range 5 punti);
• capacità di approfondimento dell'argomento (range 5 punti).
La lode verrà attribuita in presenza di conoscenza e capacità di comprensione applicata in riferimento al programma, capacità di giudizio e abilità comunicative, eccellenti.

L’insegnamento è organizzato in lezioni teoriche frontali. Le lezioni teoriche frontali in aula da parte del docente si svolgono mediante l’utilizzo combinato della lavagna tradizionale e delle diapositive su PowerPoint. Le lezioni in aula saranno interattive e comprenderanno un’introduzione generale del tema trattato seguito dalla presentazione di alcuni esempi concreti presi da uno o più articoli scientifici. Durante le lezioni verranno utilizzate sia la tradizionale lavagna interattiva che le diapositive di PowerPoint. Il materiale didattico è presente e scaricabile dalla piattaforma e-learning Moodle di Ateneo.

Accessibilità, Disabilità e Inclusione

Accomodamenti e Servizi di Supporto per studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento: Ca’ Foscari applica la Legge Italiana (Legge 17/1999; Legge 170/2010) per i servizi di supporto e di accomodamento disponibili agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell’apprendimento. In caso di disabilità motoria, visiva, dell’udito o altre disabilità (Legge 17/1999) o un disturbo specifico dell’apprendimento (Legge 170/2010) e si necessita di supporto (assistenza in aula, ausili tecnologici per lo svolgimento di esami o esami individualizzati, materiale in formato accessibile, recupero appunti, tutorato specialistico a supporto dello studio, interpreti o altro), si contatti l’ufficio Disabilità e DSA: disabilita@unive.it.

Questo insegnamento tratta argomenti connessi alla macroarea "Capitale umano, salute, educazione" e concorre alla realizzazione dei relativi obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile