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1041402 -
METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA E RADIOCHIMICA
(obiettivi)
Obiettivi generali
Il corso di Metodi Fisici in Chimica Organica e Radiochimica ha l’obiettivo di fornire allo studente le conoscenze fondamentali delle moderne tecniche cromatografiche e spettroscopiche, comunemente impiegate nello studio di molecole organiche nei laboratori di ricerca e di controllo. Il Corso ha inoltre l’obiettivo di fornire la capacità di Individuare le tecniche cromatografiche più adatte alla soluzione di problemi reali, e di comprendere spettri UV, IR, MS e NMR di molecole organiche. Vengono inoltre fornite conoscenze di base della chimica nucleare e della preparazione dei radiofarmaci. Al termine del corso lo studente acquisirà le competenze per analizzare in maniera approfondita spettri NMR, IR e MS, per ricavare a partire dalla loro analisi combinata la struttura di composti incogniti, e per prevedere le proprietà spettroscopiche di nuovi composti.
Obiettivi specifici
1. Conoscenza e comprensione dello studente
Lo studente conosce e comprende i fondamenti delle moderne tecniche cromatografiche: adsorbimento, partizione, aspetti cinetica, equazione di van Deemter, composizione e morfologia delle fasi stazionarie, semplici relazioni struttura-ritenzione, interazione soluto-fase stazionaria-fase mobile. Lo studente conosce e comprende i fondamenti delle tecniche spettroscopiche: interazione materia-radiazione. Spettro elettromagnetico, lunghezza d’onda, frequenza, contenuto energetico, intensità della radiazione, assorbimento, emissione, scattering, stati eccitati, quantizzazione. Lo studente conosce e comprende i principi teorici e le applicazioni pratiche delle spettroscopie IR (oscillatore armonico, anarmonico, vibrazioni fondamentali, overtone, bande di combinazione, assorbimenti caratteristici dei principali gruppi funzionali), 1H-NMR e 13C-NMR (nuclei in un campo magnetico, risonanza, processi di rilassamento, schermo e costanti di schermo, accoppiamento spin-spin omo- ed etero-nucleare, sistemi di spin e notazione di Pople, relazione di Karplus) e MS (processi di ionizzazione e frammentazione, analizzatori). Lo studente conosce e comprende i principi teorici e le applicazioni pratiche delle tecniche strumentali accoppiate (LC-MS). Lo studente è in grado di comprendere come i parametri spettrali possono essere influenzati dalle condizioni sperimentali (stato fisico del campione, concentrazione, solvente, temperatura).
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente è in grado di scegliere la tecnica cromatografica più adatta in funzione della struttura dei composti da analizzare ed è in grado di descrivere il processo per la scelta di fasi stazionarie, fasi mobili e rivelatori. Lo studente è in grado di controllare e ottimizzare i parametri cinetici e termodinamici del processo cromatografico, ed è in grado di applicare le conoscenze acquisite a nuove problematiche tipiche dei contesti di ricerca e in ambito lavorativo. Lo studente è in grado di interpretare spettri IR, NMR, MS di semplici composti organici puri, ed è capace di scegliere la tecnica spettroscopica o la combinazione di più tecniche adatte alle diverse indagini strutturali (controllo della conversione di gruppi funzionali, identificazione di impurezze, ). Lo studente è in grado di applicare le tecniche strumentali conosciute a nuove problematiche che si possono presentare in ambiti di ricerca o di lavoro.
3. Capacità critiche e di giudizio
Lo studente è in grado di integrare le conoscenze acquisite durante il corso con quelle proprie del filone chimico fisico-organico che caratterizza il Corso di Laurea in CTF (studio di equilibri, velocità di reazione, meccanismi di reazione, studio di intermedi, selettività, stereochimica). Lo studente sarà in grado di acquisire da banche dati ed interpretare dati multispettrali utili alla soluzione di problemi tipici in ambiti di ricerca e di produzione quali laboratori di sintesi, di controllo di qualità di principi attivi, laboratori di analisi di prodotti di origine naturale, di miscele complesse di metaboliti. Tali capacità sono stimolate e sviluppate tipicamente durante lo svolgimento di esercizi di interpretazione di spettri, durante le lezioni ed esercitazioni.
4. Capacità di comunicare quanto si è appreso
Lo studente sarà in grado di comunicare quanto appreso in maniera chiara e rigorosa, sia a interlocutori non esperti sia ad esperti del settore. Lo studente è stimolato alla comunicazione interpersonale tipicamente durante le esercitazioni in aula.
5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo
Lo studente avrà sviluppato capacità autonome di apprendimento relative alle tecniche cromatografiche e spettroscopiche attraverso la consultazione di banche dati, materiale bibliografico e letteratura scientifica disponibili on-line.
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SPETTROMETRIA DI MASSA E RADIOCHIMICA
(obiettivi)
Obiettivi generali
Il corso di Metodi Fisici in Chimica Organica e Radiochimica ha l’obiettivo di fornire allo studente le conoscenze fondamentali delle moderne tecniche cromatografiche e spettroscopiche, comunemente impiegate nello studio di molecole organiche nei laboratori di ricerca e di controllo. Il Corso ha inoltre l’obiettivo di fornire la capacità di Individuare le tecniche cromatografiche più adatte alla soluzione di problemi reali, e di comprendere spettri UV, IR, MS e NMR di molecole organiche. Vengono inoltre fornite conoscenze di base della chimica nucleare e della preparazione dei radiofarmaci. Al termine del corso lo studente acquisirà le competenze per analizzare in maniera approfondita spettri NMR, IR e MS, per ricavare a partire dalla loro analisi combinata la struttura di composti incogniti, e per prevedere le proprietà spettroscopiche di nuovi composti.
Obiettivi specifici
1. Conoscenza e comprensione dello studente
Lo studente conosce e comprende i fondamenti delle moderne tecniche cromatografiche: adsorbimento, partizione, aspetti cinetica, equazione di van Deemter, composizione e morfologia delle fasi stazionarie, semplici relazioni struttura-ritenzione, interazione soluto-fase stazionaria-fase mobile. Lo studente conosce e comprende i fondamenti delle tecniche spettroscopiche: interazione materia-radiazione. Spettro elettromagnetico, lunghezza d’onda, frequenza, contenuto energetico, intensità della radiazione, assorbimento, emissione, scattering, stati eccitati, quantizzazione. Lo studente conosce e comprende i principi teorici e le applicazioni pratiche delle spettroscopie IR (oscillatore armonico, anarmonico, vibrazioni fondamentali, overtone, bande di combinazione, assorbimenti caratteristici dei principali gruppi funzionali), 1H-NMR e 13C-NMR (nuclei in un campo magnetico, risonanza, processi di rilassamento, schermo e costanti di schermo, accoppiamento spin-spin omo- ed etero-nucleare, sistemi di spin e notazione di Pople, relazione di Karplus) e MS (processi di ionizzazione e frammentazione, analizzatori). Lo studente conosce e comprende i principi teorici e le applicazioni pratiche delle tecniche strumentali accoppiate (LC-MS). Lo studente è in grado di comprendere come i parametri spettrali possono essere influenzati dalle condizioni sperimentali (stato fisico del campione, concentrazione, solvente, temperatura).
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente è in grado di scegliere la tecnica cromatografica più adatta in funzione della struttura dei composti da analizzare ed è in grado di descrivere il processo per la scelta di fasi stazionarie, fasi mobili e rivelatori. Lo studente è in grado di controllare e ottimizzare i parametri cinetici e termodinamici del processo cromatografico, ed è in grado di applicare le conoscenze acquisite a nuove problematiche tipiche dei contesti di ricerca e in ambito lavorativo. Lo studente è in grado di interpretare spettri IR, NMR, MS di semplici composti organici puri, ed è capace di scegliere la tecnica spettroscopica o la combinazione di più tecniche adatte alle diverse indagini strutturali (controllo della conversione di gruppi funzionali, identificazione di impurezze, ). Lo studente è in grado di applicare le tecniche strumentali conosciute a nuove problematiche che si possono presentare in ambiti di ricerca o di lavoro.
3. Capacità critiche e di giudizio
Lo studente è in grado di integrare le conoscenze acquisite durante il corso con quelle proprie del filone chimico fisico-organico che caratterizza il Corso di Laurea in CTF (studio di equilibri, velocità di reazione, meccanismi di reazione, studio di intermedi, selettività, stereochimica). Lo studente sarà in grado di acquisire da banche dati ed interpretare dati multispettrali utili alla soluzione di problemi tipici in ambiti di ricerca e di produzione quali laboratori di sintesi, di controllo di qualità di principi attivi, laboratori di analisi di prodotti di origine naturale, di miscele complesse di metaboliti. Tali capacità sono stimolate e sviluppate tipicamente durante lo svolgimento di esercizi di interpretazione di spettri, durante le lezioni ed esercitazioni.
4. Capacità di comunicare quanto si è appreso
Lo studente sarà in grado di comunicare quanto appreso in maniera chiara e rigorosa, sia a interlocutori non esperti sia ad esperti del settore. Lo studente è stimolato alla comunicazione interpersonale tipicamente durante le esercitazioni in aula.
5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo
Lo studente avrà sviluppato capacità autonome di apprendimento relative alle tecniche cromatografiche e spettroscopiche attraverso la consultazione di banche dati, materiale bibliografico e letteratura scientifica disponibili on-line.
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DE PETRIS GIULIA
( programma)
Modulo 2 - Spettrometria di massa e radiochimica (3CFU CHIM/03)
Introduzione alla spettrometria di massa, aspetti generali.
Parti fondamentali di uno spettrometro di massa: sorgenti ioniche (EI, CI, ESI, API, FI, MALDI), analizzatori di massa (settore magnetico, elettrostatico, a doppia focalizzazione, quadrupolo, tempo di volo). Lo spettro di massa. Processi primari e secondari. Risoluzione e determinazione del peso molecolare. (5 h)
La ionizzazione chimica e le sue possibili applicazioni. Misura della affinità protonica e studio dei meccanismi di reazione. (4 h)
Tecniche diagnostiche per lo studio della struttura di specie cariche, MIKE e CAD. Lo studio di intermedi di reazione. Cenni sullo studio di specie neutre e radicaliche mediante spettrometria di massa. (3 h)
Fondamenti di Chimica Nucleare e Radiochimica.
Numero atomico e numero di massa. Difetto di massa ed energia di legame. La stabilità dei nuclei, curva di stabilità ed equazione di Weizsacker. (2 h)
Processi spontanei: decadimento b- ed esistenza del neutrino; decadimento alfa ed energia associata; decadimento b+; cattura elettronica; emissione gamma; conversione interna. Legge del decadimento e tempo di dimezzamento. (4 h)
Reazioni nucleari. Reazioni indotte da protoni, deuteroni, particelle alfa e neutroni. Energia delle reazioni nucleari. Decadimento dell’238Uranio e reazioni di fissione dell’235U. Reazioni di fusione nucleare. (3 h)
Contatori. Metodi analitici di diluizione isotopica ed isotopica inversa. Analisi per attivazione. Metodi di datazione di Libby e geocronologico U-Th-He. Cenni sulla PET. (3 h)
 Per la parte relative alla spettrometria di massa:
1) Textbook:“Identificazione spettroscopica di composti organici” R.M. Silverstein, F.X. Webster Casa Editrice Ambrosiana
2) E. De Hoffmann, J. Charette, V. Stroobant "Mass Spectrometry Principles and Applications" John Wiley & Sons
3) Alison E. Ashcroft "Ionization Methods in Organic Mass Spectrometry" RSC
Per la parte relativa alla radiochimica:
F. Cacace “Principi di Chimica Nucleare e Radiochimica”.
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3
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CHIM/03
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24
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Attività formative caratterizzanti
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ITA |
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METODI FISICI IN CHIMICA ORGANICA
(obiettivi)
Obiettivi generali
Il corso di Metodi Fisici in Chimica Organica e Radiochimica ha l’obiettivo di fornire allo studente le conoscenze fondamentali delle moderne tecniche cromatografiche e spettroscopiche, comunemente impiegate nello studio di molecole organiche nei laboratori di ricerca e di controllo. Il Corso ha inoltre l’obiettivo di fornire la capacità di Individuare le tecniche cromatografiche più adatte alla soluzione di problemi reali, e di comprendere spettri UV, IR, MS e NMR di molecole organiche. Vengono inoltre fornite conoscenze di base della chimica nucleare e della preparazione dei radiofarmaci. Al termine del corso lo studente acquisirà le competenze per analizzare in maniera approfondita spettri NMR, IR e MS, per ricavare a partire dalla loro analisi combinata la struttura di composti incogniti, e per prevedere le proprietà spettroscopiche di nuovi composti.
Obiettivi specifici
1. Conoscenza e comprensione dello studente
Lo studente conosce e comprende i fondamenti delle moderne tecniche cromatografiche: adsorbimento, partizione, aspetti cinetica, equazione di van Deemter, composizione e morfologia delle fasi stazionarie, semplici relazioni struttura-ritenzione, interazione soluto-fase stazionaria-fase mobile. Lo studente conosce e comprende i fondamenti delle tecniche spettroscopiche: interazione materia-radiazione. Spettro elettromagnetico, lunghezza d’onda, frequenza, contenuto energetico, intensità della radiazione, assorbimento, emissione, scattering, stati eccitati, quantizzazione. Lo studente conosce e comprende i principi teorici e le applicazioni pratiche delle spettroscopie IR (oscillatore armonico, anarmonico, vibrazioni fondamentali, overtone, bande di combinazione, assorbimenti caratteristici dei principali gruppi funzionali), 1H-NMR e 13C-NMR (nuclei in un campo magnetico, risonanza, processi di rilassamento, schermo e costanti di schermo, accoppiamento spin-spin omo- ed etero-nucleare, sistemi di spin e notazione di Pople, relazione di Karplus) e MS (processi di ionizzazione e frammentazione, analizzatori). Lo studente conosce e comprende i principi teorici e le applicazioni pratiche delle tecniche strumentali accoppiate (LC-MS). Lo studente è in grado di comprendere come i parametri spettrali possono essere influenzati dalle condizioni sperimentali (stato fisico del campione, concentrazione, solvente, temperatura).
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Lo studente è in grado di scegliere la tecnica cromatografica più adatta in funzione della struttura dei composti da analizzare ed è in grado di descrivere il processo per la scelta di fasi stazionarie, fasi mobili e rivelatori. Lo studente è in grado di controllare e ottimizzare i parametri cinetici e termodinamici del processo cromatografico, ed è in grado di applicare le conoscenze acquisite a nuove problematiche tipiche dei contesti di ricerca e in ambito lavorativo. Lo studente è in grado di interpretare spettri IR, NMR, MS di semplici composti organici puri, ed è capace di scegliere la tecnica spettroscopica o la combinazione di più tecniche adatte alle diverse indagini strutturali (controllo della conversione di gruppi funzionali, identificazione di impurezze, ). Lo studente è in grado di applicare le tecniche strumentali conosciute a nuove problematiche che si possono presentare in ambiti di ricerca o di lavoro.
3. Capacità critiche e di giudizio
Lo studente è in grado di integrare le conoscenze acquisite durante il corso con quelle proprie del filone chimico fisico-organico che caratterizza il Corso di Laurea in CTF (studio di equilibri, velocità di reazione, meccanismi di reazione, studio di intermedi, selettività, stereochimica). Lo studente sarà in grado di acquisire da banche dati ed interpretare dati multispettrali utili alla soluzione di problemi tipici in ambiti di ricerca e di produzione quali laboratori di sintesi, di controllo di qualità di principi attivi, laboratori di analisi di prodotti di origine naturale, di miscele complesse di metaboliti. Tali capacità sono stimolate e sviluppate tipicamente durante lo svolgimento di esercizi di interpretazione di spettri, durante le lezioni ed esercitazioni.
4. Capacità di comunicare quanto si è appreso
Lo studente sarà in grado di comunicare quanto appreso in maniera chiara e rigorosa, sia a interlocutori non esperti sia ad esperti del settore. Lo studente è stimolato alla comunicazione interpersonale tipicamente durante le esercitazioni in aula.
5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo
Lo studente avrà sviluppato capacità autonome di apprendimento relative alle tecniche cromatografiche e spettroscopiche attraverso la consultazione di banche dati, materiale bibliografico e letteratura scientifica disponibili on-line.
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VILLANI CLAUDIO
( programma)
Modulo 1 - Metodi Fisici in Chimica Organica (6CFU CHIM/06)
Metodi spettroscopici e di separazione nell'analisi di composti organici e bioorganici: aspetti generali. Cromatografia liquida ad elevate prestazioni - Risoluzione, fattore di ritenzione (k'), fattore di selettività (). Efficienza e numero di piatti teorici (N). Equazione di Van Deemter per HPLC, GC e SCF. Fasi stazionarie. Meccanismi di separazione. Fasi stazionarie chirali.
Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare 1H. Considerazioni di carattere generale. Teoria : momento magnetico, numero quantico di spin, momento angolare, rapporto giromagnetico. Precessione di Larmor. Campioni di riferimento e solventi. Schermo elettronico e spostamenti chimici, costanti di schermo. Spostamento chimico e campo magnetico. Accoppiamento spin-spin e costanti di accoppiamento; classificazione di sistemi di spin. Analisi di spettri: intensità relative e molteplicità in spettri del primo ordine. Nuclei 1H su eteroatomi: ossigeno, azoto, zolfo. Velocità di scambio. Accoppiamento di protoni con altri nuclei. Equivalenza chimica e magnetica. Effetti dovuti alla presenza di un centro stereogenico. Accoppiamento tra protoni geminali e vicinali in sistemi rigidi: correlazioni di Karplus. Risonanza magnetica nucleare del 13C. Effetto Overhauser; spettri in disaccoppiamento totale.
Spettroscopia nell'infrarosso. Considerazioni di carattere generale. Teoria. Interpretazione di spettri: alcani, alcheni, alchini, idrocarburi aromatici, alcoli e fenoli, chetoni, aldeidi, acidi carbossilici e loro derivati, ammine ed amminoacidi e loro sali, nitrili. Peptidi.
Spettroscopia nell'ultravioletto. Considerazioni di carattere generale. Teoria; relazione di Lambert-Beer, transizioni sigma sigma*, n pigreco*, pigreco pigreco*.
Modulo 2 - Spettrometria di massa e radiochimica (3CFU CHIM/03)
Spettrometria di Massa: Introduzione alla spettrometria di massa: aspetti generali. Sorgenti ioniche: EI, CI, API, MALDI. Analizzatori di massa: Settore magnetico, a doppia focalizzazione, quadrupolo, triplo quadrupolo, trappola ionica, tempo di volo, FT-ICR. Interpretazione di spettri di massa. Applicazione della spettrometria di massa agli studi di proteomica.
Fondamenti di Chimica Nucleare e Radiochimica: Nucleo atomico. Energia di legame nucleare. Stabilità nucleare. Trasformazioni nucleari spontanee. Reazioni nucleari. Legge del decadimento nucleare. Radionuclidi naturali e artificiali. Interazione radiazione – materia. Strumenti per la rivelazione e misura delle radiazioni. Impiego dei radionuclidi: radiofarmaci
1) Textbook:“Identificazione spettroscopica di composti organici” R.M. Silverstein, F.X. Webster Casa Editrice Ambrosiana
2) E. De Hoffmann, J. Charette, V. Stroobant "Mass Spectrometry Principles and Applications" John Wiley & Sons
3) Alison E. Ashcroft "Ionization Methods in Organic Mass Spectrometry" RSC
4) F. Cacace “Principi di Chimica Nucleare e Radiochimica”.
5) Gopal B. Saha “Fundamentals of Nuclear Pharmacy” Springer, Fifth Edition
6) Lecture notes
(Date degli appelli d'esame)
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6
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CHIM/06
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48
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Attività formative caratterizzanti
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ITA |
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1026262 -
BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE
(obiettivi)
Modulo1 - Biochimica cellulare e funzionale I
Conoscenza e capacità di comprensione
Comprensione dei meccanismi biochimici e molecolari che regolano le principali funzioni cellulari. Comprensione delle basi molecolari che portano ad alterazioni delle funzioni cellulari.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenza dei meccanismi che regolano le principali funzioni cellulari il cui squilibrio è alla base dell’insorgenza di patologie. Queste conoscenze saranno utili per il disegno razionale e lo sviluppo di nuovi farmaci.
Abilità comunicative e capacità di apprendimento
Gli studenti saranno in grado di descrivere in maniera critica i meccanismi molecolari che regolano le principali funzioni cellulari.
Modulo 2 - Biochimica cellulare e funzionale II
Conoscenza e capacità di comprensione
Conoscenza dei sistemi responsabili delle vie di segnalazione e della trasduzione dei segnali intra- ed extracellulari, con particolare attenzione alla funzione svolta dalle componenti proteiche ed il loro meccanismo d'azione.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenza delle principali vie di segnalazione e della trasduzione dei segnali intra- ed extracellulari utili per il disegno razionale e lo sviluppo di nuovi farmaci.
Abilità comunicative e capacità di apprendimento
Gli studenti saranno in grado di descrivere in maniera critica le principali vie di segnalazione e trasduzione dei segnali cellulari.
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BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE I
(obiettivi)
Modulo1 - BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE I
Conoscenza e capacità di comprensione
Comprensione dei meccanismi biochimici e molecolari che regolano le principali funzioni cellulari. Comprensione delle basi molecolari che portano ad alterazioni delle funzioni cellulari.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenza dei meccanismi che regolano le principali funzioni cellulari il cui squilibrio è alla base dell’insorgenza di patologie. Queste conoscenze saranno utili per il disegno razionale e lo sviluppo di nuovi farmaci.
Abilità comunicative e capacità di apprendimento
Gli studenti saranno in grado di descrivere in maniera critica i meccanismi molecolari che regolano le principali funzioni cellulari.
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RINALDO SERENA
( programma)
Modulo1 - Biochimica cellulare e funzionale I (3CFU BIO/11)
Processi cellulari generali: meccanismi molecolari e regolazione.
Processi cellulari che controllano l’omeostasi cellulare. Principali meccanismi di trasduzione del segnale.
Processi biosintetici:
-sintesi del DNA, attività enzimatiche coinvolte, struttura del nucleo e organizzazione della cromatina. Ciclo cellulare: proteine coinvolte (cicline, CDK); ruolo di Rb e di E2F; controllo del ciclo cellulare, check points, inibitori e ruolo di p53.
-sintesi delle proteine e sua regolazione; folding, chaperones, stress ossidativo e anomalie da misfolding; unfolding protein response; modifiche post-traduzionali; traffico intracellulare.
Processi bioenergetici:
-principali vie bioenergetiche e loro regolazione ormonale. Shift metabolico nel cancro ed effetto Warburg. Controllo del metabolismo energetico a seguito di produzione di ROS.
Processi regolativi:
-adattamenti rapidi: degradazione delle proteine lisosomiale e proteasomiale (ubiquitin protein system); controllo allosterico metabolita- o macromolecola-mediato; controllo traduzionale mediato da proteine.
-adattamenti lenti: controllo traduzionale mediato da RNA, controllo trascrizionale. Epigenetica: controllo delle funzioni del DNA, dinamica nucleare e modifiche a carico di DNA e istoni.
Morte cellulare: necrosi e apoptosi; proteine coinvolte nell’apoptosi (iniziatori, regolatori ed effettori); pathway dell’apoptosi estrinseco ed intrinseco; ruolo dell’apoptosi.
Cellule, Lewin et al.
Biologia molecolare della cellula, Alberts et. al.
Biologia cellulare e molecolare, Karp.
Biologia molecolare della cellula, Lodish et al.
Materiale didattico fornito dal docente (articoli e reviews).
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3
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BIO/11
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24
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Attività formative caratterizzanti
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ITA |
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BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE II
(obiettivi)
Modulo 2 - BIOCHIMICA CELLULARE E FUNZIONALE II
Conoscenza e capacità di comprensione
Conoscenza dei sistemi responsabili delle vie di segnalazione e della trasduzione dei segnali intra- ed extracellulari, con particolare attenzione alla funzione svolta dalle componenti proteiche ed il loro meccanismo d'azione.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenza delle principali vie di segnalazione e della trasduzione dei segnali intra- ed extracellulari utili per il disegno razionale e lo sviluppo di nuovi farmaci.
Abilità comunicative e capacità di apprendimento
Gli studenti saranno in grado di descrivere in maniera critica le principali vie di segnalazione e trasduzione dei segnali cellulari.
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EUFEMI MARGHERITA
( programma)
Modulo 2 - Biochimica cellulare e funzionale II (3CFU BIO/10)
Segnalazione cellulare e trasduzione del segnale: recettori di membrana ed intracellulari, secondi messaggeri (cAMP, calcium, NO), effettori e proteine chinasi; principali vie di trasduzione (MAPK, ERK, AKT, STAT ecc); interazioni tra le vie di trasduzione del segnale; trasduzione del segnale nel nucleo (regolazione dell’attività dei fattori di trascrizione); trasduzione e cancro (oncogeni e oncosoppressori).
Patologie collegate ad anomalie nei sistemi analizzati e ricerca di target terapeutici.
Risultati attesi
Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenza delle principali vie di segnalazione e della trasduzione dei segnali intra- ed extracellulari utili per lo sviluppo e la produzione di nuovi farmaci.
Testi consigliati:
Cellule, Lewin et al.
Biologia molecolare della cellula, Alberts et. al.
Biologia cellulare e molecolare, Karp.
Biologia molecolare della cellula, Lodish et al.
Materiale didattico fornito dal docente (articoli e reviews).
(Date degli appelli d'esame)
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3
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BIO/10
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24
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Attività formative caratterizzanti
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ITA |
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1022410 -
FISIOLOGIA E ANATOMIA
(obiettivi)
Obiettivi generali
Obiettivo generale del Corso di Fisiologia e Anatomia sono la comprensione e la conoscenza dell’organizzazione generale sistematica, strutturale e funzionale del corpo umano, dal livello cellulare e tissutale a quello di sistema integrato, con particolare riguardo a struttura e funzione di organi, sistemi ed apparati ed alla loro integrazione funzionale nel mantenimento dell’omeostasi e della vita.
Per maggiori dettagli si rimanda ai singoli moduli di Fisiologia e di Anatomia.
Obiettivi specifici
1. Conoscenza e comprensione dello studente
Durante il corso saranno forniti allo studente i mezzi per la conoscenza approfondita e la completa comprensione della organizzazione generale, strutturale e funzionale del corpo umano, dei relativi meccanismi di segnalazione e regolazione intra- e inter-cellulari; e del loro ruolo nei meccanismi omeostatici integrativi in condizioni fisiologiche o alterate.
Per maggiori dettagli si rimanda ai singoli moduli di Fisiologia e di Anatomia.
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Al termine del corso lo studente avrà a disposizione le conoscenze necessarie a comprendere in modo completo l’insieme di interazioni anatomo-fisiologiche alla base del mantenimento dell’omeostasi e della vita dell’organismo umano. Queste conoscenze sono imprescindibili nel percorso formativo teorico ed applicativo dello studente in Biotecnologie Farmaceutiche.
Per maggiori dettagli si rimanda ai singoli moduli di Fisiologia e di Anatomia.
3. Capacità critiche e di giudizio (prove lab, relazioni scritte, etc)
Le capacità critiche e di giudizio, nonché la effettiva comprensione degli argomenti trattati vengono stimolate e verificate dai docenti durante lo svolgimento della lezione. Sono fortemente incentivati e richiesti, durante la lezione, l’interazione degli studenti e l’eventuale approfondimento di argomenti specifici.
Per maggiori dettagli si rimanda ai singoli moduli di Fisiologia e di Anatomia.
4. Capacità di comunicare quanto si è appreso
Lo studente è chiamato a dimostrare di avere conoscenza solida e capacità di analisi ed esposizione critica della Fisiologia Umana e della Anatomia Umana. La capacità dello studente di comunicare quanto si è appreso è verificata con una prova di valutazione durante il quale lo studente dimostra le conoscenze acquisite e, ove necessario, pregresse. La preparazione dello studente sull’insieme di argomenti trattati durante il Corso integrato di Fisiologia e Anatomia è riflessa nel voto finale calcolato come media pesata sul numero dei CFU dei singoli moduli del corso.
Per maggiori dettagli si rimanda ai singoli moduli di Fisiologia e di Anatomia.
5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo
Lo spirito critico e l’indipendenza culturale e gestionale necessari nel bagaglio culturale del Biotecnologo Farmaceutico saranno ampiamente stimolati durante le lezioni allo scopo di ingenerare lo sviluppo degli strumenti necessari al proseguimento autonomo dello studio come dell’attività professionale.
Per maggiori dettagli si rimanda ai singoli moduli di Fisiologia e di Anatomia.
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FISIOLOGIA
(obiettivi)
Obiettivi generali
Obiettivo generale del modulo di Fisiologia è la comprensione dei meccanismi fisiologici, ai livelli cellulare, di organo, di sistema e di fisiologia integrata dei sistemi, tesi al mantenimento dell’omeostasi corporea. Tale conoscenza è necessaria per il corretto apprendimento da parte dello studente degli argomenti trattati nei successivi corsi, sia teorici che applicativi, in ambito farmacologico, fisiopatologico e biotecnologico ed assicura allo studente, al termine del percorso formativo, la corretta visione d’insieme dell’azione farmacologica sull’organismo umano e delle possibili applicazioni biotecnologiche.
Obiettivi specifici
1. Conoscenza e comprensione dello studente
Durante il corso saranno forniti allo studente i mezzi per la conoscenza approfondita e la completa comprensione della organizzazione generale, strutturale e funzionale del corpo umano, dal livello cellulare a quello di sistema; dei meccanismi di segnalazione e regolazione intra--‐ e inter--‐ cellulari; e del loro ruolo nei meccanismi integrativi tra organi, apparati e sistemi in condizioni normali ed in risposta ad alterazioni della condizione fisiologica.
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Al termine del corso lo studente avrà a disposizione le conoscenze necessarie a comprendere in modo completo l’insieme di interazioni fisiologiche alla base del mantenimento dell’omeostasi nelle diverse condizioni sperimentate dall’organismo umano, sia normali che alterate. Questo gli permetterà di integrare in maniera critica la comprensione della Fisiologia Umana con le conoscenze di Farmacologia e Biotecnologie da applicare durante il futuro percorso formativo e/o professionale. In campo applicativo, lo studente potrà quindi far uso della conoscenza della fisiologia umana in compiti come, ad esempio, la progettazione di farmaci di nuova generazione o di farmaci da impiegare in farmaco--‐terapia personalizzata o bersaglio--‐specifici; ovvero la elaborazione di approcci terapeutici basati su nanotecnologie biocompatibili.
3. Capacità critiche e di giudizio (prove lab, relazioni scritte, etc)
Le capacità critiche e di giudizio, nonché la effettiva comprensione degli argomenti trattati vengono verificate dal docente durante lo svolgimento di ciascuna lezione allo scopo di assicurare che l’intera classe discente proceda omogeneamente nella comprensione critica della Fisiologia. Sono fortemente incentivati e richiesti, durante la lezione, l’interazione degli studenti e l’eventuale approfondimento di argomenti specifici, emersi durante la discussione in aula, tramite studio di articoli scientifici da concordare con il docente di volta in volta.
4. Capacità di comunicare quanto si è appreso
Lo studente è chiamato a dimostrare di avere una solida conoscenza ed una comprensione critica di ogni campo trattato della Fisiologia Umana, dai meccanismi molecolari alla base della fisiologia cellulare e di membrana sino al controllo multi--‐sistemico ed integrato dei parametri omeostatici necessari alla vita. La capacità dello studente di comunicare quanto si è appreso è verificata con una prova di valutazione consistente in un colloquio orale durante il quale lo studente dimostra le conoscenze acquisite anche tramite schematizzazioni, descrizione di funzioni, equazioni, diagrammi di flusso, sia per la Fisiologia che per le basi di Chimica, Fisica, Matematica, Biologia ed Anatomia acquisite dallo studente durante la carriera di studi precedente e funzionali alla comprensione della Fisiologia Umana.
5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo
Alla base del corretto studio della Fisiologia Umana trattata in questo modulo sono l’impiego del testo scelto secondo le indicazioni del docente e la frequentazione e partecipazione attiva alle lezioni, entrambe fortemente consigliate. Argomenti specifici la cui comprensione dovesse richiedere materiale di approfondimento rispetto a quanto trattato nei testi saranno chiaramente identificati a lezione e materiale sufficiente sarà messo a disposizione degli studenti tramite la piattaforma e‐Learning. Lo spirito critico e l’indipendenza culturale e gestionale necessari nel bagaglio culturale del Biotecnologo Farmaceutico saranno ampiamente stimolati durante le lezioni allo scopo di ingenerare lo sviluppo degli strumenti necessari al proseguimento autonomo dello studio come dell’attività professionale.
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RENZI MASSIMILIANO
( programma)
Programma
1° settimana: Fisiologia di membrana e cellulare
Membrana cellulare: composizione del liquido intra- ed extra-cellulare; trasporto di sostanze attraverso la membrana; canali ionici, pompe e proteine vettrici. Omeostasi e feedback. Potenziale di membrana e sue basi ioniche.
2° settimana: Neurofisiologia cellulare e Sistemi Nervosi
Potenziali locali di membrana e potenziali d’azione. Sommazione e refrattarietà. Conduzione del potenziale. Sinapsi chimiche e sinapsi elettriche. Neurotrasmettitori e trasmissione sinaptica. Organizzazione delle diverse sezioni del Sistema Nervoso (SNC, SNP, SNA), delle loro componenti cellulari e dei diversi neurotrasmettitori.
3° settimana: Sistema nervoso autonomo, somatomotore e somestesia
Cenni di funzioni corticali, subcorticali e cerebellari del SNC. Sistema SomatoMotore. Esterocezione e basi di fisiologia sensoriale. SNA e sue sezioni: simpatico, parasimpatico e sistema nervoso enterico. Afferenze e riflessi autonomi. Controllo degli organi bersaglio. Regolazione autonoma integrata dei diversi organi e sistemi.
4° settimana: Tessuto muscolare
Muscolo scheletrico. Sarcomeri e filamenti. Reticolo sarcoplasmatico e ruolo degli ioni calcio. Ciclo dei ponti trasversali. Basi cellulari e molecolari dell’accoppiamento eccitazione-contrazione nel muscolo scheletrico. Giunzione neuromuscolare. Proprietà biochimiche e meccaniche del muscolo striato scheletrico. Classificazione delle fibre muscolari scheletriche. Scossa semplice e tetano. Contrazione isometrica e isotonica.
5° settimana: Controllo motorio – Tessuto cardiaco
Organizzazione strutturale e funzionale del SNP. Innervazione dei muscoli scheletrici e controllo motorio. Unità motoria e rapporto di innervazione. Modulazione della forza. Propiocezione. Fuso muscolare e organo tendineo del Golgi. Unità miotattica e arco riflesso. Riflessi spinali e controllo dei muscoli opposti. Controllo volontario ed involontario dei movimenti. Postura. Muscolo liscio. Basi cellulari e molecolari dell’accoppiamento eccitazione-contrazione nel muscolo liscio. Muscolo cardiaco.
6° settimana: Sistema cardio-circolatorio
Struttura e proprietà generali del cuore: eccitabilità, contrattilità, conduzione, refrattarietà, ritmicità. Potenziali cardiaci. Segnapasso fisiologici. Proprietà elettriche e di conduzione del cuore. Contrazione miocardica. Proprietà meccaniche del cuore. Basi cellulari e molecolari dell’accoppiamento eccitazione-contrazione nel muscolo cardiaco. Regolazione intrinseca ed estrinseca del cuore. Legge di Frank-Starling. Elettrocardiogramma.
7° settimana: Sistema cardio-circolatorio
Organizzazione del sistema cardiocircolatorio. Caratteristiche del grande circolo e del piccolo circolo. I vasi: arterie, capillari, vene. Principi di emodinamica. Dinamica generale dei fluidi e leggi che la governano (flusso, pressione, velocità, resistenza). Funzioni del sistema arterioso, venoso e capillare. Flusso e pressione dei vari distretti. Il ciclo cardiaco. Variazione della pressione e del volume di sangue negli atri e nei ventricoli. La gittata cardiaca e la sua regolazione. Controllo della frequenza cardiaca e della gittata sistolica. Pressione sistolica e diastolica. Compliance vascolare. Regolazione locale, nervosa e ormonale della pressione arteriosa. Barocettori. Scambio capillari. Il sangue. Composizione del sangue. Gli elementi corpuscolati e il plasma. Ematocrito. Emopoiesi. Emostasi e coagulazione. La linfa e sistema linfatico: composizione e funzioni.
8° settimana: Sistema respiratorio e scambi gassosi
Anatomia funzionale del sistema respiratorio. Ventilazione, compliance e elasticità polmonare. Leggi e proprietà dei gas. Composizione dell’aria atmosferica e dell’aria alveolare. Scambi gassosi a livello dei polmoni e dei tessuti. Trasporto dei gas nel sangue. Emoglobina: proprietà e sue regolazioni.
9° settimana: Sistema respiratorio – Omeostasi del pH
Regolazione locale e nervosa della respirazione. Genesi del ritmo respiratorio. I centri respiratori. Controllo chimico della respirazione: risposta a variazioni di pO2 , pCO2 e pH ematici. Chemocettori. Sistemi tampone dell’organismo. Acidosi e alcalosi metaboliche e respiratorie. Regolazione polmonare del pH e dell’equilibrio acido-base.
10° settimana: Sistema renale
Anatomia funzionale e vascolarizzazione del rene. Nefrone. Processi di ultrafiltrazione, riassorbimento, secrezione ed escrezione. Clearance. Composizione dell’ultrafiltrato. Velocità di ultrafiltrazione e sua regolazione. Assorbimento dell’acqua e dei soluti. Diuresi e sua regolazione. Meccanismo di concentrazione per controcorrente.
11° settimana: Sistema renale – Omeostasi del pH; Omeostasi degli elettroliti; Omeostasi della volemia e della pressione arteriosa media – Fisiologia integrata del rene
Bilancio idrico. Controllo nervoso ed ormonale della volemia e della osmolarità del liquido extracellulare. Regolazione renale dell’equilibrio idrico-salino e della pressione arteriosa media. Sistema renina-angiotensina-aldosterone, ormone antidiuretico e peptide atriale natriuretico: meccanismi molecolari e regolazioni. Regolazione renale del pH e dell’equilibrio acido-base.
12° settimana: Sistema digerente ed enterico – Sistema endocrino – Funzioni integrative neuroendocrine
Alimentazione ed energia. Secrezione gastrointestinale, salivare, gastrica, pancreatica, intestinale e loro regolazione. Secrezione biliare. Le funzioni del fegato. Aspetti generali della motilità gastro-intestinale e suo controllo nervoso e umorale. Digestione e assorbimento di carboidrati, grassi, proteine.
Generalità sugli ormoni e sulle ghiandole endocrine. Natura chimica degli ormoni. Trasporto. Modalità dell’azione ormonale. Vie di trasduzione del segnale ormonale. Asse ipotalamo-ipofisario. Regolazione ormonale del glucosio ematico. Regolazione ormonale della riproduzione. Regolazione ormonale del metabolismo degli elettroliti. Gli ormoni tiroidei. Vitamina D.
Nota - Modifiche minori potranno essere apportate al programma d’esame dipendentemente dalle necessità didattiche e comunque previa comunicazione agli studenti.
Testi consigliati
Fisiologia
di D'Angelo; Peres - Casa editrice Edi-Ermes
Fisiologia umana – dalle cellule ai sistemi
di L. Sherwood - Casa editrice Zanichelli
Fisiologia
di Stanfield - Casa editrice EdiSES
Fisiologia – un approccio integrato
di D.U. Silverthon - Casa editrice Ambrosiana
La scelta del testo da adottare è da verificare con il docente all’inizio del corso
Qualora necessario, materiale didattico consistente in articoli scientifici da usare per approfondimento / completamento di quanto presente sul testo adottato sarà fornito dal docente tramite la piattaforma e-Learning.
Non è prevista la diffusione di materiale didattico (articoli; slides) se coperte da copyright.
(Date degli appelli d'esame)
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6
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BIO/09
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Attività formative caratterizzanti
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A SCELTA DELLO STUDENTE
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Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)
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