TEMI SCELTI DI BIOFISICA
cod. 1006204

Anno accademico 2014/15
5° anno di corso - Secondo semestre
Docente
Settore scientifico disciplinare
Fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina) (FIS/07)
Field
A scelta dello studente
Tipologia attività formativa
A scelta dello studente
32 ore
di attività frontali
4 crediti
sede:
insegnamento
in - - -

Obiettivi formativi

Il corso intende fornire un panorama sulla moderna Biofisica molecolare.
Lo scopo del corso è di introdurre in maniera qualitativa le moderne tecniche di analisi basate su metodi spettroscopici e sull’analisi numerica applicandole ad una selezione di argomenti di interesse corrente in Biofisica, mostrando come le metodologie fisiche possano fornire strumenti fondamentali nella comprensione dei fenomeni biologici. Tra gli obiettivi del corso rientrano anche quello di aiutare gli studenti della laurea triennale in Fisica ad effettuare più consapevolmente una eventuale scelta di continuare gli studi con una specializzazione in Biofisica, e di fornire a studenti provenienti da altre lauree di tipo biologico una panoramica sui moderni metodi sperimentali che hanno a disposizione nell’affrontare problemi molto complessi.

Prerequisiti

Conoscenze di base dell’analisi matematica, fisica e chimica

Contenuti dell'insegnamento

1. La visione moderna della biofisica molecolare: i sistemi viventi in uno schema di leggi fisiche
La generazione di ordine e la trasduzione di energia libera
Random walk, attrito e diffusione, conformazione dei polimeri
Insiemi statistici e singole molecole
2. Descrizione qualitativa delle proteine:
La struttura delle proteine
La determinazione della struttura delle proteine
Folding delle proteine ed energy landscape
La funzione delle proteine
Struttura-dinamica-funzione
Enzimi e Macchine molecolari
3. Introduzione qualitativa delle moderne tecniche di analisi basate sull’interazione radiazione-materia
4. Metodi spettroscopici per lo studio delle macromolecole: teoria e pratica in laboratorio
5. Analisi dei dati: l’uso di metodi numerici per la modellizzazione di processi biofisici

Programma esteso

1. La visione moderna della biofisica molecolare: i sistemi viventi in uno schema di leggi fisiche
La generazione di ordine e la trasduzione di energia libera
Random walk, attrito e diffusione, conformazione dei polimeri
Insiemi statistici e singole molecole
2. Descrizione qualitativa delle proteine:
La struttura delle proteine
La determinazione della struttura delle proteine
Folding delle proteine ed energy landscape
La funzione delle proteine
Struttura-dinamica-funzione
Enzimi e Macchine molecolari
3. Introduzione qualitativa delle moderne tecniche di analisi basate sull’interazione radiazione-materia
4. Metodi spettroscopici per lo studio delle macromolecole: teoria e pratica in laboratorio
5. Analisi dei dati: l’uso di metodi numerici per la modellizzazione di processi biofisici

Bibliografia

diapositive delle lezioni, articoli segnalati da riviste internazionali; "Struttura e funzione delle proteine" G.A. Petsko, D. Ringe, Zanichelli; "Biological Physics. Energy, Information, Life. Updated first edition" Philip Nelson, Palgrave Macmillan and WH Freeman ed.; "Principles of fluorescence spectroscopy" J. Lakowicz, Kluver Academic/Plenum Publishers

Metodi didattici

Lezioni frontali e esercitazioni in laboratorio

Modalità verifica apprendimento

L’esame consiste nella preparazione di un elaborato nel quale viene approfondito un tema scelto tra quelli affrontati nel corso (18 punti massimo) e di relazioni scritte per le esercitazioni di laboratorio (12 punti massimo).
Lo studente verrà valutato in base al raggiungimento degli obiettivi specificati in modo dettagliato, ovvero:
1
quanto conosce e comprende gli aspetti più rilevanti della biofisica molecolare, e delle leggi fisiche che la regolano, sapendo esporre i metodi sperimentali e i risultati ottenuti nella più recente letteratura.
2
quanto è in grado di orientarsi nella valutazione di analogie e differenze tra sistemi biofisici, dati sperimentali e metodologie da applicare in biofisica, quanto sa comprendere negli aspetti essenziali articoli di letteratura recente, eseguire semplici esperimenti con un ragionevole grado di autonomia, elaborare e analizzare statisticamente i risultati delle misure e sintetizzare con relazioni gli esperimenti stessi e utilizzare i risultati per ricavare rappresentazioni in termini di modelli del sistema fisico in esame.

Altre informazioni

Ricevimento su appuntamento (Email).