INTRODUZIONE ALLA BIOFISICA
cod. 1001234

Anno accademico 2009/10
1° anno di corso - Secondo semestre
Docente
Settore scientifico disciplinare
Fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina) (FIS/07)
Field
Sperimentale applicativo
Tipologia attività formativa
Caratterizzante
72 ore
di attività frontali
9 crediti
sede:
insegnamento
in - - -

Obiettivi formativi

La biofisica é una scienza interdisciplinare che utilizza e sviluppa teorie e metodi propri delle scienze fisiche per investigare sistemi biologici a tutti i livelli di organizzazione: dalla scala molecolare ad interi organismi, fino agli ecosistemi. La biofisica interagisce quindi strettamente con i campi piú specifici della biochimica, nanotecnologia, bio-ingegneria e della recente area della system biology. Obiettivo del corso é quello di fornire una visione di insieme della biofisica, con l´approfondimento di determinati argomenti.

Prerequisiti

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Contenuti dell'insegnamento

 Programma:
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<p text-indent:="" style=""><!--[if !supportLists]--><strong style=""><span style=""><span style="">A.<span font-stretch:="" font-size-adjust:="" line-height:="" font-size:="" font-weight:="" font-variant:="" font-style:="" new="" style="">      </span></span></span></strong><!--[endif]--><strong style=""><span style="">Richiami di biologia e livelli di struttura nei biosistemi</span></strong><span style="">: costituenti elementari, macromolecole, complessi e supercomplessi macromolecolari, strutture cellulari e organelli, strutture supercellulari (es. biofilm, tessuti, colonie), organismi e domini, ecosistemi. Approfondimenti sui livelli e tipologia di struttura di proteine, acidi nucleici, membrane cellulari e intracellulari. <o:p></o:p></span></p>
<p text-indent:="" style=""><!--[if !supportLists]--><strong style=""><span style=""><span style="">B.<span font-stretch:="" font-size-adjust:="" line-height:="" font-size:="" font-weight:="" font-variant:="" font-style:="" new="" style="">      </span></span></span></strong><!--[endif]--><strong style=""><span style="">Richiami di chimica fisica</span></strong><span style="">: Termodinamica e funzioni termodinamiche. Criteri di spontaneitá di reazioni. Equilibrii chimici. Cinetiche di reazione. Reazioni redox, reazioni di<span style="">  </span>trasferimento di protoni ed elettroni. Teoria di<span style="">  </span>Marcus. Concetto di catalisi. Transizioni e stati eccitati. Reazioni promosse dall´assorbimento di luce (fotoindotte: es. proton ed electron-transfer). Aspetti termodinamici delle reazioni fotoindotte. <o:p></o:p></span></p>
<p text-indent:="" style=""><!--[if !supportLists]--><strong style=""><span style=""><span style="">C.<span font-stretch:="" font-size-adjust:="" line-height:="" font-size:="" font-weight:="" font-variant:="" font-style:="" new="" style="">      </span></span></span></strong><!--[endif]--><strong style=""><span style="">Struttura e funzione di macromolecole biologiche. </span></strong><span style=""><span style=""> </span>Sintesi proteica. <strong style=""><span style=""> </span></strong><em style="">Folding</em> proteico <span style=""> </span>e suoi aspetti cinetici e termodinamici. Modificazioni posttranslazionali. <span style=""> </span>Associazione, dissociazione, assemblaggio. Conformazioni e sub-conformazioni. Reazioni proteiche: meccanismi, cinetiche, termodinamica. Cofattori e gruppi prostetici. Teoria del binding e cooperativitá. Transizioni strutturali, regolazione ed allosteria. Enzimi e macchine molecolari. Cinetiche enzimatiche.Acidi nucleici. <strong style=""><o:p></o:p></strong></span></p>
<p text-indent:="" style=""><!--[if !supportLists]--><strong style=""><span style=""><span style="">D.<span font-stretch:="" font-size-adjust:="" line-height:="" font-size:="" font-weight:="" font-variant:="" font-style:="" new="" style="">      </span></span></span></strong><!--[endif]--><strong style=""><span style="">Tecniche per la determinazione della struttura tridimensionale di una proteina</span></strong><span style=""> . NMR, cristallografia, altre tecniche diffrattive. Spettroscopie utilizzate nello studio di struttura e funzione di proteine. Modellizzazione di strutture proteiche.<strong style=""> <o:p></o:p></strong></span></p>
<p text-indent:="" style=""><!--[if !supportLists]--><strong style=""><span style=""><span style="">E.<span font-stretch:="" font-size-adjust:="" line-height:="" font-size:="" font-weight:="" font-variant:="" font-style:="" new="" style="">       </span></span></span></strong><!--[endif]--><strong style=""><span style="">Modulo di fotobiologia.<span style="">  </span></span></strong><span style="">La luce come energia e informazione. I cromofori coinvolti e la reattivitá. Trasferimento di energia a livello molecolare. Fotosintesi primitiva con pompe di membrana fotoindotte. Fotosintesi ossigenica e anossigenica. Sistemi fotorecettorisensoriali: processi visivi, fotorecettori sensoriali in in batteri e piante. Effetti biologici della radiazione elettromagnetica. fenomeni di fotosensibilizzazione. <o:p></o:p></span></p>
<p text-indent:="" style=""><!--[if !supportLists]--><strong style=""><span style=""><span style="">F.<span font-stretch:="" font-size-adjust:="" line-height:="" font-size:="" font-weight:="" font-variant:="" font-style:="" new="" style="">       </span></span></span></strong><!--[endif]--><strong style=""><span style="">Input-output: proteine sensoriali e risposte biologiche.</span></strong><span style=""> Sistemi sensoriali proteici: proteine di membrana intrinseche ed estrinseche, sistemi a due componenti, organizzazione modulare a domini proteici. Meccanismi molecolari di trasduzione del segnale: cambiamenti conformazionali proteici, trasduttori molecolari e secondi messaggeri. Esemplificazioni dal campo dei segnali chemo-indotti e fotoindotti. Esempi presi dai domini Eukarya, Bacteria, Archaea. <o:p></o:p></span></p>
<p text-indent:="" style=""><!--[if !supportLists]--><strong style=""><span style=""><span style="">G.<span font-stretch:="" font-size-adjust:="" line-height:="" font-size:="" font-weight:="" font-variant:="" font-style:="" new="" style="">      </span></span></span></strong><!--[endif]--><strong style=""><em style=""><span style="">New-trends:</span></em></strong><em style=""><span style=""> </span></em><span style="">l´ingegnerizzazione di proteine come <em style="">reporters </em>per studi cellulari e per la regolazione di metaboliti. Spettroscopie di singola molecola. Cenni di biofisica ambientale. Cenni di <em style="">system biology</em>. <o:p></o:p></span></p>

Programma esteso

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Bibliografia

Materiale didattico, articoli e monografie distribuite a lezione

Metodi didattici

Lezioni frontali con diapositive di power point. Esami scritti con domande.

Modalità verifica apprendimento

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Altre informazioni

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