Programma Corso integrato di Basi molecolari delle attività motorie e sportive
Modulo: PROPEDEUTICA BIOCHIMICA
SSD BIO/10
(5 CFU, 40 ore)
Docente: Milena Romanello
Conoscenze preliminari
Principi di base della chimica
Cambiamenti fisici e chimici. Miscele, elementi e composti. Teoria atomica e legge di conservazione della materia. Numero atomico e numero di massa. Massa atomica relativa e massa molecolare relativa. Calcolo del peso molecolare di alcuni composti. Definizione di mole e numero di Avogadro.
Struttura dell’atomo
Orbitali, numeri quantici, livelli energetici degli orbitali, configurazione elettronica degli elementi, rappresentazione degli elettroni di valenza secondo Lewis.
Programma del corso
Legami chimici
Regola di Lewis. Legame covalente puro e legame covalente polare. Legame ionico. Scala di elettronegatività. Forma e polarità delle molecole di acqua, ammoniaca e metano. Dipoli permanenti e dipoli indotti. Interazioni dipolo-dipolo. Forze di Van der Waals. Legame idrogeno. Interazioni idrofobiche.
Soluzioni
Definizioni di solvente, soluto, solubilità. Proprietà dell’acqua come solvente. Le soluzioni acquose: esempi e misure di concentrazione (concentrazione percentuale peso/peso, peso/volume e volume/volume, molarità). La solubilità delle sostanze in solventi polari e in solventi non polari. Esercizi. Proprietà colligative delle soluzioni, pressione osmotica, dissociazione elettrolitica e osmolarità.
Lo stato gassoso
Stati di aggregazione della materia, cambiamenti di stato, le leggi dei gas. Equazione di stato dei gas ideali. Miscele gassose, legge di Dalton delle pressioni parziali. Tensione di vapore. Solubilità dei gas nell’acqua.
Reazioni chimiche
Significato dell’equazione chimica e bilanciamento. Numeri di ossidazione e bilanciamento delle reazioni di ossidoriduzione. Potenziale di riduzione standard. Esercizi.
Cinetica chimica
Velocità di reazione, concetto di energia di attivazione e funzione dei catalizzatori.
Equilibrio chimico
Legge dell’azione di massa, reversibilità delle reazioni chimiche, stato di equilibrio. Costante di equilibrio e principio di Le Chatelier.
Cenni di termodinamica
Definizioni di energia interna, entalpia ed entropia. Reazioni esotermiche ed endotermiche. Energia libera di Gibbs e spontaneità delle reazioni.
Prodotto ionico dell’acqua, pH, acidi e basi:
Acidi e basi secondo Arrhenius e secondo Bronsted-Lowry. Dissociazione ionica dell’acqua e prodotto ionico. Scala di pH. Costante di acidità e basicità: forza degli acidi e delle basi. Acidi e basi secondo Lewis. pH di soluzioni di acidi (o basi) forti e deboli. Soluzioni tampone: equazione di Henderson-Hasselbach, esempi fisiologici (tampone fosfato, tampone acido carbonico/ione bicarbonato). Esercizi.
Composti del carbonio
Orbitali ibridi del carbonio. Isomeria di catena, di posizione e stereoisomeria. Idrocarburi alifatici: alcani, alcheni, alchini e alcadieni (sistemi coniugati di doppi legami). Idrocarburi aromatici: il benzene. Derivati ossigenati degli idrocarburi: alcoli, eteri, aldeidi e chetoni. Acidi carbossilici, anidridi ed esteri (esteri fosforici e trigliceridi). Derivati azotati degli idrocarburi: ammine e ammidi. Fenoli e tioli.
Acidi nucleici
Struttura e nomenclatura delle basi puriniche, pirimidiniche e dei nucleotidi, struttura degli acidi nucleici.
Glucidi
Struttura, nomenclatura e stereoisomeria dei monosaccaridi, disaccaridi (lattosio e saccarosio), polisaccaridi (amido, glicogeno e cellulosa) ed eteropolisaccaridi (acido jaluronico e proteoglicani).
Lipidi
Struttura e nomenclatura degli acidi grassi saturi ed insaturi. Trigliceridi, fosfolipidi, glicolipidi (cenni).
Testi consigliati
A. RAGGI, “Chimica e propedeutica biochimica”, Edizioni ETS, 2002;
AMEND-MUNDY-ARNOLD, “Chimica generale, organica e biologica”, Piccin, 1995;
MASTERTON-HURLEY, “Chimica: principi e reazioni”, Piccin, sesta edizione 2010.
Modalità d'esame
Prova scritta con domande a scelta multipla e/o domande a risposta aperta.
Orario ricevimento studenti
Da concordarsi con il docente.
E-mail e telefono
milena.romanello@uniud.it tel 0432 564022
Modulo: BIOLOGIA APPLICATA ALLE SCIENZE MOTORIE
SSD BIO/13
(5 CFU, 40 ore)
Docente: Claudio Brancolini
Finalità generali
Obiettivo del Corso di Biologia è quello di fornire allo studente le conoscenze di base sull'organizzazione della materia vivente e sul suo funzionamento. Saranno discussi i rapporti tra cellula ed ambiente ed i principi della traduzione del segnale con particolari attenzione ai contesti d’interesse per le scienze motorie. Al termine del corso lo studente deve dimostrare di conoscere le macromolecole biologiche, la struttura e l’organizzazione delle cellule, le differenze tra procarioti ed eucarioti, i meccanismi che controllano l'espressione e la trasmissione dell’informazione del materiale genetico, strutture organizzative della cellula eucariotica quali la plasmamembrana, il citoscheletro e gli organuli cellulari. Deve inoltre dimostrare di avere una conoscenza del differenziamento della cellula muscolare e dell’anatomia molecolare del sistema citoscheletrico nella cellula muscolare.
Elementi conoscitivi per affrontare il corso
Gli elementi conoscitivi che lo studente deve possedere per la comprensione del Corso di Biologia sono le conoscenze di base di chimica e biologia a livello liceale.
Modalità di svolgimento del corso
Il corso di Biologia Applicata consiste di 40 ore di lezioni accademiche.
Programma del corso
Le basi chimiche delle macromolecole biologiche. Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine.
Gli acidi nucleici. Struttura del DNA. Gli RNA: rRNA, tRNA, mRNA, snRNA, scRNA.
Differenze tra procarioti ed eucarioti. La cellula eucariotica: organizzazione interna, compartimentalizzazione. Gli organelli: reticolo endoplasmico, mitocondri, Golgi, Nucleo e perossisomi.
I meccanismi di base della replicazione del DNA.
I geni: concetto di gene. Organizzazione del genoma negli eucarioti. Introni ed esoni. Lo splicing
La trascrizione nei procarioti. I promotori. L’espressione di un gene. Regolazione del Lac-operon. Cenni sulla regolazione della trascrizione negli eucarioti. Ormoni e regolazione dell'espressione genica.
Gli RNA: mRNA, rRNA e tRNA. Codice genetico ed il meccanismo di traduzione delle proteine. Meccanismo d’azione e specificità degli antibiotici nella sintesi proteica.
La membrana plasmatica, il trasporto attraverso la membrana plasmatica. Le permeasi. La pompa Sodio/Potassio ed il potenziale di membrana. I trasportatori ABC.
La cellula ed il suo ambiente, i rapporti con la matrice extracellulare. Cenni sulla traduzione del segnale. I vari tipi di segnale ed i vari modelli di traduzione. Le proteine G e le tirosin-chinasi La regolazione dell’eritropoiesi e l’esempio dell’eritropoietina. Doping genetico.
Il citoscheletro della cellula. Tubulina e filamenti intermedi. Struttura e funzioni. I meccanoenzimi ed il movimento cellulare. Actina struttura, funzione e regolazione. Organizzazione del citoscheletro nelle cellule muscolari. Miosine. Anatomia molecolare del sarcomero. Actina miosina e contrazione muscolare. Regolazione dell’interazione Actina/Miosina II. Il calcio e la contrazione muscolare.
IL differenziamento muscolare cenni. I fattori di trascrizione muscolo specifici. La crescita muscolare. Le cellule satelliti e la rigenerazione muscolare.
Geni e malattie muscolari: La distrofia muscolare di Deuchenne. Anatomia e funzioni della Distrofina
Adattamenti cellulari all’esercizio e all’allenamento. Ipertrofia ed atrofia. Degradazione delle proteine e relazioni con l’esercizio. Cellule staminali ed omeostasi tissutale.
Testi consigliati
DE LEO FASANO GINELLI, Biologia e Genetica, EDISES Editore (ultima edizione);
ALBERTS, B. et al, L’essenziale di biologia molecolare della cellula, Zanichelli editore (ultima edizione).
Modalità d'esame
La valutazione del profitto sarà effettuata mediante domande a risposta sintetica.
Orario ricevimento studenti
Da concordarsi con il docente.
E-mail e telefono
claudio.brancolini@uniud.it tel 0432 494381/2