Anno di corso: 1

Crediti: 8
Crediti: 8
Crediti: 8
Crediti: 8
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 3
Tipo: Lingua/Prova Finale

Anno di corso: 2

Anno di corso: 3

Crediti: 6
Crediti: 6
Crediti: 6
Crediti: 6
Crediti: 8
Crediti: 6
Crediti: 12
Tipo: A scelta dello studente
Crediti: 5
Tipo: Lingua/Prova Finale
Crediti: 10
Tipo: Per stages e tirocini

BIOFISICA

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2015/2016
Anno di corso: 
3
Anno accademico di erogazione: 
2015/2016
Tipo di attività: 
Obbligatorio a scelta
Crediti: 
6
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' didattica: 
42
Prerequisiti: 

Per frequentare il corso e sostenere l'esame è richiesto aver superato l'esame di Fisica

Moduli

Metodi di valutazione

Tipo di esame: 
Orale
Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

ORALE

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Il corso si propone di fornire le conoscenze di base dei metodi biofisici per lo studio dei sistemi biologici e di descrivere in dettaglio le loro applicazioni per lo studio di biomolecole e di sistemi biologici complessi (cellule intatte e sistemi modello)

Contenuti

Nel corso saranno illustrati i metodi biofisici per lo studio dei sistemi biologici. In particolare saranno approfondite le tecniche di spettroscopia ottica (assorbimento , fluorescenza , dicroismo circolare, spettroscopia infrarossa e Raman) e le loro applicazioni per lo studio di biomolecole in vitro e in situ, con particolare riferimento a proteine e acidi nucleici.
Saranno inoltre presentate le tecniche di microscopia e microspettroscopia ottica
per lo studio di sistemi biologici complessi quali cellule e organismi modello .

Programma esteso

.
Nel corso saranno illustrati i metodi fisici per lo studio dei sistemi biologici. Saranno in particolare approfondite le tecniche di spettroscopia ottica e le tecniche microscopiche.
.
Assorbimento uv –visibile

Generalità sulle onde elettromagnetiche, sull’interazione radiazione –materia e sul processo di assorbimento. Spettri di assorbimento nell'ultravioletto e nel visibile di biomolecole in soluzione , Descrizione della strumentazione per misure di assorbimento. Presentazione dettagliata degli spettri di aminoacidi, proteine, acidi nucleici, e metallo proteine. Effetti della conformazione molecolare sullo spettro.

Assorbimento infrarosso.

Proprietà vibrazionali e spettri di assorbimento infrarosso a trasformata di Fourier di biomolecole in soluzione.
Discussione dei metodi sperimentali di misura dispersivi e interferenziali . Metodi di campionamento : misure in trasmissione e in riflessione totale attenuata. Applicazioni per lo studio della conformazione , stabilità e proprietà di aggregazione delle proteine. Esempi di assorbimento infrarosso di acidi nucleici ed effetti dovuti a cambiamenti conformazionali saranno presentati.

Fluorescenza

Principi generali della fluorescenza. Misure di fluorescenza e metodi di standardizzazione. Fluorescenza degli aminoacidi aromatici, effetto del circondario e processi di quenching . Fluorescenza delle proteine , delle sonde fluorescenti per lo studio di biomolecole in situ e delle proteine di fusione con proteine fluorescenti (GFP, BFP) .
Trasferimento alla Foster dell’energia di eccitazione tra molecole fluorescenti (FRET) e sua applicazione allo studio dell’interazione tra proteine di fusione fluorescenti.
L’anisotropia della fluorescenza e le sue applicazioni saranno anche trattate.

Dicroismo circolare

Assorbimento di molecole chirali di luce polarizzata circolarmente . Lo spettro-polarimentro e le misure di dicroismo saranno descritte in dettaglio. Sarà inoltre illustrata l ‘analisi degli spettri di proteine e acidi nucleici.

Citofluorimetria a flusso

Dopo una introduzione sul processo dello scattering di luce, si descriveranno lo schema sperimentale del cito-fluorimentro e i dettagli della misura della luce scatterata e della fluorescenza della singola cellula.
Saranno inoltre illustrate le applicazioni della tecnica per lo studio di cellule intatte e nano-particelle.

Microscopia ottica

Elementi di ottica geometrica , descrizione del microscopio ottico convenzionale e del microscopio a fluorescenza.
Sarà illustrato in dettaglio il disegno ottico del microscopio confocale a scansione laser in fluorescenza. Tra le nuove microscopie ad alta risoluzione spaziale, si illustrerà il funzionamento del microscopio STED e le sue applicazioni.

Si descriverà inoltre il microscopio infrarosso e la sua applicazione per misure di assorbimento infrarosso
su sistemi biologici complessi , quali cellule intatte , tessuti e organismi modello.
.

Microscopia a forza atomica (AFM).
Microscopia elettronica (TEM e SEM).

Queste tecniche microscopiche ad alta risoluzione saranno descritte e discusse per le loro importanti informazioni strutturali, attraverso esempi su proteine , cellule, e tessuti.

Bibliografia consigliata

B. Nolting “Methods in Modern Biophysics”, 3nd edition (2009) Springer

J.R.Lakowicz “Principles of Fluorescence Spectroscopy” (2006) Springer.
D.A. Skoog, J.J. Leary” Chimica Analitica Strumentale” (1995) Edises.

Metodi didattici

LEZIONI FRONTALI