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: 
2017/2018
Tipo di attività: 
Obbligatorio a scelta
Lingua: 
Italiano
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

L’obiettivo del corso di BIOFISICA molecolare e cellulare è di fornire le conoscenze di base sui principali metodi spettroscopici e di microscopia per la caratterizzazione delle proprietà strutturali e/o morfologiche di sistemi biologici a diverso grado di complessità, dalle biomacromolecole alle cellule e ai tessuti. Gli approcci spettroscopici e microscopici verranno illustrati attraverso esempi applicativi di interesse biotecnologico, biomedico e biochimico, quali ad esempio: proteine eterologhe e biofarmaci, caratterizzazione di nano- e bio-materiali, malattie da amiloidi e relazione struttura-tossicità degli aggregati proteici, monitoraggio di bioprocessi e reazioni enzimatiche, sensori intracellulari, microscopia e microspettroscopia di cellule e tessuti per lo studio di biosistemi in situ.
Ampio spazio verrà dato agli aspetti pratici e di interpretazione dei dati sperimentali.

Contenuti

conoscenze di base sui principali metodi spettroscopici

Programma esteso

SOTTOCAPITOLO 1: SPETTROSCOPIA E SUE APPLICAZIONI BIOLOGICHE.
Generalità sulle onde elettromagnetiche e sull’interazione radiazione–materia. Assorbimento UV-visibile delle biomolecole. Dicroismo circolare. Principi generali della fluorescenza. Fluorescenza di proteine e sonde fluorescenti. Quencing, trasferimento di energia alla Förster e anisotropia di fluorescenza. Spettroscopia Raman e di assorbimento infrarosso di biosistemi.
Verranno presentati esempi applicativi all’analisi di biomacromolecole e di bioprocessi in vitro e in vivo. Particolare rilevanza verrà data allo studio del ripiegamento, della stabilità e dell’aggregazione di proteine di interesse biotecnologico (corpi di inclusione e biofarmaci) e biomedico. In quest’ultimo caso, rilevanza verrà data all’analisi dell’aggregazione amiloide in malattie neurodegenerative e amiloidosi sistemiche sia in provetta che in situ. Verranno discusse in dettaglio le informazioni che gli approcci spettroscopici possono fornire sull’interazione tra proteine e altre elementi (metalli, lipidi, ect.) coinvolti nello sviluppo dell’amiloide.
Nell’ambito delle biotecnologie industriali verranno discussi esempi applicativi dei diversi approcci spettroscopici per il monitoraggio di reazioni enzimatiche in vitro e per la caratterizzazione di bioprocessi in situ (per esempio l’accumulo di lipidi in lieviti oleaginosi per la produzione di biofuel). Verranno, inoltre, mostrati esempi di analisi delle interazioni biomolecolari (es. interazione proteina-ligando e proteina-nanoparticelle) e di caratterizzazione di biomateriali (es. scaffold per ingegneria tissutale).

SOTTOCAPITOLO 2: MICROSCOPIA.
Generalità sulla microscopia ottica convenzionale, a fluorescenza, confocale a scansione laser, microscopia ad alta risoluzione spaziale (STED, stimulation emission depletion) e descrizione delle principali sonde fluorescenti utilizzate in ambito cellulare e biomolecolare. Verranno presentate anche la microscopia elettronica (TEM e SEM), la microscopia a forza atomica e la microspettroscopia.
Per illustrare le potenzialità di questi approcci verranno discussi lavori applicativi sulla caratterizzazione di complessi macromolecolari, cellule, strutture e sensori intracellulari e tessuti.

Bibliografia consigliata

- B. Nolting “Methods in Modern Biophysics”, 3nd edition (2009) Springer
- S. Massari “Elementi di biofisica” (1996) PICCIN
- J.R.Lakowicz “Principles of Fluorescence Spectroscopy” (2006) Springer.
Per le applicazioni allo studio di sistemi biologici:
-Rassegne e articoli originali selezionati dal docente.

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

LEZIONI FRONTALI