METODOLOGIE BIOCHIMICHE

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2019/2020
Anno di corso: 
1
Anno accademico di erogazione: 
2019/2020
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
6
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' didattica: 
48
Prerequisiti: 

Prerequisiti: Conoscenze di base nel campo della chimica, della fisica e della biochimica.
Propedeuticità: Non sono previste propedeuticità

Moduli

Metodi di valutazione

Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

Esame scritto (90 min) e orale.
Esame scritto. Prevede tre quesiti riguardanti: i) una tecnica analitica, ii) una tecnica preparativa trattata durante le lezioni frontali, iii) attività svolte durante le esercitazioni di laboratorio. I quesiti propongono dati sperimentali presentati in forma di grafici o tabelle e richiedono, oltre all’esposizione di principi teorici generali, la descrizione ed interpretazione di risultati reali. Sarà inoltre valutata la proprietà di linguaggio e la capacità dello studente di esporre con chiarezza le conoscenze acquisite. Il voto dell’esame scritto è espresso in trentesimi.
Esame orale. L’ammissione all’orale si ottiene previo conseguimento di un voto non inferiore a 18/30 nella prova scritta. L’esame orale consiste nella revisione dello scritto ed eventualmente in una domanda riguardante uno degli argomenti trattati durante le lezioni frontali o le esercitazioni di laboratorio.
Il voto finale si ottiene come media dei voti conseguiti nell’esame scritto e orale.

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

L'insegnamento si compone di due moduli didattici, uno teorico (14 lezioni frontali, per 28 ore, corrispondenti a 4 cfu), ed uno pratico, a frequenza obbligatoria (5 esercitazioni in laboratorio, per 20 ore complessive, corrispondenti a 2 cfu).
La parte frontale di questo insegnamento ha l’obiettivo di introdurre tecniche di base preparative ed analitiche utilizzate in biochimica. Alcune delle tecniche descritte nel modulo teorico saranno applicate durante le esercitazioni di laboratorio. Gli obiettivi generali dell’insegnamento sono i seguenti:
Conoscenza e capacità di comprensione.
Al termine dell'insegnamento frontale lo studente avrà acquisito conoscenze di base (teoriche, tecniche e metodologiche). Al termine del modulo di esercitazioni, lo studente avrà consolidato le conoscenze di base attraverso la realizzazione guidata di una serie di esperimenti integrati in un unico disegno sperimentale.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Al termine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di interpretare correttamente i contesti in cui sono applicabili le varie tecniche sperimentali. Inoltre, in relazione alle esercitazioni di laboratorio, lo studente avrà acquisito la capacità di riconoscere gli aspetti salienti di protocolli sperimentali eseguiti praticamente, di raccogliere ed elaborare i dati sperimentali.
Autonomia di giudizio.
Tra gli obiettivi dell'insegnamento vi è lo sviluppo di una visione critica dei vari metodi considerati, dei loro limiti, incompatibilità/complementarietà. Lo studente dovrà essere in grado di riconoscere i contesti di applicazione di specifici metodi sperimentali e delle modalità di rielaborazione dei dati/presentazione dei risultati.
Dalla capacità di lettura di dati sperimentali e dal loro confronto con quelli teorici attesi deriva la possibilità di interpretare criticamente i risultati conseguiti.
Abilità comunicative.
Alla fine del modulo frontale, lo studente saprà descrivere tecniche biochimiche con proprietà di linguaggio. In relazione alle esercitazioni di laboratorio, è atteso che lo studente sappia rielaborare i dati sperimentali ottenuti e presentarli nel modo (grafici, tabelle, indici numerici etc) e con i termini tecnici più appropriati.
Capacità di apprendimento.
Lo studente sarà in grado di interpretare risultati sperimentali ottenuti con le metodologie biochimiche apprese, principalmente correlate con la produzione, purificazione ed analisi conformazionale di proteine. Il corso fornisce strumenti utili per affrontare insegnamenti nell’ambito della Protein science, degli studi funzionali e strutturali delle proteine e, più in generale, per comprendere la letteratura scientifica in questo stesso ambito disciplinare.

Contenuti

Le lezioni frontali (14 incontri, per 28 ore, 4 cfu) prendono in considerazione tecniche preparative, per estrarre e purificare proteine, e tecniche analitiche, incluse spettroscopie di fluorescenza e di dicroismo circolare, spettrometria di massa, volte all’analisi strutturale e conformazionale delle proteine.
Le esercitazioni (5 incontri in laboratorio, per 20 ore, 2 cfu) prevedono la purificazione e la caratterizzazione biochimica e cinetica di un enzima, attraverso un disegno sperimentale integrato. I dati sperimentali sono elaborati, interpretati, anche attraverso l’uso di semplici strumenti statistici, e discussi in confronto con la teoria

Programma esteso

Il modulo teorico affronta i seguenti argomenti: effetto idrofobico; serie di Hofmeister; principi e tecniche di centrifugazione; principi cromatografici; tecniche cromatografiche basate su esclusione molecolare, scambio ionico, interazione idrofobica e fase inversa; cromatografia di affinità; elettroforesi; spettrometria di massa, principi di assorbimento in luce UV e visibile; fenomeni di fluorescenza e spettroscopia di fluorescenza; spettroscopia di dicroismo circolare, risonanza plasmonica di superficie.
Il modulo pratico si svolge attraverso l’applicazione delle seguenti tecniche: a) preparazione di estratti da cellule batteriche; b) purificazione proteica mediante cromatografia di affinità; c) elettroforesi in condizioni denaturanti (SDS-PAGE); d) dosaggio proteico ed enzimatico; e) cinetica enzimatica. I dati di purificazione sono sintetizzati in una “tabella di purificazione” che richiederà l’introduzione dei concetti di attività specifica, resa e indice di purificazione. La caratterizzazione biochimica dell’enzima porterà ad individuare il suo optimum di pH e la sua suscettibilità alla temperatura. Infine, una cinetica enzimatica sarà volta a determinare i principali parametri cinetici (KM e vmax e kcat).
Le attività pratiche realizzate nei vari incontri sono concatenate per il fatto di prevedere la progressiva preparazione di campioni o la progressiva rielaborazione di dati sperimentali. L'interpretazione dei risultati sperimentali conseguiti è parte integrante dei contenuti del corso e sarà ottenuta anche attraverso semplici calcoli statistici, quali media, errore quadratico medio, e coefficiente di correlazione lineare

Bibliografia consigliata

Slides: reperibili sulla pagina Moodle dell’insegnamento
Libri di testo:
- K. Wilson & J. Walker (2000) “Biochimica e Biologia Molecolare” Cortina, 2006
- M. C. Bonaccorsi di Patti, R. Contestabile, M. L. Di Salvo “Metodologie Biochimiche” Casa Editrice Ambrosiana, 2012
Articoli citati durante le lezioni (v. anche ppt slide)

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Le lezioni del modulo teorico si svolgono in aula, con la proiezione di slide e di video.
Le esercitazioni (20 ore di lezione, frequenza obbligatoria) si tengono in laboratorio didattico (primo piano dell'edificio U3 del Dipartimento BtBS), erogate a gruppi di 20-25 studenti per 5 giorni consecutivi. All'inizio di ogni lezione in laboratorio viene esposta la teoria, gli obiettivi ed il piano sperimentale. Successivamente, gli studenti svolgono praticamente gli esperimenti proposti. I dati sperimentali raccolti collettivamente sono rielaborati ed interpretati in relazione all’atteso.
L'intero materiale didattico sarà messo a disposizione degli studenti tramite la piattaforma Moodle.

Contatti/Altre informazioni

Su appuntamento, per mail a stefania.brocca@unimib.it