ID:
500191
Durata (ore):
51
CFU:
6
SSD:
Biochimica
Anno:
2026
Dati Generali
Periodo di attività
Primo Semestre (28/09/2026 - 15/01/2027)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Obiettivi formativi
Il corso ha l'obiettivo di fornire agli studenti le conoscenze fondamentali e gli strumenti concettuali necessari per comprendere i principali processi biochimici alla base della vita cellulare e le loro applicazioni in ambito bioingegneristico e biomedico.
Particolare attenzione sarà dedicata alla relazione tra struttura molecolare, funzione biologica e regolazione delle biomolecole e dei processi cellulari, nonché ai meccanismi attraverso i quali le cellule percepiscono e rispondono a segnali di natura chimica, biologica, fisica e meccanica.
Il corso intende inoltre sviluppare la capacità di applicare i principi della biochimica alla comprensione di fenomeni rilevanti per la bioingegneria, l'ingegneria tissutale, la medicina rigenerativa e la biomedicina, con particolare riferimento alla matrice extracellulare, all'adesione cellulare, alla meccanotrasduzione, alla proliferazione e al differenziamento cellulare.
L'attività sperimentale consentirà infine di acquisire familiarità con alcune delle principali metodologie biochimiche utilizzate per l'analisi delle proteine.
Risultati di apprendimento attesi
Al termine del corso lo studente sarà in grado di:
descrivere la struttura, le proprietà chimiche e le principali funzioni biologiche di amminoacidi, proteine, carboidrati, lipidi e acidi nucleici;
correlare la struttura tridimensionale delle biomacromolecole con la loro funzione biologica;
comprendere i principi fondamentali della bioenergetica e dei processi di produzione e utilizzazione dell'energia cellulare;
descrivere le principali vie metaboliche e comprenderne la regolazione e l'integrazione a livello cellulare e dell'organismo;
comprendere il ruolo dell'ATP, dei principali coenzimi e dei sistemi di trasferimento di elettroni nel metabolismo;
comprendere i meccanismi molecolari dello stress ossidativo e i principali sistemi di difesa antiossidante;
interpretare le principali interrelazioni metaboliche tra organi e tessuti in condizioni fisiologiche e patologiche;
descrivere i principi fondamentali della trasduzione del segnale e i principali sistemi recettoriali intracellulari e di membrana;
comprendere il ruolo delle proteine G, dei recettori enzimatici, dei canali ionici e dei recettori intracellulari nella comunicazione cellulare;
comprendere i meccanismi molecolari dell'adesione cellulare, della meccanotrasduzione e della risposta agli stimoli fisici e meccanici;
correlare i segnali biochimici e biofisici ai processi di adesione, proliferazione e differenziamento cellulare;
comprendere i principali meccanismi molecolari coinvolti nella fisiologia e nella patologia del tessuto osseo;
riconoscere le principali applicazioni dei processi biochimici nell'ambito dell'ingegneria tissutale e della medicina rigenerativa;
conoscere i principi delle principali tecniche biochimiche per l'analisi delle biomolecole;
eseguire e interpretare semplici procedure sperimentali di estrazione, quantificazione e separazione elettroforetica delle proteine;
interpretare dati sperimentali biochimici e collegarli ai processi biologici studiati.
Il corso ha l'obiettivo di fornire agli studenti le conoscenze fondamentali e gli strumenti concettuali necessari per comprendere i principali processi biochimici alla base della vita cellulare e le loro applicazioni in ambito bioingegneristico e biomedico.
Particolare attenzione sarà dedicata alla relazione tra struttura molecolare, funzione biologica e regolazione delle biomolecole e dei processi cellulari, nonché ai meccanismi attraverso i quali le cellule percepiscono e rispondono a segnali di natura chimica, biologica, fisica e meccanica.
Il corso intende inoltre sviluppare la capacità di applicare i principi della biochimica alla comprensione di fenomeni rilevanti per la bioingegneria, l'ingegneria tissutale, la medicina rigenerativa e la biomedicina, con particolare riferimento alla matrice extracellulare, all'adesione cellulare, alla meccanotrasduzione, alla proliferazione e al differenziamento cellulare.
L'attività sperimentale consentirà infine di acquisire familiarità con alcune delle principali metodologie biochimiche utilizzate per l'analisi delle proteine.
Risultati di apprendimento attesi
Al termine del corso lo studente sarà in grado di:
descrivere la struttura, le proprietà chimiche e le principali funzioni biologiche di amminoacidi, proteine, carboidrati, lipidi e acidi nucleici;
correlare la struttura tridimensionale delle biomacromolecole con la loro funzione biologica;
comprendere i principi fondamentali della bioenergetica e dei processi di produzione e utilizzazione dell'energia cellulare;
descrivere le principali vie metaboliche e comprenderne la regolazione e l'integrazione a livello cellulare e dell'organismo;
comprendere il ruolo dell'ATP, dei principali coenzimi e dei sistemi di trasferimento di elettroni nel metabolismo;
comprendere i meccanismi molecolari dello stress ossidativo e i principali sistemi di difesa antiossidante;
interpretare le principali interrelazioni metaboliche tra organi e tessuti in condizioni fisiologiche e patologiche;
descrivere i principi fondamentali della trasduzione del segnale e i principali sistemi recettoriali intracellulari e di membrana;
comprendere il ruolo delle proteine G, dei recettori enzimatici, dei canali ionici e dei recettori intracellulari nella comunicazione cellulare;
comprendere i meccanismi molecolari dell'adesione cellulare, della meccanotrasduzione e della risposta agli stimoli fisici e meccanici;
correlare i segnali biochimici e biofisici ai processi di adesione, proliferazione e differenziamento cellulare;
comprendere i principali meccanismi molecolari coinvolti nella fisiologia e nella patologia del tessuto osseo;
riconoscere le principali applicazioni dei processi biochimici nell'ambito dell'ingegneria tissutale e della medicina rigenerativa;
conoscere i principi delle principali tecniche biochimiche per l'analisi delle biomolecole;
eseguire e interpretare semplici procedure sperimentali di estrazione, quantificazione e separazione elettroforetica delle proteine;
interpretare dati sperimentali biochimici e collegarli ai processi biologici studiati.
Prerequisiti
I prerequisiti fondamentali per potere seguire il corso di Biochmimica e comprenderne a pieno il significato sono il superamento degli esami di Chimica Generale e Inorganica e di Chimica Organica.
Metodi didattici
Il corso utilizza una metodologia didattica integrata, basata su:
lezioni frontali, supportate da presentazioni multimediali e materiale didattico in lingua italiana e inglese;
utilizzo di materiale audiovisivo e video didattici per facilitare la comprensione e la visualizzazione dei principali processi biochimici e cellulari;
discussione di esempi e applicazioni della biochimica in ambito biomedico e bioingegneristico;
brevi esercitazioni sperimentali di laboratorio, finalizzate a introdurre gli studenti ai principali approcci sperimentali utilizzati nello studio delle biomolecole e dei sistemi biologici;
analisi e discussione dei risultati sperimentali.
L'integrazione tra lezioni teoriche, materiale audiovisivo e attività sperimentale è finalizzata a favorire non solo l'acquisizione di conoscenze, ma anche lo sviluppo della capacità di interpretare fenomeni biologici a livello molecolare e di comprendere la logica dei principali approcci sperimentali in ambito bioingegneristico.
lezioni frontali, supportate da presentazioni multimediali e materiale didattico in lingua italiana e inglese;
utilizzo di materiale audiovisivo e video didattici per facilitare la comprensione e la visualizzazione dei principali processi biochimici e cellulari;
discussione di esempi e applicazioni della biochimica in ambito biomedico e bioingegneristico;
brevi esercitazioni sperimentali di laboratorio, finalizzate a introdurre gli studenti ai principali approcci sperimentali utilizzati nello studio delle biomolecole e dei sistemi biologici;
analisi e discussione dei risultati sperimentali.
L'integrazione tra lezioni teoriche, materiale audiovisivo e attività sperimentale è finalizzata a favorire non solo l'acquisizione di conoscenze, ma anche lo sviluppo della capacità di interpretare fenomeni biologici a livello molecolare e di comprendere la logica dei principali approcci sperimentali in ambito bioingegneristico.
Verifica Apprendimento
Esame scritto composto da domande inerenti sia le lezioni frontali sia l'esperienza di laboratorio. Non vi sono prove in itinere. Il test si considera superato con un voto NON inferiore a 18/30. Per gli studenti che rientrano nelle categorie dei Disturbi Specifici dell'Apprendimento (DSA) e dei Bisogni Educativi Speciali (BES) verranno prese le opportune disposizioni per lo svolgimento del test.
Testi
I principali testi di riferimento sono:
D. R. Ferrier, Le basi della biochimica, Zanichelli, con contenuto digitale;
D. L. Nelson, M. M. Cox, I principi di biochimica di Lehninger, Zanichelli, con e-book;
D. Voet, J. G. Voet, C. W. Pratt, Fondamenti di biochimica, Zanichelli, con e-book;
R. K. Murray, D. A. Bender, K. M. Botham et al., Harper's. Biochimica illustrata, EMSI.
Il materiale didattico fornito dai docenti costituisce parte integrante del percorso formativo e può comprendere presentazioni, materiale audiovisivo, esercitazioni e protocolli di laboratorio.
D. R. Ferrier, Le basi della biochimica, Zanichelli, con contenuto digitale;
D. L. Nelson, M. M. Cox, I principi di biochimica di Lehninger, Zanichelli, con e-book;
D. Voet, J. G. Voet, C. W. Pratt, Fondamenti di biochimica, Zanichelli, con e-book;
R. K. Murray, D. A. Bender, K. M. Botham et al., Harper's. Biochimica illustrata, EMSI.
Il materiale didattico fornito dai docenti costituisce parte integrante del percorso formativo e può comprendere presentazioni, materiale audiovisivo, esercitazioni e protocolli di laboratorio.
Contenuti
Il modulo di Biochimica, pari a 6 CFU, è articolato in due parti didattiche da 3 CFU ciascuna, svolte da due docenti. Il percorso formativo integra gli aspetti di biochimica molecolare e metabolica con quelli relativi alla comunicazione cellulare, alla meccanobiologia e alle applicazioni bioingegneristiche.
Parte I – Biomolecole, bioenergetica e metabolismo
Docente: Prof.ssa Livia Visai
Biomolecole: struttura, proprietà e funzione
Amminoacidi e proteine: struttura, proprietà chimico-fisiche e livelli di organizzazione strutturale.
Relazione struttura-funzione delle proteine.
Carboidrati: struttura, classificazione e principali funzioni biologiche.
Lipidi: struttura, proprietà e funzioni strutturali e metaboliche.
Acidi nucleici e loro derivati.
Principali modificazioni e interazioni delle biomolecole.
Riconoscimento molecolare e interazioni biomolecolari.
Bioenergetica e metabolismo
Principi di termodinamica applicati ai sistemi biologici.
Organizzazione generale del metabolismo: catabolismo e anabolismo.
Reazioni accoppiate e trasferimento di energia.
ATP e composti ad elevato potenziale di trasferimento del gruppo fosforico.
Principali coenzimi e loro ruolo nelle reazioni metaboliche.
Meccanismi di produzione dell'ATP.
Metabolismo aerobico e anaerobico.
Ruolo dell'ossigeno nel metabolismo cellulare.
Principali vie metaboliche e loro regolazione.
Integrazione e coordinamento delle vie metaboliche.
Stress ossidativo e sistemi antiossidanti
Specie reattive dell'ossigeno (ROS).
Origine e produzione dei ROS.
Danno ossidativo a proteine, lipidi e acidi nucleici.
Sistemi di difesa antiossidante.
Glutatione e metabolismo redox.
Integrazione metabolica e aspetti biomedici
Interrelazioni metaboliche tra organi e tessuti.
Metabolismo nello stato post-prandiale e nel digiuno.
Regolazione ormonale del metabolismo.
Meccanismi d'azione degli ormoni proteici e steroidei.
Secondi messaggeri e regolazione dei processi cellulari.
Alterazioni metaboliche associate a patologie umane.
Cenni di biochimica del diabete e dell'ipercolesterolemia.
Alterazioni del metabolismo nel cancro.
Matrice extracellulare: composizione, organizzazione e principali funzioni biologiche.
Parte II – Trasduzione del segnale, meccanobiologia e applicazioni bioingegneristiche
Docente: Prof.ssa Nora Bloise
Trasduzione del segnale
Principi generali della comunicazione e della trasduzione del segnale cellulare.
Fasi fondamentali del processo di trasduzione.
Caratteristiche dei principali sistemi di segnalazione.
Amplificazione, integrazione e terminazione del segnale.
Recettori accoppiati alle proteine G.
Proteine G, effettori e principali secondi messaggeri.
Recettori enzimatici e principali vie di segnalazione associate.
Canali ionici regolati.
Recettori intracellulari e segnalazione mediata da molecole lipofile.
Cross-talk tra differenti vie di segnalazione.
Adesione cellulare e interazione con l'ambiente extracellulare
Principi molecolari dell'adesione cellula-cellula e cellula-matrice.
Recettori di adesione e loro caratteristiche.
Integrine e principali proteine associate.
Matrice extracellulare e interazioni con la superficie cellulare.
Adesione, migrazione, proliferazione e differenziamento cellulare.
Meccanobiologia e meccanotrasduzione
Interazione tra cellule e stimoli fisici e meccanici.
Meccanismi molecolari di percezione degli stimoli meccanici.
Meccanosensori e meccanotrasduzione.
Integrine e citoscheletro nella risposta meccanica.
Trasmissione del segnale dalla matrice extracellulare al nucleo.
Effetti degli stimoli meccanici sul comportamento cellulare.
Relazione tra segnali biochimici, biofisici e meccanici.
Bioingegneria, ingegneria tissutale e medicina rigenerativa
Risposta cellulare agli stimoli fisici e meccanici.
Regolazione dell'adesione e della proliferazione cellulare.
Principi biochimici e biofisici dell'ingegneria tissutale.
Interazione cellula-materiale e ruolo della matrice extracellulare.
Applicazioni della meccanobiologia nella medicina rigenerativa.
Biologia, fisiologia e principali aspetti patologici del tessuto osseo.
Meccanismi molecolari del rimodellamento osseo.
Principi biochimici alla base di strategie terapeutiche e approcci di rigenerazione del tessuto osseo.
Attività di laboratorio
L'attività sperimentale completa la preparazione teorica attraverso l'applicazione di metodologie biochimiche di base.
L'attività comprende:
estrazione delle proteine da colture cellulari;
preparazione e trattamento dei campioni;
quantificazione della concentrazione proteica;
principi e applicazione della SDS-PAGE;
separazione elettroforetica delle proteine in condizioni denaturanti;
visualizzazione e analisi dei profili proteici;
interpretazione dei risultati sperimentali;
discussione delle principali fonti di errore e dei parametri che influenzano la qualità dell'analisi.
L'attività di laboratorio è finalizzata all'acquisizione di competenze tecniche e alla capacità di interpretare dati sperimentali e collegarli ai fenomeni biochimici e biologici studiati.
Parte I – Biomolecole, bioenergetica e metabolismo
Docente: Prof.ssa Livia Visai
Biomolecole: struttura, proprietà e funzione
Amminoacidi e proteine: struttura, proprietà chimico-fisiche e livelli di organizzazione strutturale.
Relazione struttura-funzione delle proteine.
Carboidrati: struttura, classificazione e principali funzioni biologiche.
Lipidi: struttura, proprietà e funzioni strutturali e metaboliche.
Acidi nucleici e loro derivati.
Principali modificazioni e interazioni delle biomolecole.
Riconoscimento molecolare e interazioni biomolecolari.
Bioenergetica e metabolismo
Principi di termodinamica applicati ai sistemi biologici.
Organizzazione generale del metabolismo: catabolismo e anabolismo.
Reazioni accoppiate e trasferimento di energia.
ATP e composti ad elevato potenziale di trasferimento del gruppo fosforico.
Principali coenzimi e loro ruolo nelle reazioni metaboliche.
Meccanismi di produzione dell'ATP.
Metabolismo aerobico e anaerobico.
Ruolo dell'ossigeno nel metabolismo cellulare.
Principali vie metaboliche e loro regolazione.
Integrazione e coordinamento delle vie metaboliche.
Stress ossidativo e sistemi antiossidanti
Specie reattive dell'ossigeno (ROS).
Origine e produzione dei ROS.
Danno ossidativo a proteine, lipidi e acidi nucleici.
Sistemi di difesa antiossidante.
Glutatione e metabolismo redox.
Integrazione metabolica e aspetti biomedici
Interrelazioni metaboliche tra organi e tessuti.
Metabolismo nello stato post-prandiale e nel digiuno.
Regolazione ormonale del metabolismo.
Meccanismi d'azione degli ormoni proteici e steroidei.
Secondi messaggeri e regolazione dei processi cellulari.
Alterazioni metaboliche associate a patologie umane.
Cenni di biochimica del diabete e dell'ipercolesterolemia.
Alterazioni del metabolismo nel cancro.
Matrice extracellulare: composizione, organizzazione e principali funzioni biologiche.
Parte II – Trasduzione del segnale, meccanobiologia e applicazioni bioingegneristiche
Docente: Prof.ssa Nora Bloise
Trasduzione del segnale
Principi generali della comunicazione e della trasduzione del segnale cellulare.
Fasi fondamentali del processo di trasduzione.
Caratteristiche dei principali sistemi di segnalazione.
Amplificazione, integrazione e terminazione del segnale.
Recettori accoppiati alle proteine G.
Proteine G, effettori e principali secondi messaggeri.
Recettori enzimatici e principali vie di segnalazione associate.
Canali ionici regolati.
Recettori intracellulari e segnalazione mediata da molecole lipofile.
Cross-talk tra differenti vie di segnalazione.
Adesione cellulare e interazione con l'ambiente extracellulare
Principi molecolari dell'adesione cellula-cellula e cellula-matrice.
Recettori di adesione e loro caratteristiche.
Integrine e principali proteine associate.
Matrice extracellulare e interazioni con la superficie cellulare.
Adesione, migrazione, proliferazione e differenziamento cellulare.
Meccanobiologia e meccanotrasduzione
Interazione tra cellule e stimoli fisici e meccanici.
Meccanismi molecolari di percezione degli stimoli meccanici.
Meccanosensori e meccanotrasduzione.
Integrine e citoscheletro nella risposta meccanica.
Trasmissione del segnale dalla matrice extracellulare al nucleo.
Effetti degli stimoli meccanici sul comportamento cellulare.
Relazione tra segnali biochimici, biofisici e meccanici.
Bioingegneria, ingegneria tissutale e medicina rigenerativa
Risposta cellulare agli stimoli fisici e meccanici.
Regolazione dell'adesione e della proliferazione cellulare.
Principi biochimici e biofisici dell'ingegneria tissutale.
Interazione cellula-materiale e ruolo della matrice extracellulare.
Applicazioni della meccanobiologia nella medicina rigenerativa.
Biologia, fisiologia e principali aspetti patologici del tessuto osseo.
Meccanismi molecolari del rimodellamento osseo.
Principi biochimici alla base di strategie terapeutiche e approcci di rigenerazione del tessuto osseo.
Attività di laboratorio
L'attività sperimentale completa la preparazione teorica attraverso l'applicazione di metodologie biochimiche di base.
L'attività comprende:
estrazione delle proteine da colture cellulari;
preparazione e trattamento dei campioni;
quantificazione della concentrazione proteica;
principi e applicazione della SDS-PAGE;
separazione elettroforetica delle proteine in condizioni denaturanti;
visualizzazione e analisi dei profili proteici;
interpretazione dei risultati sperimentali;
discussione delle principali fonti di errore e dei parametri che influenzano la qualità dell'analisi.
L'attività di laboratorio è finalizzata all'acquisizione di competenze tecniche e alla capacità di interpretare dati sperimentali e collegarli ai fenomeni biochimici e biologici studiati.
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Altre informazioni
Sono disponibili posti di internato per svolgere tesi sperimentale di almeno 1 anno per gli studenti che abbiamo superato con profitto l'esame di biochimica Gli studenti sono pregati di scrivere per ulteriori informazioni a al seguente indirizzo email: visai.bioingegneria@unipv.it
lorenzo.fassinaòunipv.it
nora.bloise@unipv.it
lorenzo.fassinaòunipv.it
nora.bloise@unipv.it
Corsi
Corsi
BIOINGEGNERIA
Laurea Magistrale
2 anni
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Persone
Persone (2)
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