TECNICHE DI ANALISI STRUTTURALE PER BIOMOLECOLE

Consiglia TEDESCO TECNICHE DI ANALISI STRUTTURALE PER BIOMOLECOLE

0522100019
DIPARTIMENTO DI CHIMICA E BIOLOGIA "ADOLFO ZAMBELLI"
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
BIOLOGIA
2020/2021

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 1
ANNO ORDINAMENTO 2016
SECONDO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
1TECNICHE DI ANALISI STRUTTURALE PER BIOMOLECOLE (MODULO A)
432LEZIONE
224LABORATORIO
2TECNICHE DI ANALISI STRUTTURALE PER BIOMOLECOLE (MODULO B)
432LEZIONE
224LABORATORIO
Obiettivi
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:

OBIETTIVO DEL CORSO È DI INTRODURRE LO STUDENTE ALLA CONOSCENZA DEI PRINCIPI FONDAMENTALI DELLE PIÙ COMUNI TECNICHE SPETTROSCOPICHE (UV, IR, MASSA, NMR) E DIFFRATTOMETRICHE ED ALLE POSSIBILITÀ DI UTILIZZO PER LO STUDIO DI MOLECOLE BIO-ORGANICHE.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
AL TERMINE DEL CORSO, LO STUDENTE SARÀ IN GRADO DI DETERMINARE LA STRUTTURA DI MOLECOLE ORGANICHE MEDIANTE ANALISI COMPARATA DELLE DIVERSE TECNICHE SPETTROSCOPICHE, DI ANALIZZARE LA STRUTTURA TRIDIMENSIONALE DELLE PROTEINE, COMPRENDENDONE GLI ELEMENTI FONDAMENTALI E LE STRATEGIE CHE HANNO PORTATO ALL’OTTENIMENTO DEL RISULTATO SPERIMENTALE. SARÀ ALTRESÌ IN GRADO DI CONOSCERE I LIMITI INTRINSECI DI OGNI TECNICA SPETTROSCOPICA PRESENTATA E DI VALUTARE QUINDI QUALI CONOSCENZE SONO RICAVABILI DA CIASCUN APPROCCIO. SARÀ INOLTRE IN GRADO DI COMPRENDERE COME È POSSIBILE PARTIRE DA QUESTE CONOSCENZE PER RICAVARE ALTRE INFORMAZIONI PER COMPRENDERE IL FUNZIONAMENTO DEGLI ESSERI VIVENTI A LIVELLO MACROSCOPICO.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
GRAZIE ALLE COMPETENZE ACQUISITE IN QUESTO CORSO, LO STUDENTE SARÀ IN GRADO DI ANALIZZARE CRITICAMENTE I DIVERSI APPROCCI, IDENTIFICANDO PREGI E DIFETTI DI CIASCUNO DI ESSI, E SARÀ IN GRADO DI IDENTIFICARE EVENTUALI PUNTI DI FORZA E DI DEBOLEZZA DI RISULTATI DERIVANTI DA QUESTI APPROCCI, GIUDICANDO QUINDI IN MODO AUTONOMO LA LORO VALIDITÀ. SARÀ INOLTRE IN GRADO DI RICERCARE E VALUTARE AUTONOMAMENTE LE INFORMAZIONI CONTENUTE IN DATABASE SPECIALIZZATI ACCESSIBILI TRAMITE WEB, E DI ESTRARRE LE INFORMAZIONI CORRETTE E PERTINENTI.

ABILITÀ COMUNICATIVE:
IL CORSO PERMETTERÀ ALLO STUDENTE DI ACQUISIRE IL LINGUAGGIO TECNICO SPECIFICO IDONEO PER DESCRIVERE CON ESATTEZZA LE DIVERSE TECNICHE E I DIVERSI APPROCCI STUDIATI, ANCHE TRAMITE LA LETTURA DI ARTICOLI PUBBLICATI SU RIVISTE SCIENTIFICHE INTERNAZIONALI O TRAMITE L’ANALISI DIRETTA DI DATI DERIVANTI DA DATABASE SCIENTIFICI.

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
LA CONOSCENZA DERIVANTE DA QUESTO CORSO PERMETTERÀ ALLO STUDENTE DI APPRENDERE LE INFORMAZIONI CHE SI POSSONO OTTENERE DAL PUNTO DI VISTA MOLECOLARE SULLE PROTEINE E SUI COMPLESSI MACROMOLECOLARI CELLULARI, CONFRONTANDOSI CON TECNICHE ALL’AVANGUARDIA PER L’OTTENIMENTO DI TALI INFORMAZIONI. LO STUDENTE ALTRESI' ACQUISIRA'UNA PANORAMICA DEGLI STRUMENTI DISPONIBILI PER STUDI DI CORRELAZIONE STRUTTURA-FUNZIONE IN MACROMOLECOLE BIOLOGICHE
Prerequisiti
LO STUDENTE DEVE AVER ACQUISITO CONOSCENZE DI BASE DI CHIMICA ORGANICA, BIOCHIMICA, IN PARTICOLARE CONOSCENZA DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI DELLE PROTEINE
Contenuti
L'INSEGNAMENTO CONSISTE DI DUE MODULI: MODULO A E MODULO B, CIASCUNO DI 56 ORE.
IL CORSO DI CRISTALLOGRAFIA (MUTUATO DAGLI STUDENTI DELLA LAURA MAGISTRALE DI CHIMICA) CORRISPONDE AL MODULO A.
GLI ARGOMENTI AFFRONTATI NEL MODULO A SONO:
STORIA DELLA CRISTALLOGRAFIA. SOLIDI CRISTALLINI. DEFINIZIONE DI CELLA ELEMENTARE. ELEMENTI DI SIMMETRIA NEI CRISTALLI. (8 H LEZIONE FRONTALE + 6 H ESERCITAZIONE)
PROPRIETÀ DEI CRISTALLI DI MACROMOLECOLE BIOLOGICHE. FATTORI CHE INFLUENZANO LA CRISTALLIZZAZIONE DI MACROMOLECOLE BIOLOGICHE.
TECNICHE SPERIMENTALI PER LA CRISTALLIZZAZIONE DI MACROMOLECOLE BIOLOGICHE. CRISTALLIZZAZIONE PER DIFFUSIONE DI VAPORE (HANGING DROP, SITTING DROP), CRISTALLIZZAZIONE PER DIFFUSIONE ALL’INTERFACCIA, CRISTALLIZZAZIONE IN “BATCH”. TECNICHE “HIGH THROUGH-PUT”. CRIOCRISTALLOGRAFIA. CRIOPROTETTORI. (6H LEZIONE FRONTALE + 6 H LABORATORIO)
TECNICHE DIFFRATTOMETRICHE DI INDAGINE STRUTTURALE. INTERAZIONE RADIAZIONE-MATERIA. IL FENOMENO DELLA DIFFRAZIONE, PRODUZIONE E MISURA DELLE RADIAZIONI X , SORGENTI DI RADIAZIONE NON CONVENZIONALI: LA LUCE DI SINCROTRONE, REGISTRAZIONE DI DATI DIFFRATTOMETRICI: AREA-DETECTOR (CCD E IMAGE PLATE). IL METODO DEL CRISTALLO ROTANTE. (6H LEZIONE FRONTALE + 3H LABORATORIO)
METODI DI RISOLUZIONE STRUTTURALE: IL METODO DELL’ATOMO PESANTE, SIR, MIR, MOLECULAR REPLACEMENT, SAD, MAD. DENSITÀ ELETTRONICA E FATTORE DI STRUTTURA: IL PROBLEMA DELLA FASE. MAPPE DI DENSITÀ ELETTRONICA. INDICI DI DISACCORDO CRISTALLOGRAFICI. (4 H LEZIONE + 3 H ESERCITAZIONE)
BANCHE DATI CRISTALLOGRAFICHE. IL PROTEIN DATA BANK. COORDINATE CARTESIANE E COORDINATE CRISTALLOGRAFICHE. STRUTTURA DEI FILE PDB. USO DI PROGRAMMI PER LA VISUALIZZAZIONE DI STRUTTURE PROTEICHE. (4 H LEZIONE+ 3 H ESERCITAZIONE)
CENNI DI CRIOMICROSCOPIA ELETTRONICA. (4H LEZIONE + 3 H ESERCITAZIONE)

GLI ARGOMENTI AFFRONTATI NEL MODULO B SONO:
INTRODUZIONE ALLA SPETTROSCOPIA. RISONANZA MAGNETICA NUCLEARE, RISONANZA MAGNETICA DEL PROTONE E DEL CARBONIO, TECNICHE MULTIDIMENSIONALI (12H LEZIONE, 10H LABORATORIO).
PRINCIPI DI SPETTROMETRIA DI MASSA, GENERAZIONE, FRAMMENTAZIONE ED INDIVIDUAZIONE DI IONI, TECNICHE DI IONIZZAZIONE PER BIOMOLECOLE (8H LEZIONE, 6H LABORATORIO).
SPETTROSCOPIA VISIBILE ED ULTRAVIOLETTA: TRANSIZIONI ELETTRONICHE, CROMOFORI CARATTERISTICI DELLE MOLECOLE BIOLOGICHE (6H LEZIONE, 4H LABORATORIO) .
SPETTROSCOPIA INFRAROSSA , VIBRAZIONI MOLECOLARI, INFORMAZIONI STRUTTURALI DI MACROMOLECOLE MEDIANTE SPETTROSCOPIA VIBRAZIONALE(6H LEZIONE, 4H LABORATORIO).
Metodi Didattici
IL CORSO DI INSEGNAMENTO È INTEGRATO DA DUE MODULI: MODULO A E MODULO B, CIASCUNO CONSISTE DI 56 ORE. PER CIASCUN MODULO 32 ORE (4 CFU) SONO DEDICATE A LEZIONI FRONTALI E 24 ORE (2 CFU) A ESERCITAZIONI IN AULA O IN LABORATORIO.
PER LE LEZIONI FRONTALI SI RICORRE A DIAPOSITIVE E A MATERIALE MULTIMEDIALE DI DIRETTO ACCESSO TRAMITE WEB.
PER IL MODULO A DURANTE LE ESERCITAZIONI IN AULA O IN LABORATORIO GLI STUDENTI SVOLGONO GUIDATI DAL DOCENTE LE PRINCIPALI ATTIVITÀ CONNESSE ALLA CARATTERIZZAZIONE DI UNA PROTEINA DALLA CRISTALLIZZAZIONE ALLA RISOLUZIONE E VALIDAZIONE STRUTTURALE.
PER IL MODULO B SONO PREVISTE: A) ESERCITAZIONI IN AULA (12 ORE) PER LA GUIDA ALL'INTERPRETAZIONE DI SPETTRI DELLE PIU' COMUNI TECNICHE DI INDAGINE SPETTROSCOPICA (NMR, IR, IR, MASSA) FINALIZZATI ALLA DETERMINAZIONE STRUTTURALE DI MOLECOLE ORGANICHE; B) ESERCITAZIONI IN LABORATORIO (12 ORE) PER L'ATTUAZIONE DI ESPERIMENTI DI SPETTROSCOPIA.
Verifica dell'apprendimento
IL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI DELL’INSEGNAMENTO È CERTIFICATO MEDIANTE IL SUPERAMENTO DI UN ESAME
CON VALUTAZIONE IN TRENTESIMI.

L'ESAME CONSISTE PER IL MODULO A) NELLA DESCRIZIONE PARTICOLAREGGIATA, TRAMITE PRESENTAZIONE CON DIAPOSITIVE, DI UNA STRUTTURA TRIDIMENSIONALE DI UNA PROTEINA DI SCELTA DELLO STUDENTE. A PARTIRE DA QUESTA STRUTTURA, SULLA BASE DEGLI SPUNTI EMERSI DURANTE LA DISCUSSIONE CON I DOCENTI, VENGONO AFFRONTATE ALTRE TEMATICHE RELATIVE AGLI ARGOMENTI DEL CORSO.

PER IL MODULO B L'ESAME RICHIEDE LA RISOLUZIONE DELLA STRUTTURA DI BIOMOLECOLE MEDIANTE L'ANALISI DI SPETTRI DELLE DIVERSE TECNICHE SPETTROSCOPICHE NMR (MONO E BIDIMENSIONALE), IR, UV E MASSA.

IL GIUDIZIO TIENE CONTO DEL GRADO DI COMPRENSIONE DELLO STUDENTE RELATIVO ALLA STRUTTURA SELEZIONATA, ALLE PROPRIETÀ DI LINGUAGGIO, ALLA CAPACITÀ CRITICA E DI RELAZIONE DELLO STUDENTE RISPETTO ALLE ALTRE TEMATICHE AFFRONTATE NELLA DISCUSSIONE, ALLE CONOSCENZE APPRESE ED ESPOSTE.

LA PROVA NEL SUO INSIEME CONSENTE DI ACCERTARE SIA LA CAPACITÀ DI CONOSCENZA E COMPRENSIONE, SIA LA
CAPACITÀ DI APPLICARE LE COMPETENZE ACQUISITE, SIA LA CAPACITÀ DI ESPOSIZIONE, SIA LO CAPACITÀ DI APPRENDERE E DI ELABORARE SOLUZIONI IN AUTONOMIA DI GIUDIZIO.
Testi
A. IMMIRZI, C. TEDESCO LA DIFFRAZIONE DEI CRISTALLI, LIBRERIAUNIVERSITARIA.IT EDIZIONI, 2017.
A. DUCRUIX, R. GIEGE' CRYSTALLYZATION OF NUCLEIC ACIDS AND PROTEINS A PRACTICAL APPROACH, OXFORD UNIVERSITY PRESS
IDENTIFICAZIONE SPETTROMETRICA DI COMPOSTI ORGANICI R.M. SILVERSTEIN, F.X. WEBSTER, D.J. KIEMLE SECONDA ED. CASA EDITRICE AMBROSIANA
INTRODUCTION TO SPECTROSCOPY D.L. PAVIA,G.M. LAMPMAN, G.S. KRIZ
MODERN SPECTROSCOPY FOURTH EDITION -J. MICHAEL HOLLAS. ED. JOHN WILEY & SONS
SPECTROSCOPY FOR THE BIOLOGICAL SCIENCES GORDON G. HAMMES, ED. JOHN WILEY & SONS
Altre Informazioni
GLI APPUNTI DEL CORSO SONO RESI DISPONIBILI SUL SITO WEB DEI DOCENTI.
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2021-06-28]