PRESENTAZIONE

L’insegnamento affronta le interazioni molecolari coinvolte nei fenomeni biologici e introduce le tecniche biofisiche di indagine che ne permettono una caratterizzazione quantitativa. Particolare attenzione è rivolta agli aspetti applicativi con ricadute in ambito biomedico e diagnostico, biotecnologico-alimentare e forense.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L’insegnamento intende fornire conoscenze sulle interazioni che stabilizzano le macromolecole biologiche e che intervengono nei processi vitali. Si prefigge inoltre di far acquisire allo studente la conoscenza delle basi delle principali tecniche biofisiche impiegate per la caratterizzazione dei sistemi di interesse biologico.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Al termine dell’insegnamento lo studente sarà in grado di:

- comprendere le interazioni che stabilizzano la struttura delle macromolecole biologiche e che intervengono nei processi che coinvolgono più molecole (interazione ligando-recettore, auto-organizzazione dei lipidi di membrana, aggregazione proteica…)

- conoscere le principali tecniche sperimentali di caratterizzazione biofisica (diffrazione dei raggi X, diffusione quasi-elastica della luce, microscopia e spettroscopia Raman e in fluorescenza, microscopia e spettroscopia a forza atomica, patch-clamp) e descrivere esempi concreti di applicazione delle varie tecniche.

PREREQUISITI

Per affrontare efficacemente i contenuti dell'insegnamento sono opportune le conoscenze di base acquisite nei primi due anni di una laurea triennale di ambito scientifico.

MODALITA' DIDATTICHE

L'insegnamento è articolato in lezioni frontali (2 cfu, 16 ore) e attività di laboratorio (1 cfu, 16 ore).

Tutte le attività si svolgeranno in presenza. La frequenza alle lezioni è fortemente consigliata.

Le lezioni frontali saranno erogate mediante presentazioni multimediali. Le attività di laboratorio permetteranno agli studenti di entrare in contatto con le problematiche e le tecniche di indagine biofisiche introdotte nelle lezioni frontali.

Gli studenti che hanno una certificazione valida di disabilità fisica o di apprendimento depositata presso l'Ateneo e che desiderano discutere possibili agevolazioni o altre circostanze riguardanti lezioni, compiti e esami, dovrebbero parlare sia con il docente sia con la Professoressa Sara Ferrando (sara.ferrando@unige.it), referente del Dipartimento per le disabilità.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Il programma dell’insegnamento prevede la presentazione e la discussione dei seguenti argomenti:

Interazioni molecolari. Struttura delle proteine e biocristallografia a raggi X. Membrane biomimetiche. Interazioni tra complessi supramolecolari: particelle in sospensione, potenziale zeta e stabilità. Caratterizzazione delle dimensioni di particelle (proteine, micelle, liposomi e altre particelle colloidali) e monitoraggio di processi di aggregazione mediante diffusione dinamica della luce. Potenziale elettrochimico ed equilibri di membrana: equilibrio di Nernst, osmotico e Donnan. Potenziale di membrana. Meccanismi di trasporto: leggi della diffusione e migrazione.  Conduzione passiva del segnale elettrico e genesi del potenziale d'azione. La tecnica del patch clamp per lo studio di singoli canali in neuroni, anche in relazione a stati patologici o a test di farmaci. Tecniche di microscopia e spettroscopia per lo studio di sistemi biologici a livello molecolare e cellulare, in condizioni fisiologiche e patologiche. Microscopia e spettroscopia in fluorescenza. Super-risoluzione ottica di sistemi cellulari. Spettroscopia Raman. Microscopia e spettroscopia a forza atomica: dall’imaging ad alta risoluzione alla meccanobiologia. Applicazione combinata di tecniche microscopiche e spettroscopiche per lo studio del processo di aggregazione amiloide.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

• Israelachvili J. Intermolecular and Surface Forces, Academic Press - Elsevier

• Phillips, R., Kondev, J., Theriot, J., Physical Biology of the Cell, Garland Science.

• Taglietti V., Casella, C., Fisiologia e biofisica delle cellule, EdiSES.

• Rhodes, G. Crystallography made crystal clear, Academic Press.

• Diapositive su Aulaweb

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Consultare orario dettagliato al seguente link: https://easyacademy.unige.it/portalestudenti/

Orari delle lezioni

BIOFISICA

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

L'esame consiste in una prova orale sugli argomenti trattati a lezione. Il programma dettagliato degli argomenti svolti è reperibile su Aulaweb. L'esame orale è sempre condotto dal docente responsabile del corso e da un altro docente di ruolo ed ha una durata di almeno 30 minuti.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

I dettagli sul grado di approfondimento richiesto per ogni argomento verranno forniti nel corso delle lezioni.

La prova orale permetterà di valutare il grado di competenza acquisito dagli studenti rispetto al programma dell'insegnamento. Nella valutazione della prova orale saranno considerati il livello di comprensione dell'argomento, la qualità dell'esposizione, l'utilizzo corretto del lessico specialistico, la capacità di ragionamento critico.