Dipartimento di Scienze della Vita e dell'Ambiente - Guida degli insegnamenti (Syllabus)

Programma

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BIOFISICA MOLECOLARE
FRANCESCO SPINOZZI

Sede Scienze
A.A. 2016/2017
Crediti 6
Ore 48
Periodo 1^ semestre
Lingua ITA
Codice U-gov SM04 5S058

Prerequisiti

Conoscenze di base di fisica, chimica, biochimica e biologia, con particolare riferimento alle proprietà molecolari della materia biologica.



Modalità di svolgimento del corso

Sono previste lezioni teoriche (5 crediti, 40 ore), E esercitazioni di laboratorio di raggi X (1 credito, 8 ore). La frequenza al corso, seppure non obbligatoria, è fortemente consigliata. La frequenza al al laboratorio di raggi X è obbligatoria.



Risultati di apprendimento attesi

Conoscenze:
Approfondire la conoscenza dei principi fisici che stanno alla base dei processi molecolari nei sistemi viventi, in riferimento alla termodinamica statistica, alla meccanica quantistica, alle forze intermolecolari e alla struttura dell'acqua. Conoscere le principali tecniche di indagine delle molecole biologiche basate sulla diffusione dei raggi X e dei neutroni.

Capacità di applicare le conoscenze:
Essere in grado di identificare le principali forze che regolano un processo biomolecolare e che determinano la struttura e la stabilità di proteine e aggregati lipidici. Eseguire un esperimento di diffrazione dei raggi X su dispersioni acquose di lipidi, analizzare i risultati e identificare la fase lipidica.

Competenze trasversali:
Lo svolgimento delle esercitazioni in laboratorio di raggi X, svolte mediante un lavoro di gruppo, e l'elaborazione della relazione di laboratorio contribuiscono a migliorare il grado di autonomia di giudizio e la capacità comunicativa degli studenti.



Programma

Contenuti (lezioni frontali, 7 CFU, 56 ore):
Richiami di termodinamica: energia libera e potenziale chimico Probabilità termodinamica e entropia Cenni di termodinamica statistica Alcuni fondamenti di elettrostatica Cenni di meccanica quantistica Geometria di una catena polimerica Forze intermolecolari La struttura dell’acqua, effetti di idratazione Molecole idrofobiche e idrofiliche Idratazione di proteine Teoria di Debye-Hückel Analisi conformazionale e forze che determinano la struttura delle proteine. I raggi X. Vettore di scattering. Fattori di struttura atomici. Scattering di un reticolo monodimensionale di atomi. Condizione di van Laue. Scattering di un reticolo 3D. Densità elettronica. Metodo delle sostituzioni isomorfe multiple. Diffrazione da polveri.  La legge di Bragg. Diffrazione di sistemi lipidi/acqua. Fasi lipidiche. Diffusione a piccolo angolo dei raggi X e dei neutroni. Fattore di forma e fattore di struttura di proteine in soluzione.

Esercitazioni di laboratorio raggi X(1 CFU, 8 ore):
Diffrazione di raggi X e fasi lipidiche



Modalità di svolgimento dell'esame

Metodi di valutazione dell’apprendimento:
L'esame consiste in una prova orale, durante la quale viene valutata la relazione di laboratorio di raggi X. 

Criteri di valutazione dell'apprendimento:
Viene valutata la capacità dello studente di conoscere l'apporto della biofisica molecolare nella descrizione quantitativa di importanti aspetti che riguardano la struttura e la trasformazione delle molecole biologiche.

Criteri di misurazione dell’apprendimento:
Il voto finale è misurato in una scala da 0 e 30. L’esame si intende superato quando il voto è maggiore o uguale a 18. È prevista l’assegnazione del massimo dei voti con lode (30 e lode).

Criteri di attribuzione del voto finale:
Il voto finale viene attribuito valutando la prova orale e tenendo conto della relazione di laboratorio. La lode viene attribuita quando lo studente abbia dimostrato piena padronanza della materia.



Testi consigliati

Appunti di lezione.
R. Glaser, Biophysics, Springer
K.E. van Holde, W.C. Johnson, P.S. Ho, Principles of Physical Biochemistry, Prentice Hall.
M. Daune, Molecular Biophysics, Oxford University Press.



Corsi di laurea
  • Biologia molecolare e applicata




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