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Oggetto:
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Biofisica (coorte 2010/2011)

Codice attività didattica
MFN0393
Docente
Prof. Renzo Levi
Corso di studio
[f008-c501] LM in Biologia Cellulare e Molecolare (Classe LM-06)
Anno
2° anno
Tipologia
Caratterizzante
Crediti/Valenza
4
SSD attività didattica
BIO/09 - fisiologia
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Lezioni facoltative e esercitazioni obbligatorie
Tipologia esame
Orale
Oggetto:

Sommario del corso

Oggetto:

Programma


Biologia dei soluti; osmoregolazione, fitness dei soluti, cosolventi, urea e TMAO
Ruoli delle proteine di trasporto dei soluti e dell’acqua
Le tecniche e lo sviluppo storico della biofisica delle membrane
Circuiti equivalenti e loro descrizione matematica
La descrizione matematica della eccitabilità elettrica e le tecniche di simulazione
La teoria stocastica dei canali ionici e la relazione tra correnti di singolo canale e di insieme
I canali del potassio e la superfamiglia dei canali cationici (patologie)
I canali cationici della famiglia eNaC e i recettori canale (patologie)
I canali e trasportatori del cloro, gli ABC transporters (patologie)
Aqua- e gliceroporine e altri trasporti di soluti neutri (patologie)



Molecular biophysics is a rapidly evolving interdisciplinary area of research that combines concepts in physics, chemistry, engineering, mathematics and biology. It seeks to understand biomolecular systems and explain biological function in terms of molecular structure, structural organization, and dynamic behaviour at various levels of complexity.
The Course will mainly present biophysics of cell membrane transport systems, including not only ion channels but also other protein complexes including neutral molecule transports such as aqua- and glyceroporins. It will also stress the concept of multiple functions for a single molecule.
The first part of the course will introduce the major roles of the principal ionic and neutral solutes and their interaction with the major solvent, water. It will present among these subjects the roles of specific solvents such as urea or TMAO in modifying biochemical reactions. The presence of minor ions will also be considered. The basis of transport theory will be outlined.
The second part will focus on the techniques that are being developed to study transport biophysics with a rapid overview on their historical development. It will also mainly focus on understanding the data presented in the literatures, reading current traces, single channel analysis, time courses and IV plots.
The third part will introduce the theoretical approaches of electrophysiology, such as the electrical equivalents of membranes, channels and cells, thei mathematical representation, the standard theory of excitability and the stochastic nature of ion chanel transitions.
The final part will introduce the structure and functional domains of the major groups of ion channels and transporters. The role of natural (channelopathies) and artificial mutations will be the base to understand the functional studies.
The superfamily of cation channels (including the voltage dependent calcium, sodium and potassium channels), the eNaC family and several chloride transporter families will be thoroughly analyzed with the help of the most recent scientific papers.



Comprendere come  la struttura molecolare dei canali ionici e delle altre proteine di trasporto possa generare le complesse proprietà elettriche e la composizione dei soluti delle cellule e interagire in modo essenziale con la sopravvivenza e lo sviluppo di cellule e organismi.
Apprendimento dei principi di biofisica dei trasporti di membrana e fondamenti avanzati di elettrofisiologia cellulari. Ruoli biologici dei soluti ionici oltre la elettrofisiologia. Tecniche della biofisica cellulare. Equivalenza tra circuiti elettrici che rappresentano le membrane e strutture biologiche che li generano. Le proteine di membrana come interruttori e conduttori elettrici molecolari.
Apprendimento delle strutture molecolari che conferiscono ai canali ionici e ai trasportatori le loro proprietà e relazioni evolutive fra le principali famiglie. Principali patologie associate ai canali ionici e a altri trasportatori di membrana, tra cui ABC e aqua/gliceroporine.



Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile sul sito internet  (e dai computeres dell’Aua Informatica)

Materiale fornito dal docente composto di  presentazioni delle lezioni, siti e alcuni articoli di rassegna
Consigliato ma non obbligatorio il testo   Fisiologia (Vol. 1) A. Peres e E. D’Angelo EdiErmes



Orale
L'esame  si svolge, di norma, come segue:


Almeno due domande estese di cui una a carattere prevalentemente teorico (ad es. quale è il significato delle correnti di gating)  e una di descrizione di aspetti specifici di una proteina di trasporto o di un gruppo di meccanismi di trasporto (ad es. canali e trasportatori di anioni). In casi opportuni possono essere fatte altre domande. Il tempo dell’esame è di circa 30-40  minuti.



Non è richiesta nessuna propedeuticità.

La frequenza alle lezioni non è obbligatoria; per i corsi di laboratorio e le attività di esercitazione relative ai corsi la frequenza è obbligatoria e non può essere inferiore al 70% delle ore previste.  



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Note

Curriculum Biomolecolare

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    Ultimo aggiornamento: 12/10/2011 09:38
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