CFU
6
Durata
14 Settimane
Semestre DD
Primo
Come si definisce un sistema vivente: il concetto di complessità. La formazione del sistema solare, l’evoluzione del pianeta Terra e la comparsa della vita. Dalla protocellula (Oparin) alla cellula: procarioti ed eucarioti. La cellula: meccanismi di comunicazione e riconoscimento tra cellule. Le macromolecole: proteine, acidi nucleici, zuccheri e lipidi. Il messaggio biologico e la doppia elica del DNA: replicazione, trascrizione e traduzione. Sequenziamento e mappatura del DNA. La misura del contenuto informativo del genoma. I problemi NP-completi (il problema di Hamilton) e il DNA computing. La legge di Zipf e l'invarianza di scala. L’entropia relativa come misura della similarità tra stringhe di caratteri (DNA e proteine). Metodi matematici per l’analisi delle sequenze: processi di Markov; Teorema di Bayes nel continuo; pressione selettiva e abbondanza o rarità di oligonucleotidi; il modello evolutivo di Eigen. Le proteine, gli amino acidi e la catena polipeptidica. Proprietà fisico-chimiche degli amino acidi. Proteine: funzione e folding: struttura secondaria e terziaria. Interazione proteina-proteina. Struttura quaternaria e cooperatività: il modello MCW. Le banche dati: acidi nucleici e proteine.
OBIETTIVI FORMATIVI: L’insegnamento prevede sia lezioni frontali che esercitazioni allo scopo di acquisire le basi della fisica dei sistemi biologici utilizzando metodi matematici ed analisi fisiche dedicate.
CAPACITÀ DI APPRENDERE: L’insegnamento prevede sia lezioni frontali che esercitazioni
basate sulle conoscenze acquisite e svolte in modo collettivo o autonomo. Gli studenti dovranno sviluppare le capacità di apprendimento necessarie a intraprendere
gli studi successivi con un alto grado di autonomia.
COMUNICAZIONE: Verranno forniti gli strumenti perchè gli studenti possano comunicare
informazioni e proporre problemi e soluzioni al di fuori dell'ambito di studio a specialisti sia del proprio ambito disciplinare che in ambiti affini quali la Chimica, la Biologia e la Medicina.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Si deve formare lo studente in modo che acquisti la capacità di raccogliere e
interpretare i dati in modo da giudicarne la validità scientifica. Una attenzione particolare verrà data al problema oggi pressante di gestire le ricchissime banche dati disponibili.
CAPACITA' DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Le esercitazioni avranno lo scopo di verificare che gli studenti sono in grado di comunicare
informazioni, idee, problemi e soluzioni a interlocutori specialisti e non specialisti.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Si verificherà periodicamente che gli studenti stiano acquisendo quelle capacità necessarie a interpretare criticamente sia libri di testo specilistici che, e soprattutto (data la velocissima evoluzione del settore) articoli scientifici.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Il lavoro svolto nelle esercitazioni servrà anche a rendere gli studenti in grado di presentare la propria ricerca o i risultati di una ricerca bibliografica in pubblico. A tal fine e' importante
avere una conoscenza dell'inglese sufficiente per la comprensione di testi scientifici, attraverso la partecipazione a corsi di inglese specifici per la Macroarea di Scienze.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Saranno stimolati ad affrontare campi di ricerca interdisciplinari anche per mezzo di uno studio autonomo.