CFU
6
Durata
14 Settimane
Semestre DD
Primo
Struttura primaria: le sequenze proteiche, codici di allineamento e programmazione dinamica. Metodi di analisi statistica delle sequenze (Dot-Plot; Needlman-Wunsch; etc.). L’evoluzione e le matrici di somiglianza: le matrici PAM. Divergenza e convergenza evolutiva. Il sistema immunitario, la mimesi molecolare e le malattie autoimmuni: un esempio di convergenza evolutiva. Evoluzione e costanti biologiche: 4 basi; 20 amino acidi (a.a).; tutti gli a.a. sono levogiri; tutti gli a.a. sono alpha. Struttura secondaria: alpha-elica e beta-foglietto; stabilità delle strutture secondarie: idropaticità e DeltaG di trasferimento; profili di idropaticità e anfifilicità; modello di Kauzmann. Struttura terziaria: Forze che determinano il folding. Simulazioni numeriche: Dinamica Molecolare (MD), Dinamica di Langevin, Monte Carlo e Ibrido Monte Carlo. MD ab initio (Car-Parrinello). Il misfolding e l’aggregazione: il ruolo dei metalli. Le membrane cellulari: lipidi; micelle; Langmuir-Blodgett; lipid rafts. Le proteine di membrana. Tecniche spettroscopiche in biologia: limiti e potenzialità. Richiami di meccanica quantistica: teoria delle perturbazioni e sezioni d’urto. Spettroscopia di assorbimento a raggi X: apparato sperimentale; analisi del segnale ed estrazione dei dati strutturali.
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.