L'insegnamento si focalizzerà sullo studio dei meccanismi molecolari le cui alterazioni sono alla base delle malattie metaboliche umane. Verranno inoltre descritte le tecniche molecolari di tipizzazione del genoma per la diagnosi di malattie ereditarie e la valutazione della predisposizione genetica alle malattie metaboliche.

Programma.

1.  Introduzione al corso.

La genetica biochimica. La definizione di salute secondo l’OMS. La malattia, la sindrome e la condizione. Le malattie metaboliche ereditarie. Le malattie metaboliche multifattoriali. Le malattie metaboliche endocrine.

2.  Il metabolismo nell'uomo.

La bioenergetica. La catalisi enzimatica. Gli isoenzimi, gli allozimi e le varianti genetiche di un enzima. Cenni di nutrizione.

3.  L'anatomia del genoma umano.

L’impacchettamento del genoma eucariotico. Le modificazioni dei nucleosomi. Il DNA satellite. Le sonde alfoidi. Il centromero. La struttura del cromosoma eucariotico. I trasposoni. Gli elementi di controllo. I retrotrasposoni. Le ripetizioni LINEs e SINEs. La famiglia Alu. La componente genica del genoma umano. Le famiglie geniche. I loci delle α- e β-globine. Gli pseudogeni. Il DNA ribosomiale (rDNA). L’organizzatore nucleolare.

4.  Le basi molecolari della diversità degli anticorpi.

Il locus MHC. I loci delle catene leggere. Il locus della catena pesante. I meccanismi molecolari della ricombinazione somatica. L’esclusione allelica.

5.  Le mutazioni che causano le malattie metaboliche ereditarie.

Le cause molecolari delle mutazioni. Le mutazioni puntiformi. Lo scivolamento replicativo. Le mutazioni cromosomiche. L’emoglobinopatie e le talassemie. Le mutazioni del cariotipo.

6.  La genetica delle malattie metaboliche.

L’ereditarietà delle malattie metaboliche monogeniche. Gli effetti dell’allele mutato. L’aploinsufficienza. La sovradominanza. Le mutazioni dei geni strutturali. L’acondroplasia. Le malattie monogeniche autosomiche dominanti: la penetranza incompleta e l’espressività variabile. La sindrome di Waardenburg. Le malattie monogeniche recessive: la pleiotropia e la complementazione. Le malattie monogeniche legate all’X. L’eterogeneità genetica.

7.  La tipizzazione del genoma.

I polimorfismi di lunghezza a sequenza semplice. I minisatelliti. Il test di paternità. I microsatelliti. Le sequenze STRs e il fingerprinting genetico. Il database CODIS. I polimorfismi a singolo nucleotide, SNPs. La tecnica per lo studio degli RFLP. Le tecniche di sequenziamento di seconda generazione. Il database dbSNP. SNPs e Alzheimer.

8.  La regolazione dell’espressione genica.

Il nucleo del promotore. L’assemblaggio del complesso di preinizio. Il mediatore. Gli elementi prossimali e a lungo raggio.

9.  La trasduzione del segnale.

I recettori intracellulari. I recettori a serpentina. La proteina G, gli effettori.

I recettori a tirosina chinasi. Il dominio SH2, gli adattatori. Il meccanismo d’azione di NF-kB. L’attivazione di STAT. Le vie di RAS.

10.   Gli errori congeniti del metabolismo.

Le malattie metaboliche ereditarie monogeniche. La frequenza: incidenza e prevalenza. Le malattie del metabolismo dei carboidrati, degli aminoacidi e delle purine.

11.   Le iperlipidemie.

Il trasporto ematico dei lipidi. Le apolipoproteine. I chilomicroni. Le VLDL, IDL e LDL. Le HDL Le iperlipoproteinemie secondo la classificazione di Fredrickson. L’ipercolesterolemia familiare. La disbetalipoproteinemia familiare e il deficit di lipoproteina lipasi.

12.   Le iperglicemie.

Il mantenimento dell’omeostasi del glucosio ematico. Il ruolo dell’insulina: la biosintesi e i meccanismi d’azione. La funzione del glucagone. L’adrenalina e il cortisolo. Il diabete di tipo 1 e le implicazioni metaboliche. Il diabete di tipo 2 e l’insulino-resistenza.

Elenco delle malattie metaboliche.

Metabolismo carboidrati:

• Malattia di von Gierke
• Morbo di Pompe
• Malattia di Cori o di Forbes
• Malattia di Andersen
• Sindrome di McArdle
• Sindrome di Hers
• Galattosemia tipo I
• Galattosemia tipo II
• Galattosemia tipo III
• Carenza di glucosio-6-fosfato deidrogenasi
• Diabete mellito di tipo 1
• Diabete mellito di tipo 2

Metabolismo aminoacidi:

• Fenilchetonuria
• Iperfenilalaninemia Fenilchetonuria, tipo 2
• Alcaptonuria

Metabolismo purine:

• Sindrome di Lesch-Nyhan
• Deficit di adenosina deaminasi

Iperlipidemie:

• Sindrome di Buerger-Gruetz o deficit familiare di lipoproteina lipasi 1
• Ipercolesterolemia familiare
• Iperlipidemia combinata familiare
• Ipertrigliceridemia familiare
• Disbetalipoproteinemia familiare

Lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito la padronanza delle conoscenze sulle malattie metaboliche trattate nel corso (conoscenza e capacità di comprensione); di essere in grado di elaborare autonomamente le nozioni acquisite allo scopo di individuare i meccanismi molecolari o biochimici responsabili delle patologie metaboliche nonché la loro eziopatogenesi (autonomia di giudizio). Lo studente dovrà mostrare la capacità di integrare ed aggiornare le proprie conoscenze utilizzando i principali strumenti bioinformatici (conoscenza e capacità di comprensione applicate); dovrà, inoltre, dimostrare di sapere comunicare in modo chiaro le conoscenze acquisite (abilità comunicative) e le conclusioni logiche che scaturiscono dallo studio della disciplina (capacità di apprendere).

Il materiale didattico predisposto dalla/dal docente in aggiunta ai testi consigliati (come ad esempio diapositive, dispense, esercizi, bibliografia) e le comunicazioni della/del docente specifiche per l'insegnamento sono reperibili all'interno della piattaforma Moodle › blended.uniurb.it

Test di autovalutazione anonimi costituti da domande a risposta chiusa.

I test verranno svolti durante le lezioni e non verranno valutati per il superamento dell’esame finale.

Modalità didattiche

Lezioni frontali.

Testi di studio

Daipositive delle lezioni e appunti in formato elettronico.
Testi di consultazione:
DR Ferrier "Le basi della biochimica" 2015 Zanichelli;
DL Nelson, MM Cox "Introduzione alla biochimica di Lehninger" 2015 Zanichelli.

Modalità di
accertamento

Ai fini dell'accertamento della preparazione, al termine del corso, lo studente dovrà scrivere un breve elaborato sulla malattia metabolica assegnatagli dal docente e discuterlo attraverso una presentazione elettronica. L’elaborato deve essere redatto secondo le modalità indicate durante le lezioni e pubblicate sui siti istituzionali (link_wd) (link_pp). Tale prova d’esame avrà un peso del 50% sulla valutazione finale. L’esame si conclude con un prova orale di due argomenti (25% - 25%) scelti tra quelli svolti durante le lezioni. L’accertamento sarà finalizzato al verificare le capacità di sintesi dello studente e le sue abilità comunicative ed espressive, nonché l'avvenuta acquisizione della terminologia scientifica appropriata.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.