Vai al contenuto principale
Coronavirus: aggiornamenti per la comunità universitaria / Coronavirus: updates for UniTo Community
Oggetto:
Oggetto:

Biofisica

Oggetto:

Biophysics

Oggetto:

Anno accademico 2016/2017

Codice dell'attività didattica
MFN1460
Docente
Prof. Alessandra Fiorio Pla (Titolare del corso)
Corso di studi
008510-101 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica Nucleare e Subnucleare e Biomedica
Anno
2° anno
Periodo didattico
Primo periodo didattico
Tipologia
D=A scelta dello studente
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
BIO/09 - fisiologia
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Obbligatoria
Tipologia d'esame
Orale
Prerequisiti
Propedeutico a
Mutuato da
http://biotecnologieindustriali.campusnet.unito.it/do/corsi.pl/Show?_id=238a;sort=DEFAULT;search={docente}%20%3d~%20%2f^_fiorio%20.v.%2fm%20and%20{url_avvalenza}%20eq%20%27%27;hits=1
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

Il corso si propone di approfondire alcuni aspetti della biofisica classica. Ulteriore obiettivo formativo consiste nell’analizzare quantitativamente alcuni approcci tecnici e concettuali ai meccanismi di trasduzione del segnale intracellulare in chiave molecolare e postgenomica, con approfondimenti su temi particolari.



Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Oggetto:

Modalità di insegnamento

Oggetto:

Modalità di verifica dell'apprendimento

Modalità di esame: L’esame consisterà in una prova scritta, a domande aperte. Alla votazione finale concorrerà il giudizio sulla presentazione e discussione di un articolo che ogni studente dovrà svolgere nelle ore dedicate a Seminari. Nel caso lo studente voglia migliorare il voto ottenuto nello scritto, sosterrà una prova integrativa orale.



Oggetto:

Attività di supporto

Oggetto:

Programma

Le leggi del flusso applicate ai soluti ionici, partendo dalle equazioni del flusso viste nel corso di Fisiologia Cellulare. Cenni di termodinamica dei processi irreversibili. Richiami delle leggi dei flussi per soluti non ionici

 

Le leggi dell’elettrodiffusione. Da Fick a Nernst-Planck

Equilibrio e stazionarietà. Dai concetti termodinamici ai flussi di membrana. Diffusione libera e attraverso membrane. Dal potenziale di equilibrio dei singoli ioni al potenziale di riposo di una membrana selettiva: Goldman-Hodgkin-Katz

L’applicazione alle membrane biologiche i circuiti equivalenti di membrana. Permeabilità e conduttanze . Selettività, potenziale di inversione 

Membrane cellulari: struttura e funzione; Lipid rafts, caveolae, signalplexes

 

Membrane intracellulari: ruoli non convenzionali

Variazione dei rapporti di permeabilità e generazione di segnali elettrici ai capi della membrana: quali parametri chimici e fisici possono generare queste variazioni? Ligandi intra-ed extracellulari. Pressione, Temperatura, Interazioni proteina-proteina, Voltaggio. Ruolo del voltaggio come attivatore  particolare e specifico: la comunicazione veloce (ma non solo…). I canali voltaggio-dipendenti e l’eccitabilità elettrica: breve excursus storico

dal potenziale d’azione alle correnti: il modello di Hodgkin e Huxley

dalle correnti macroscopiche al singolo canale. Quando si precisa il concetto di canale? Canali VOCs e attivati da ligandi: una storia QUASI parallela.

TECNICHE DI STUDIO (CRISTALLOGRAFIA, TECNICHE ELETTROFISIOLOGICHE, BIOLOGIA MOLECOLARE)

teoria stocastica dei canali. Dal singolo canale alla corrente macroscopica

 

oltre H&H: i Ca2+ VOCs. Revisione del concetto di soglia di eccitabilità e di fenomeni tutto-nulla. La diversità dei canali per il K+.

 

ruoli dei VOCS in cellule non eccitabili: ruolo nella proliferazione cellulare e crescita tumorale dei canali per il Na, K VOCS

 

flussi di calcio e regolazione di processi funzionali: non solo Ca VOCs. I canali cationici attivati dal II messaggeri. 

 

—  simulazione al computer (3h)  

 

Ruoli dei canali indipendenti da ioni: canali ionici visti come proteine (enzimi, scaffold..)

Ruolo dei canali indipendente dal flusso di cariche: regolazione del volume cellulare.

 

due esempi di Canali ionici non VOCs: TRP channels and PIEZO (ampliando il discorso ENaC).

 

Dinamiche spaziotemporali di messaggeri diffusibili: Ca2+, NO, cAMP e AA. Proprietà strutturali e funzionali di microdomini intracellulari. Vincoli fisici e meccanici alla libera diffusione intracellulare.

 

Tecniche in fluorescenza per studiare secondi messaggeri in cellule vive (live cell imaging)

—  esposizione articolo (10’ + 5’ discussione)

 

 

 

 

 

 

 

Fluxes laws for ionic solutions. Themordinamics and ion fluxes. Electrodiffusion laws: from Fick to Nernst-Planck.

Equilibrium potentials and Nernst equation. Goldman- Hodgkin- Katz equation.

From theory to biological membranes: free diffusion and membrane diffusion. Membranes as circuits. Ion permeability, ion selectivity. Reversal potential.

Electrical signal generation across the membrane: chemical and physical parameters involved in eliciting electrical signals. Intra and extracellular ligands, pressure, temperature, Voltage.

Voltage and ligand-gated channels and their role in fast trasmission

Action Potential: Hodgkin and Huxley model. Whole cell and Single channel currents

Voltage gated Ca2+ and K+ channels

Cell membranes: lipid rafts, caveolae and signalplexes. Unconventional role for intracellular membranes.

Voltage-gated channels in non excitable cells: role in cell proliferation and tumor progression.

Ion channels as proteins: functional role independent from ion fluxes. Role in cell volume regulation.

Examples of non voltage-gated channels: TRP channels and PIEZO channels.

Spatiotemporal dinamycs of intracellular diffusible second messengers: Ca2+, gasotransmitters, cAMP.

Cellular bioimaging using fluorescent probes: FRET, FRAP, TIRF.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

Ion Channels of Excitable Membranes, Third Edition-Bertil Hille, Sinauer Press





Oggetto:

Orario lezioni

GiorniOreAula
Lunedì9:00 - 11:00
Venerdì9:00 - 11:00

Lezioni: dal 03/10/2016 al 25/11/2016

Nota: Le lezioni si svolgeranno nell'aula Aula B Dip. Scienze della vita e Biologia dei Sistemi

Oggetto:

Note

Nessuna propedeuticità obbligatoria. Frequenza non obbligatoria, ma fortemente consigliata.



Oggetto:
Ultimo aggiornamento: 12/01/2017 09:05