L’insegnamento “Biochimica vegetale” rientra nell’ambito delle attività formative di Fisiologia Vegetale del corso di Laurea Magistrale in Biologia per la Ricerca Molecolare, Cellulare e Fisiopatologica. Il corso di studio è volto a focalizzare l’attenzione sui metabolismi specifici delle piante e sui composti bioattivi di origine vegetale. In particolare, l’insegnamento si propone di fornire conoscenze su aspetti specifici di: 1) regolazione del metabolismo primario e secondario nelle interazioni pianta-ambiente/organismi; 2) meccanismi di difesa in risposta agli stress ambientali; 3) vie di bio-segnalazione; 4) molecole bioattive: ruoli funzionali e applicazioni.
scheda docente materiale didattico
MECCANISMI DI DIFESA IN RISPOSTA AGLI STRESS AMBIENTALI: Effetti degli stress biotici, abiotici e dei principali inquinanti sul metabolismo primario e secondario. Cambiamenti climatici, plasticità fenotipica e risposte di difesa integrate a stress multipli. Siti di regolazione all’interfaccia fra metabolismo primario e secondario. La plasticità metabolica: modulazione delle vie metaboliche in risposta alle variazioni delle condizioni ambientali. Effetti dell’ambiente su produzione e accumulo di metaboliti secondari e composti bioattivi.
VIE DI BIO-SEGNALAZIONE. Risposte di difesa e vie di bio-segnalazione intracellulare e intercellulare. La coordinazione delle risposte fra organi diversi. Risposte sistemiche. Modalità di segnalazione fra siti di percezione e siti di risposta distali. La propagazione di segnali elettrici attraverso la pianta: le nuove frontiere della Fisiologia Vegetale. Il potenziale d’azione negli organismi vegetali e la trasmissione veloce del segnale a lunga distanza foglia-foglia, radice-foglia e viceversa.
MOLECOLE BIOATTIVE: RUOLI FUNZIONALI E APPLICAZIONI. Le basi chimiche della comunicazione pianta-ambiente. Le piante officinali e i composti bioattivi. Flavonoidi, Carotenoidi e Alcaloidi: ruoli funzionali e applicazioni nel campo cosmetico, farmacologico, nutraceutico. Integratori, coloranti e additivi alimentari. Oli essenziali. Tinture madri. Produzione di metaboliti bioattivi in vitro da colture cellulari e di tessuti. Biotrasformazioni, bioreattori e fermentatori. Approcci biotecnologici.
Biochimica vegetale
Attività pratica di laboratorio.
Esercitazione 1: titolazione dell’acido ascorbico ed analisi della stabilità all’alta temperatura.
Esercitazione 2: saggio enzimatico spettrofotometrico e analisi istochimica dell’attività perossidasica in piantine di mais e lenticchie cresciute al buio e alla luce
Esercitazione 3: saggio enzimatico dell’attività amino-ossidasica con metodo indiretto accoppiato alla perossidasi e metodo diretto dell’orto-aminobenzaldeide in piantine di mais e lenticchie cresciute al buio e alla luce. Comparazione dei metodi.
2) Molecole Bioattive delle piante. Massimo Maffei; Published by the author.
3) Biologia delle Piante. Vol 2: Interazioni con l’ambiente e Domesticazione. Smith A. M. et al.; Zanichelli.
4) Articoli scientifici e lezioni in power point fornite dal docente
La Prof.ssa riceve tutti i giorni previo appuntamento via email: alessandra.cona@uniroma3.it
Mutuazione: 20410526 Biochimica vegetale in Biologia per la ricerca molecolare, cellulare e fisiopatologica LM-6 CONA ALESSANDRA
Programma
LEZIONI INTRODUTTIVE: Metabolismo primario e secondario. Vie biosintetiche dei composti fenolici, dei terpeni e dei composti contenenti azoto (alcaloidi, glucosidi cianogenici e glucosinolati). Enzimi chiave delle principali vie metaboliche e regolazioni omeostatiche (meccanismi trascrizionali, allosterici, redox e post-traduzionali: l’esempio dell’ADP glucosio pirofosforilasi). Enzimi target di erbicidi.MECCANISMI DI DIFESA IN RISPOSTA AGLI STRESS AMBIENTALI: Effetti degli stress biotici, abiotici e dei principali inquinanti sul metabolismo primario e secondario. Cambiamenti climatici, plasticità fenotipica e risposte di difesa integrate a stress multipli. Siti di regolazione all’interfaccia fra metabolismo primario e secondario. La plasticità metabolica: modulazione delle vie metaboliche in risposta alle variazioni delle condizioni ambientali. Effetti dell’ambiente su produzione e accumulo di metaboliti secondari e composti bioattivi.
VIE DI BIO-SEGNALAZIONE. Risposte di difesa e vie di bio-segnalazione intracellulare e intercellulare. La coordinazione delle risposte fra organi diversi. Risposte sistemiche. Modalità di segnalazione fra siti di percezione e siti di risposta distali. La propagazione di segnali elettrici attraverso la pianta: le nuove frontiere della Fisiologia Vegetale. Il potenziale d’azione negli organismi vegetali e la trasmissione veloce del segnale a lunga distanza foglia-foglia, radice-foglia e viceversa.
MOLECOLE BIOATTIVE: RUOLI FUNZIONALI E APPLICAZIONI. Le basi chimiche della comunicazione pianta-ambiente. Le piante officinali e i composti bioattivi. Flavonoidi, Carotenoidi e Alcaloidi: ruoli funzionali e applicazioni nel campo cosmetico, farmacologico, nutraceutico. Integratori, coloranti e additivi alimentari. Oli essenziali. Tinture madri. Produzione di metaboliti bioattivi in vitro da colture cellulari e di tessuti. Biotrasformazioni, bioreattori e fermentatori. Approcci biotecnologici.
Biochimica vegetale
Attività pratica di laboratorio.
Esercitazione 1: titolazione dell’acido ascorbico ed analisi della stabilità all’alta temperatura.
Esercitazione 2: saggio enzimatico spettrofotometrico e analisi istochimica dell’attività perossidasica in piantine di mais e lenticchie cresciute al buio e alla luce
Esercitazione 3: saggio enzimatico dell’attività amino-ossidasica con metodo indiretto accoppiato alla perossidasi e metodo diretto dell’orto-aminobenzaldeide in piantine di mais e lenticchie cresciute al buio e alla luce. Comparazione dei metodi.
Testi Adottati
1) Biochemistry and Molecular Biology of Plants. Buchanan et al.; John Wiley & Sons Inc2) Molecole Bioattive delle piante. Massimo Maffei; Published by the author.
3) Biologia delle Piante. Vol 2: Interazioni con l’ambiente e Domesticazione. Smith A. M. et al.; Zanichelli.
4) Articoli scientifici e lezioni in power point fornite dal docente
La Prof.ssa riceve tutti i giorni previo appuntamento via email: alessandra.cona@uniroma3.it
Modalità Erogazione
Il corso si svolgerà con lezioni frontali. Le lezioni saranno coadiuvate da filmati e saranno anche implementate dalla consultazione di specifiche banche dati internazionali e siti web. Nel caso di un prolungamento dell’emergenza sanitaria da COVID-19 saranno recepite tutte le disposizioni che regolino le modalità di svolgimento delle attività didattiche e della valutazione degli studenti.Modalità Valutazione
MODALITÀ D’ESAME Opzione 1: Esame orale su tutto il programma svolto Opzione 2: L’esame prevede una domanda sui ruoli funzionali dei composti bioattivi (punto 4 del programma) e la presentazione di un elaborato finale, su un argomento a scelta dello studente in relazione a stress ambientali e vie di segnalazione (punti 1, 2 e 3 del programma). In particolare l’elaborato integra i diversi aspetti della problematica scelta e affronta in maniera analitica un aspetto specifico. Questa modalità prevede la preparazione di una tesina scritta ed una presentazione orale in power point esposta davanti alla commissione d’esame. La tesina va consegnata al docente prima dell’esame orale e sarà oggetto di valutazione. Nel caso di un prolungamento dell’emergenza sanitaria da COVID-19 saranno recepite tutte le disposizioni che regolino le modalità di svolgimento delle attività didattiche e della valutazione degli studenti. In particolare, si applicheranno le seguenti modalità: esame orale mediante piattaforma Teams.