PROCESSI BIOCHIMICI ED APPLICAZIONI BIOTECNOLOGICHE AGROALIMENTARI

Fornire conoscenze specifiche di Biochimica applicata allo studio della risposta delle piante agli ormoni e agli stress biotici ed abiotici e sulle applicazioni biotecnologiche  agroalimentari.

1. Conoscenza e comprensione

Al termine dell’insegnamento lo studente conoscerà i principali metaboliti primari e secondari delle piante e dei microrganismi, le principali vie biochimiche coinvolte nella loro formazione e il loro significato nella regolazione fisiologica e nella produttività vegetale. Conoscerà inoltre i principali processi biochimici coinvolti nella risposta delle piante agli ormoni e agli stress biotici e abiotici e i fondamenti delle applicazioni biotecnologiche agroalimentari.

2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Al termine dell’insegnamento lo studente sarà in grado di interpretare le principali vie metaboliche vegetali, di collegare i processi metabolici alla funzione biologica dei loro prodotti e di applicare le conoscenze acquisite all’analisi di processi e applicazioni biotecnologiche.

Attraverso le esercitazioni, le discussioni partecipative e le verifiche formative, lo studente svilupperà la capacità di analizzare criticamente i processi biochimici studiati e le relative applicazioni biotecnologiche.

4. Abilità comunicative

Attraverso le attività didattiche interattive e il colloquio d’esame, lo studente svilupperà la capacità di comunicare i contenuti della disciplina utilizzando un linguaggio biochimico appropriato.

5. Capacità di apprendimento

Lo studente sarà in grado di aggiornare e ampliare autonomamente le proprie conoscenze mediante l’utilizzo di testi, articoli scientifici e risorse bibliografiche e digitali.

L'insegnamento prevede 49 ore di lezione frontale (o a distanza) e 14 ore di esercitazioni in aula attraverso l'esposizione e dibattiti partecipati tra gli studenti su ricerche, casi studio o argomenti inerenti alle tematiche del corso.

Conoscenze di Biologia e di Biochimica generale, con particolare riferimento alle principali biomolecole e ai fondamenti del metabolismo cellulare.

Non vengono indicate specifiche denominazioni di insegnamenti, in conformità alle Linee guida PQA, così da consentire anche agli studenti provenienti da altri percorsi formativi di verificare il possesso delle conoscenze necessarie.

La frequenza è altamente consigliata, in quanto la partecipazione alle lezioni e alle esercitazioni favorisce il raggiungimento degli obiettivi formativi e consente di partecipare alle attività interattive previste dal corso.

Carboidrati, lipidi, proteine, acidi nucleici.

Principali vie metaboliche connesse alla formazione dei metaboliti secondari (Fotosintesi. Pool degli esoso fosfati. Sintesi e degradazione di saccarosio e di amido. Pool metabolico dei trioso fosfato/pentoso fosfato. Interazioni tra pool dell'esoso fosfato e del pentoso fosfato/trioso fosfato. Glicolisi, Via dei pentoso fosfati, Ciclo di Krebs. Fosforilazione ossidativa. Ossidasi alternativa. Sintesi e catabolismo degli acidi grassi. Fissazione simbiontica dell’azoto. Assorbimento e riduzione dei nitriti e dei nitrati. Assorbimento e trasporto del solfato. Via di assimilazione riduttiva del solfato.).

Composti fenolici: via dell’acido scichimico e degli aminoacidi aromatici. Biosintesi dei fenoli semplici.

Biosintesi della lignina. Cumarine. Stilbeni, dibenzili, benzochinoni, naftochinoni e antrachinoni. Biosintesi dei fenoli complessi: flavonoidi e tannini. Terpenoidi.

Via dell’acido mevalonico e biosintesi dell’isoprene.

Monoterpeni, sesquierpeni, diterpeni, triterpeni, tetraterpeni, politerpeni.

Metaboliti secondari contenenti azoto.

Alcaloidi. Alcaloidi nicotinici e tropanici. Alcaloidi isochinolinici. Alcaloidi indolici. Glucosidi cianonegetici. Glucosinolati. Aminoacidi non proteici.

Cenni sulle principali vie di trasduzione del segnale. Metaboliti secondari e ormoni vegetali nell'adattamento delle piante agli stress abiotici e biotici. 

Controllo di fitopatogeni mediante l’ingegneria genetica.

Ingegnerizzazione genetica dei lipidi per il miglioramento di oli alimentari. 

Applicazioni biotecnologiche sulla biosintesi di terpenoidi ed alcaloidi.

Ingegnerizzazione metabolica per la produzione di fenilpropanoidi: fonte di fibre avanzate, pigmenti, sostanze di interesse farmaceutico e di aromi.

Maffei – Biochimica vegetale – Piccin.

Taiz, Zeiger – Fisiologia vegetale – Piccin.

Dewick  P.M. – Chimica, Biosintesi e Bioattività delle Sostanze Naturali- Piccin.

Nelson D.L., Cox M.M. I principi di Biochimica di Lehninger. Edizione VIII. Ed. Zanichelli.

La verifica dell'apprendimento sarà orale e verterà esclusivamente sugli argomenti trattati a lezione. Le domande sono mirate alla valutazione ragionata della conoscenza del programma svolto.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere. A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale, in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze. È possibile rivolgersi anche al docente referente CinAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata — Servizi per le Disabilità e/o DSA) del Dipartimento (https://www.cinap.unict.it/content/referenti).

Criteri di valutazione:

Date appelli

Le date di esami saranno pubblicate nel sito del Dipartimento.

1) Descrizione di una via metabolica.

2) Funzione e biosintesi dei metaboliti bioattivi delle piante.

3) Produzione biotecnologica ed applicazioni di metaboliti bioattivi delle piante.