Obiettivi formativi
Oggetto del corso di fotobiologia è lo studio della interazione della luce con la materia vivente e della fenomenologia associata. Nei vari organismi la presenza di fotorecettori (sistemi proteici-cromoforici integrati) consente una gamma di fotorisposte che variano dalla conversione dell' energia luminosa in energia chimica ai fenomeni visivi. Sistemi fotoattivi artificiali o semi-artificiali sono invece utlizzati in fotomedicina, ad esempio nella terapia fotodinamica del cancro. Questi aspetti verrano illustrati durante il corso, assieme alle tecniche biofisiche utilizzate per elucidare i meccanismi molecolari e fisici responsabili delle fotorisposte, gli aspetti fotochimici, e la relazione fra struttura e funzione nei fotorecettori e negli intermedi transienti delle reazioni fotoindotte.
Prerequisiti
Biochimica di base; transizioni elettroniche
Contenuti dell'insegnamento
<br />1. Introduzione alla fotobiologia. 1a Le leggi della fotochimica e gli Stati eccitati 1b.Termini e concetti associati con la emissione di luce e sorgenti luminose. 1c: Termini e concetti associati con la ricezione di luce. 1d. Tecniche spettroscopiche utilizzate in fotobiologia.<br /> 2. Generalità sui fotorecettori. 2a. Convertitori di energia e fotorecettori sensoriali 2b. I meccanismi fotochimici primari 2c. Il concetto di fotociclo <br />3. I meccanismi molecolari della conversione luce-energia metabolica. 3a. La batteriorodopsina: una pompa protonica fotoindotta. 3b. Fotosintesi anossigenica e ossigenica 3c. Termodinamica della conversione luce-energia metabolica <br />4. I meccanismi molecolari della fotorecezione sensoriale 4a. Le rodopsine 4b. I fitocromi e la fotomorfogenesi 4c: i fotorecettori di luce blu <br />5. Approfondimento sui metodi biofisici per lo studio di fotorecettori biologici e intermedi nelle reazioni fotoindotte: il caso della batteriorodopsina <br />6. La fototerapia e la fotoprotezione. 6a. Fotochimica nella fototerapia dell'ittero neonatale. 6b. Meccanismi di fotosensibilizzazione e terapia fotodinamica. 6c. Le fotoliasi nella riparazione di lesioni al DNA 6d. Le melanine 6e Ritmi circadiani
Programma esteso
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Bibliografia
Per una introduzione alla fotobiologia<br />www.kumc.edu/POL/ASP_Home/asp_bro2.html
Metodi didattici
Lo studente dovrá dimostrare di conoscere i concetti fondamentali della fotobiologia e le tecniche biofisiche utilizzate per investigare i fotorecettori biologici. Essendo la fotobiologia un campo di studio "di confine" che coinvolge diverse discipline scientifiche (dalla bioinformatica alla biologia molecolare, fino alle tecniche biofisiche piú avanzate) lo studente dovrá dimostrare capacitá di integrare le informazioni che pervengono da diversi approcci investigativi. Per questo, alla fine del corso, sará assegnato un tema d´esame che richiederá oltre alle conoscenze di base sulla fotobiologia, anche la lettura di alcune pubblicazioni su un argomento attinente al corso, da concordarsi con il docente.
Modalità verifica apprendimento
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Altre informazioni
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