- Oggetto:
- Oggetto:
Biophysics
- Oggetto:
Biofisica
- Oggetto:
Anno accademico 2023/2024
- Codice attività didattica
- FIS0197
- Docenti
- Alessandra Fiorio Pla (Titolare)
Tullio Genova (Titolare) - Corso di studio
- 008510-101 Laurea Magistrale in Fisica ind. Fisica Nucleare e Subnucleare e Biomedica
- Anno
- 2° anno
- Periodo
- Primo semestre
- Tipologia
- D=A scelta dello studente
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD attività didattica
- BIO/09 - fisiologia
- Erogazione
- Tradizionale
- Lingua
- Inglese
- Frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia esame
- Orale
- Propedeutico a
-
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
In line with the general objectives of the master, which provides for the second year several courses referred to fundamental biological context such as General Physiology and Biophysics, the course aims at focusing the relevant issues of classical biophysics. The course aims to foster the training of students in the application of the physical sciences and engineering to fundamental biological questions at the molecular, cellular, and systems levels.
L'insegnamento si propone di approfondire alcuni aspetti della biofisica cellulare. 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
In line with knowledges and competences required to define the professional profile characterizing the Physicist, the course expect the following results of learning outcomes:
Knowledge and learning abilities: Knowledge about the foundations of classical biophysics of bioelectric processes and of the modern re-visitation of these concepts with the tools of molecular biology.
Ability to use knowledge and understanding.
Ability to utilize the concepts learned during the course to interpret and understand scientific articles.
Autonomy of judgement
Ability to critically evaluate information, even if contradicting, that can be found in the literature Communication skills: capability in presenting in a synthetic and clear form the main contents of a scientific article
Learning skills in focussing on the most relevant aspects of scientific information
Coerentemente con le conoscenze e competenze richieste per definire il profilo professionale caratteristico di un Fisico Bionmedico, il corso prevede i seguenti risultati dell’apprendimento:
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
conoscenze delle principali acquisizioni della biofisica classica dei fenomeni bioelettrici e della moderna
interpretazione con gli strumenti della biologia molecolare
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
capacità di utilizzare i concetti acquisiti per l'interpretazione e la comprensione di articoli scientifici
AUTONOMIA DI GIUDIZIO
capacità di valutare criticamente le informazioni, a volte contradditorie, che si ricavano dalla letteratura
ABILITÀ COMUNICATIVE capacità di presentare in modo sintetico e chiaro i contenuti di un articolo scientifico
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO
capacità di focalizzazione sugli aspetti più rilevanti dell'informazione scientifica
- Oggetto:
Programma
Cell membrane permeability: fluxes across the plasma membrane. Transporters classification. Fluxes and lows for neutral species and electrolytes; Fick; Nernst-Plank; Goldman-Hodgkin-Katz
Electrical properties of cell membranes. Action Potential. Patch clamp technique
Ion channels: Structure and function
Introduction to fluorescence and fluorophores.
Bioimaging techniques using fluorescent probes: FRET, FRAP, TIRF
Spatio-temporal features of calcium signaling
Functional analyses of ion channels: fluorescent probes to measure Ca2+ signals
pH sensitive ion channels and role in tumor progression
Research Assay
Practical work: Ca2+ imaging experiment; TEER analyses
Leggi che controllano la permeabilità della membrana cellulare Cell membrane permeability: leggi dei flussi per specie elettrolite ed anelettrolite. Fick; Nernst-Plank; Goldman-Hodgkin-Katz
Proprietà elettriche delle membrane cellular. Potenziale di membrana , potenziali graduati e potenziali d’azione: descrizione del modello di Hodgkin e Huxley. Tecnica del voltage e patch clamp.
Canali ionici: struttura e funzione. Descrizione delle proprietà biofisiche
Introduzione alla fluorescenza ed ai fluorofori.
Tecniche di live cell imaging in fluorescenza: FRET, FRAP, TIRF
Caratteristiche spazio-temporali dei segnali di Ca2+
Analisi funzionale dei canali ionici: utilizzo di sonde fluorescent per lo studio dei segnali di Ca2+
Canali ionici sensibili al pH e ruolo nella progressione tumorale
Research assay: approfondimento di un argomento trattato a lezione
Esercitazioni pratiche: esperimenti di Ca2+ imaging
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Lectures(hours N.): 32and
practical activities in laboratory (Hours N.): 32
Research assay: 16
All lessons will be delivered in presence. Alternative online teaching (by streaming) may be introduced according to the University recommendations related to the status of the COVID-19 pandemic. Instructions for using the platform are available and accessible on the UniTo website.
In particular, the teaching will be delivered in the form of:
- Lectures, interactive simulations, and discussion in presence on the topics of the program;
- Recordings of the streaming of lectures uploaded on the Moodle platform;
- Integrative activities:
- specific readings available on Moodle platform;
- exercises and self-assessment questions provided on Moodle platform;
- in-depth videos on specific topics uploaded on the Moodle platform.
- Practical activities will be held in the laboratories of the Department of Life Sciences and Systems Biology. Practical activities will imply also a part data analyses
Lezioni frontali (N.ore)/ lectures (hours N.): 32
Pratica di laboratorio (N.ore): 32
research assay (N.ore): 16
Tutte le lezioni si terranno in presenza. La modalità a distanza (in streaming) potrà essere introdotta su indicazione dell'Ateneo in base alle misure sanitarie relative allo sviluppo della pandemia di COVID-19.
In particolare, verranno utilizzate le seguenti forme d’insegnamento:
- Lezioni frontali, e discussioni in presenza sui diversi argomenti del programma;
- Registrazione delle lezioni in streaming che verranno pubblicate nella piattaforma Moodle
- Attività Integrative:
- Letture ed approfondimenti disponibli sulla piattaforma Moodle
- Esercizi e test di autovalutazione disponibli sulla piattaforma Moodle;
- Video di approfondimentosu argomenti specifici che verranno messi a disposizione sulla piattaforma Moodle.
- Attività pratiche: le attività si terranno neli laboratori del Dipartiemnto di Scienze della Vita e Biologia dei Sistemi. L'attività pratica prevede anche un aparte di analisi dei dati che si terrà nell'aula informatica
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
Examinations will be based on material covered in lectures, on site activities and assigned assays on practical activities.
Practical work:
students will perform specific experiments concerning selected topics presented in the lectures including data analyses. The outcome of the work will be presented in form of final report (Practical Report) that will be part of the final evaluation. Correspondence between vote to the Practical report and additional points for final exams is as follows: 22-23, 2 points; 24-25, 4 points; 26-27, 6 points; 28-30, 8 points.
Research Assay:
This at-home assignment will refer to specific topics of the course. The essay (up to 2000 words + figures, tables and references) will be prepared by groups of usually two students and presented orally by the end of the semester. The Research Essay will give rise to a maximum of 12/30 points.
Final exam – This exam will be an oral exam based on the topics presented during the course. The maximum grade will be 12/30. Grading 31-32 will give rise to “ 30 cum laude”
La verifica dell'apprendimento sarà basata sul materiale presentato durante le lezioni frontali, il materiale di approfondimento, seminari ed esercitazioni.
Report scritto riguardante le esperienze dell'esercitazioni. Il risultato del lavoro sarà presentato in forma di una relazione scritta la cui valutazione concorrerà alla valutazione finale. La corrispondenza tra il voto della relazione scritta e ed i punti per l'esame finale sono i seguenti: 22-23, 2 punti; 24-25, 4 punti; 26-27, 6 punti; 28-30, 8 punti
Report di approfondimento su un argomento trattato a lezione. L'elaborato (2000 parole pagine + figure, tabelle e referenze) verrà proposto da piccoli gruppi e presentato in forma di seminario orale alla fine del corso. La valutazione porterà ad un massimo di 11/30
Esame orale basato sul programma presentato a lezione. Il voto massimo assegnato sarà di 12/30.
Il voto finale sarà quindi la somma dei 3 voti parziali. Le votazioni 31 verranno valutate come 30 e lode.
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Attività di supporto
Testi consigliati e bibliografia
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The following textbook, written in English, is suggested:
Ion Channels of Excitable Membranes, Third Edition-Bertil Hille, Sinauer Press.
Ion Channels of Excitable Membranes, Third Edition-Bertil Hille, Sinauer Press.
Fisiologia - Molecole, cellule e sistemi,
Egidio D'Angelo, Antonio Peres
Edi-ermes
ISBN 9788870512977
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Note
No previous attendance is mandatory. Attendance at the course is not mandatory, but strongly reccomended.
Nessuna propedeuticità obbligatoria. Frequenza non obbligatoria, ma fortemente consigliata.
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Orario lezioni
Giorni Ore Aula Martedì 11:00 - 13:00 Venerdì 11:00 - 13:00 Lezioni: dal 03/10/2023 al 12/01/2024
Nota: Aula C dipartimento di Scienze della Vita e Biologia dei sistemi, Via Accademia Albertina 13
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- Aperta
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