Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
FISICA ORD. 2014


6

Corsi comuni

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 48 0 0 85

Periodo

AnnoPeriodo
I anno2 semestre

Frequenza

Facoltativa

Erogazione

Convenzionale

Lingua

Italiano

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
27/02/201709/06/2017

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
affine/integrativo Nessun ambitoFIS/076


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
Prof. SENO FLAVIOFIS/03Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei"

Altri Docenti

Non previsti.

Attività di Supporto alla Didattica

Non previste.

Bollettino

Non previsti

Il corso si propone di illustrare agli studenti alcune delle piu’ stimolanti sfide culturali e scientifiche poste dalla biologia moderna e di mostrare loro come i metodi fisici possano permettere di dare risposte e di sviluppare nuovi modelli e nuove teorie

Lezioni frontali ed esercizi in aula

Cenni di teoria dei polimeri. Microstruttura dei polimeri. Omo-polimeri ed etero-polimeri. Natura frattale delle conformazioni polimeriche. Meccanismi di flessibilita’ nei polimeri. Conformazioni di catene ideali. Rapporto caratteristico di Flory. Lunghezza di Khun. Modello freely rotating chain. Lunghezza di persistenza. Modello worm like chain. Raggio di girazione. Distribuzioni di probabilita’. Energia libera di una catena ideale. Stretching di una catena ideale. Tecniche di scattering per la misura delle dimensioni polimeriche. Fattore di forma. Misure a basso angolo. Funzione di Debye. Effetto del volume escluso. Teoria di Flory. Forze molecolari nelle strutture biologiche. Origine elettrica delle energie di interazione. Interazioni tra cariche e dipoli permanenti. Dipoli indotti. Forze di dispersione. Legami idrogeno. Repulsione sterica. Potenziali di Lennard-Jones. Force fields . Transizioni globali nelle biomolecole. Transizioni indotte dalla temperatura. Cooperativita’. Transizioni indotte dal voltaggio. Strutture ad elica. La transizione helix-coil. Il modello di Zimm e Bragg. Acidi nucleici e proteine. Il dogma centrale della biologia. Struttura primaria del DNA. La struttura a doppia elica. Proprieta’ del DNA circolare. Elettroforesi. Polimorfismo e flessibilita’ del DNA. La transizione di denaturazione. Struttura del RNA. Pseudonodi. Amminoacidi e struttura primaria delle proteine. Struttura secondaria e struttura terziaria. Diagramma di Ramachandran. Interazioni intramolecolari. Effetto idrofobico. Protein folding. Protein design. Aggregazione amiloide. Proteine di membrana. Diffusione e moto Browniano Variabili casuali. Processi stocastici. Funzioni di autocorrelazione. Moto browniano e coefficienti di diffusione. Leggi di Fick. Equazione di Langevin . Relazione di Einstein. Moto browniano con forze esterne. Equazione generale per fenomeni di trasporto. Elettroforesi. Sedimentazione. Biopolimeri in potenziali elettrochimici. Cinetica di cambi conformazionali. Elementi di cinetica chimica. Reazioni di primo e secondo ordine. Reazioni accoppiate. Reazioni bimolecolari controllate dalla diffusione. Rilassamento chimico. Energie di attivazione. Cordinata di reazione e bilancio dettagliato. Relazioni di energia libera lineare. Costanti di reazione dipendenti dal voltaggio. La teoria dello stato attivato. Teoria di Eyring. Teoria di Kramer. Coordinata di reazione per una transizione globale. Phi values. Metodi sperimentali Spettroscopia Raman. Depolarizzazione di fluorescenza. Scambio protonico. Cinetica di reazioni veloci: techniche dello stopped flow e del temperature jump. Dalla permeabilita’ cellulare alle neuroscienze Potenziali di Nerst. Potenziali di Donnan. Potenziali di membrana. Neuroni. Permeabilita’ selettiva dei canali. Flusso di Ussing. L’equazione di voltaggio di Goldman-Hodgin-Katz(GHK), L’equazione di corrente di GHK. Il potenziale di azione. La tecnica del voltage clamp. Le equazioni di Hodgkin-Huxley. Curve tensionecorrente e potenziali di soglia. Teoria dei cavi. Propagazione dei segnali.

La verifica finale consiste in una prova orale nella quale puo' essere richiesta anche la soluzione di qualche specifico problema.

La prova d'esame mira ad accertare l'acquisione delle conoscenze di base fornite dal corso, la capacita' di ragionamento e di comprensione dello studente

M. Daune, Molecular Biophysics. : Oxford University Press, 1999 Meyer B. Jackson, Molecular and Cellular Biophysics. : Cambridge University Press, 2006