BIOXHMEIA I. ΔΟΜΗ & ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΟΤΗΤΑ ΒΙΟΜΟΡΙΩΝ

Γενικά

• Κωδικός: 285-1901051 285-1901052
• Εξάμηνο: 1o
• Επίπεδο Σπουδών: Προπτυχιακό
• Τύπος μαθήματος: Γενικού υποβάθρου
• Γλώσσα διδασκαλίας και εξετάσεων: Ελληνικά
• Το μάθημα διατίθεται σε φοιτητές Erasmus
• Μέθοδοι Διδασκαλίας (Ώρες/εβδ.): Διαλέξεις (3) / Εργαστήριο (2)
• Μονάδες ECTS: 7
• Σελίδα μαθήματος: https://moodle.teithe.gr/course/view.php?id=3613
• Διδάσκοντες: Ελευθερίου Φαίδρα
• Συντονιστής: Ελευθερίου Φαίδρα

Περιεχόμενα μαθήματος

ΘΕΩΡΙΑ (285-1901051)

Το νερό ως διαλύτης. Σημαντικά βιομόρια του οργανισμού.  Δομή, ιδιότητες, βιολογικός ρόλος πρωτεϊνών, υδατανθράκων, λιπιδίων και νουκλεϊκών οξέων. Ένζυμα. Κατηγορίες-Ιδιότητες-Αναστολείς &ενεργοποιητές ενζύμων. Εφαρμογές ενζύμων στη διάγνωση και θεραπεία ασθενειών.  Δομή, και βιολογικός ρόλος των ορμονών. Δομή και βιολογικός ρόλος των βιταμινών. Ιόντα-ιχνοστοιχεία, αντλίες ιόντων. Ανωμαλίες δομής βιομορίων και συναφείς παθολογικές καταστάσεις.

Ειδικότερα, το μάθημα περιλαμβάνει την ανάπτυξη των εξής ενοτήτων:

• Βασική σύσταση του ανθρώπινου σώματος-Ο ρόλος του νερού ως διαλύτης-Συμπεριριφορά οξέων, βάσεων, αλάτων και μακρομοριων σε υδατικό περιβάλλον-Ρυθμιστικά διαλύματα.
• Δομικές μονάδες πρωτεϊνών:αμινοξέα – Δομή – Φυσικές και χημικές ιδιότητες – Μέθοδοι ανίχνευσης αμινοξεων. – Τροποποιημένα αμινοξέα
• Δομή πρωτεϊνών – πρωτοταγής δομή και ανώτερες διαμορφώσεις πρωτεϊνών. Πολυπρωτεϊνικάσύμπλοκα και πεμπτοταγής διαμόρφωση πρωτεϊνών. Κατηγορίες πρωτεϊνών με βάση τη δομή και τη λειτουργικότητα – ο ρόλος της μετα-μεταφραστικής τροποποίησης. Ιδιότητες πρωτεϊνών – Αξιοποίηση ιδιοτήτων πρωτεϊνών σε τεχνικές ανίχνευσης και διαχωρισμού. Διαφοροποιήσεις στη δομή πρωτεϊνών και παθολογικές καταστάσεις – παραδείγματα).
• Ένζυμα. Κατηγορίες ενζύμων. Παράγοντες που επηρεάζουν την ενζυμική δράση. Αναστολεί-ενεργοποιητές ενζύμων και εφαρμογές τους στη διάγνωση και θεραπεία.
• Υδατάνθρακες. Δομή και λειτουργικότητα μονο- και ολιγο-σακχαριτών, μοπολυσακχαριτών και ετερο-πολυσακχαριτών. Ο ρόλος της γλυκοσυλύωσης. Γλυκοπρωτεΐνες και πρωτεογλυκάνες – δομή και ρόλος. Ιδιότητες υδατανθράκων. Αξιοποίηση ιδιοτήτων υδατανθράκων στις τεχνικές προσδιορισμού.
• Λιπίδια. Κατηγορίες λιπιδίων – δομή και φυσιολογική λειτουργία. Ιδιότητες λιπιδίων και αξιοποίηση σε τεχνικές διαχωρισμού και προσδιορισμού.
• Νουκλεϊνικά οξέα. Είδη – δομή – βιολογικός ρόλος. Ιδιότητες και αξιοποίησή τους σε τεχνικές διαχωρισμού και προσδιορισμού.
• Διακυτταρική επικοινωνία. Δομή και κατηγορίες ορμονών. Μηχανισμός δράσης υδατοδιαλυτών και λιποδιαλυτών ορμονών –παραδείγματα. Ενδοκρινικό σύστημα.
• Βιταμίνες. Κατηγορίες βιταμινών, δομή και βιολογικός ρόλος.
• Ιόντα – φυσιολογικός ρόλος. Αντλίες ιόντων.

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ (285-1901052)

Οργανολογία Βιοχημικού Εργαστηρίου (Είδη οργάνων, αρχή λειτουργίας και χρήσεις). Χρήση, έλεγχος και ρύθμιση μικροπιπετών.

Εισαγωγή στις βασικές εργαστηριακές τεχνικές Βιοχημικού Εργαστηρίου. Φασματοφωτομετρία. Φάσμα απορρόφησης, φθορισμός, φωσφορισμός, φωταύγεια. Φασματοσκοπία μαζών, Φλογοφωτομετρία, Νεφελομετρία, Θολερομετρία, διαθλασιμετρία.

Εργαστηριακή εφαρμογή στον προσδιορισμό βιομορίων. Μέθοδοι προσδιορισμού αμινοξέων, πρωτεϊνών, υδατανθράκων, λιπιδίων και νουκλεϊνικών οξέων. Μέθοδοι προσδιορισμού ενζύμων

Μαθησιακοί Στόχοι

Σκοπός του μαθήματος είναι οι φοιτητές να

Γνώσεις

• Να μάθουν τη δομή, τη λειτουργικότητα και το ρόλο των διαφόρων κατηγοριών βιομορίων στη δομή και τη λειτουργία του ανθρώπινου οργανισμού.
• Να μάθουν τους τρόπους μελέτης των βιομορίων και των ιδιοτήτων τους και την αξιοποίηση των ιδιοτήτων αυτών σε μεθόδους ποιοτικού και ποσοτικού προσδιορισμού.
• Να μάθουν τη συναφή ελληνική και αγγλική ορολογία
• Να γνωρίσουν τις δυνατότητες αξιοποίηση των διεθνών βάσεων δεδομένων και ειδικών εργαλίων για την αναζήτηση πληροφορίας σχετικά με τη δομή και λειτουργικότητα βιομορίων, τη σύγκριση δομής βιομορίων, κλπ

Δεξιότητες

• Να αποκτήσουν δεξιότητα στην εφαρμογή βιοχημικών τεχνικών μελέτης ιδιοτήτων και ποιοτικού και ποσοστικού προσδιορισμού των βασικών βιομορίων (πρωτεΐνες, υδατάνθρακες, λιπίδια, νουκλεϊνικά οξέα)
• Να αποκτήσουν δεξιότητα στην χρήση βασικών μηχανημάτων που χρησιμοποιούνται σε ποσοτικούς προσδιορισμούς όπως φωτόμετρα (απλά, μικροτιτλοδότησηςκλπ)

Ικανότητες

• Να έχουν την ικανότητα να διακρίνουν τα βασικά βιομόρια  (πρωτεΐνες, υδατάνθρακες, λιπίδια, νουκλεϊνικά οξέα) και τις υποκατηγορίες αυτών με βάση τα δομικά χαρακτηριστικά τους.
• Να αναγνωρίζουν τα δομικά χαρακτηριστικά των βασικών βιομορίων (πρωτεΐνες, υδατάνθρακες, λιπίδια, νουκλεϊνικά οξέα) στα οποία οφείλονται συγκεκριμένες φυσικές και χημικές ιδιότητες.
• Να εξηγούν πως οι δομικές και χημικές ιδιότητες των βιομορίων επηρεάζουν την αλληλεπίδρασή τους με άλλα βιομόρια και τον τρόπο με τον οποίο επιτελούν το βιολογικό τους έργο όπως και τις  επιπλοκές που προκύπτουν από την ύπαρξη δομικών ανωμαλιών των βιομορίων.
• Να κατανοούν την αρχή των μεθόδων προσδιορισμού και μελέτης των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων των βασικών βιομορίων .
• Να κατανοούν τον τρόπο αξιοποίησης των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων των βιομορίων όπως φασματοσκοπικές ιδιότητες, ισοηλεκτρικό σημείο, συμπλοκοποίηση με βιομόρια κλπ. για τον ποιοτικό και ποσοτικό προσδιορισμό των βιομορίων με παραδείγματα εφαρμογών στη διαγνωστική.
• Να συγκρίνουν και να επιλέγουν τις κατάλληλες τεχνικές κατανοώντας τις δυνατότητες και τα μειωνεκτήματά τους.
• Να είναι ικανοί να κάνουν τους απαραίτητους υπολογισμούς και προσαρμογές (αραιώσεις κλπ) προκειμένου να εφαρμόσουν την τεχνική και να πάρουν το τελικό αποτέλεσμα.
• Να επιλέγουν και να συνδυάζουν τεχνικές προκειμένου να απαντήσουν σύνθετα ερωτήματα (πχ. Για τον ποιοτικό προσδιορισμό υδατανθράκων).
• Να αξιολογούν το αποτέλεσμα εφαρμογής της τεχνικής, να κρίνουν την αξιοπιστία της, να αναγνωρίζουν πιθανά σφάλματα και να προτείνουν τον τρόπο αξιόπιστης εφαρμογής της τεχνικής.
• Να αναγνωρίζουν τις διαφορετικές δυνατότητες που προσφέρεουν διαφορετικές τεχνικές ποσοτικού προσδιορισμού ως προς την ευαισθησία, παρεμβάσεις στις δοκιμασίες κλπ,
• Να έχουν την ικανότητα να περιγράφουν την εφαρμογή μιας εργαστηριακής τεχνικής και το αποτέλεσμά της.

Γενικές Ικανότητες

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών:

• Αυτόνομη εργασία
• Ομαδική εργασία
• Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
• Λήψη αποφάσεων
• Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον
• Εργασία σε διεθνές περιβάλλον
• Παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
• Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής

Μέθοδοι Διδασκαλίας

Με διαλέξεις πρόσωπο με πρόσωπο ή και διαδικτυακές κατά περίπτωση εφόσον απαιτείται. Το εργαστήριο στην αίθουσα εργαστηρίου Βιοχημείας.

Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών

• Διαζώσης εισηγήσεις και διαλέξεις με τη χρήση οπτικοακουστικών μέσων.

• Χρήση του e-class (moodle) για την ανάρτηση:

                              παρουσιάσεων powerpoint, επιστημονικών άρθρων,                                                οδηγιών, χρήσιμων συνδέσμων (links),  video,                                                                quiz αυτοαξιολόγησης, ανάθεση και κατάθεση εργασιών.

• Κατασκευή  video εφαρμογής Εργαστηριακών Τεχνικών για ανάρτηση στην πλατφόρμα ασύγχρονης εκπαίδευσης (moodle).
• Κατασκευή quiz αυτοεξέτασης στο Googleforms για ανάρτηση στο moodle.

Οργάνωση Διδασκαλίας

Αξιολόγηση Φοιτητών

Θεωρία

• Γραπτή τελική εξέταση  που περιλαμβάνει:
• Ερωτήσεις Ανάπτυξης
• Δοκιμασία Πολλαπλής Επιλογής
• Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης
• Εργασία (προαιρετική)
• Ενδιάμεσες προεραιτικές πρόοδοι για τμηματική εξέταση μέρους της ύλης.

Εργαστήριο

• Αποτελέσματα εργαστηριακής άσκησης και σύντομη παρουσίαση αυτών
• Γραπτή/προφορική τελική εξέταση με ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής, σύντομης ανάπτυξης
• Εργαστηριακή Άσκηση, Σχετινή Εργασία

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

-Προτεινόμενη Βιβλιογραφία : -Συναφή επιστημονικά περιοδικά:

• «ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ με αναφορές στη βιοχημική βάση παθολογικών καταστάσεων και στις αρχές βιοχημικών τεχνικώντων Χρήστου Πέτρου, Φαίδρας Ελευθερίου, UniversityStudioPress, Θεσσαλονίκη, 2007 (ΕΥΔΟΞΟΣ: Βιβλίο [17154])

«ΜΕΘΟΔΟΙ ΒΙΟΧΗΜΕΙΑΣ με παραδείγματα εφαρμογών στη Διαγνωστική, των Φαίδρας Ελευθερίου, Χρήστου Πέτρου, Ευγενίας ΛυμπεράκηUniversityStudioPress, Θεσσαλονίκη, 2010 (ΕΥΔΟΞΟΣ: Βιβλίο [17614]) και

«Εργαστηριακές Ασκήσεις Βιοχημείας των Χρήστου Πέτρου, Φαίδρας Ελευθερίου, Ευγενίας Λυμπεράκη, και Αναστασίας Ψύχα (σημειώσεις, τυπογραφείο ΑΤΕΙΘ).

“ΒΙΟCHEMISTRY” BERG M. JEREMY, TYMOCZKO L. JOHN, STRYER LUBERTΜετάφραση ΔΡΑΙΝΑΣ ΔΙΟΝΥΣΙΟΣ, ΧΑΤΖΗΛΟΥΚΑΣ ΕΥΣΤΑΘΙΟΣ, ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ Κ. ΓΕΩΡΓΙΟΣ, ISBN13: 9789605244233, έκδοση 2014.