BIOLOGIA APPLICATA
Anno accademico 2015/2016 - 1° annoCrediti: 9
Organizzazione didattica: 225 ore d'impegno totale, 176 di studio individuale, 49 di lezione frontale
Semestre: 1°
ENGLISH VERSION
Obiettivi formativi
Prerequisiti richiesti
Conoscenze sui principali processi cellulari.
Frequenza lezioni
Obbligatoria
Contenuti del corso
Introduzione alla Biologia
La Teoria cellulare: cellule ed organismi. Struttura e funzione delle proteine: struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria. Gli enzimi. Organizzazione strutturale e funzionale delle cellule eucariotiche e procariotiche. Organuli cellulari: struttura, funzioni ed evoluzione. Reticolo liscio e rugoso, apparato del Golgi, lisosomi e perossisomi. I virus. Il metabolismo e le basi energetiche dei fenomeni vitali: le funzioni svolte dall’ATP. La membrana plasmatica: struttura e funzioni. Endocitosi ed esocitosi. Fluidità di membrana. Fosfolipidi di membrana e ruolo del colesterolo. Proteine intrinseche ed estrinseche. Glicoproteine e glicolipidi di membrana. I meccanismi di trasporto attraverso la membrana: diffusione semplice e facilitata. Il trasporto attivo. La trasduzione del segnale. Gli ormoni. Recettori associati alle proteine G. Ruolo dell’AMPc. Meccanismi di interazione tra cellule: CAM (Caderine ed Integrine). L’informazione genetica: Il DNA nucleare: struttura e funzioni. Il modella a doppia elica di Watson e Crick. La composizione chimica del DNA. Regole di Chargaff. Il DNA nei procarioti: il cromosoma batterico. Il DNA negli eucarioti: cromatina e cromosomi. Il dogma centrale della biologia molecolare. Dal genotipo al fenotipo. Fenotipo ed ambiente.La duplicazione del DNA: meccanismi molecolari. Replicazione dei telomeri: la telomerasi. Polymerase Chain Reaction (PCR): tecnologia ed implicazioni per la Medicina. Espressione e funzioni biologiche del genoma. Classificazione e struttura dei geni eucariotici e procariotici. Il processo di trascrizione nei procarioti e negli eucarioti: sintesi e rielaborazione degli RNA [mRNA ed RNA non codificanti (ncRNA) compresi i miRNA]. Lo splicing. Regolazione dell’espressione genica negli eucarioti. Il codice genetico. La sintesi proteica. La riproduzione cellulare: La divisione cellulare: scissione binaria, mitosi e meiosi. Gametogenesi maschile e gametogenesi femminile. Il cariotipo umano: cariotipi normali e cariotipi patologici. Anomalie cromosomiche numeriche: trisomie e monosomie. Non-disgiunzioni mitotiche e meiotiche. Mosaicismo. Ciclo cellulare e cancro: La proliferazione cellulare: il ciclo cellulare ed i relativi meccanismi di controllo. Il fenotipo neoplastico: Oncogeni e soppressori tumorali. Apoptosi. Eredità nell’uomo: Esperimenti di Mendel. Modalità di trasmissione dei caratteri genetici nell’Uomo. La genetica mendeliana. I limiti del modello mendeliano. Ingegneria genetica e sue applicazioni: enzimi di restrizione, vettori di clonaggio, PCR, sequenziamento DNA. I Progetti Genoma. Ruolo della Biologia computazionale e della Bioinformatica in Medicina. Le malattie genetiche di Homo sapiens. Mutazioni geniche: Le mutazioni genetiche e modificazione epigenetiche del DNA. Mutazioni cromosomiche e genomiche. Meccanismi di riparazione delle mutazioni.
Testi di riferimento
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1. De Leo, Fasano e Ginelli Biologia e Genetica, Ed. Edises
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2. Alberts, Bray, Hopkin, Johnson…, L’essenziale di Biologia molecolare della cellula, Ed Zanichelli
3.Gerald Karp, Biologia cellulare e molecolare, Ed. Edises
4. M. R.Cummings, Eredità, Ed. Edises NOTA: E’ importante utilizzare la edizione più recente dei testi prescelti.
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Programmazione del corso
| * | Argomenti | Riferimenti testi | |
|---|---|---|---|
| 1 | La Teoria cellulare: cellule ed organismi. | Testo 1: cap.2; Testo 2: cap. 1; Testo 3: cap. 1 | |
| 2 | Struttura e funzione delle proteine: struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria. Gli enzimi. | Testo 1:cap.1; Testo 2: cap.4;Testo 3: cap.2 e3 | |
| 3 | Organizzazione strutturale e funzionale delle cellule eucariotiche e procariotiche. | Testo 1: cap.2; Testo 2: cap.1 e 15;Testo 3: cap.8 e 9 | |
| 4 | Organuli cellulari: struttura, funzioni ed evoluzione.Reticolo liscio e rugoso, apparato del Golgi, lisosomi e perossisomi | Testo 1: cap.2; Testo 2: cap.15; Testo 3: cap.8 | |
| 5 | * | I virus | Testo 1: cap.6; Testo 2: cap.9; Testo 3: cap.1 |
| 6 | Il metabolismo e le basi energetiche dei fenomeni vitali: le funzioni svolte dall’ATP. | Testo 2: cap.3; Testo 3: cap.3 | |
| 7 | La membrana plasmatica: struttura e funzioni | Testo 1: cap.5; Testo 2: cap.11; Testo 3: cap.4 | |
| 8 | * | I meccanismi di trasporto attraverso la membrana: diffusione semplice e facilitata. Il trasporto attivo | Testo 1: cap.2 e 5; Testo 2: cap.12; Testo 3: cap.4 |
| 9 | * | La trasduzione del segnale | Testo 1: cap. 5; Testo 2: cap.16 |
| 10 | * | Gli ormoni. Recettori associati alle proteine G. Ruolo dell’AMPc | Testo 1: cap. 5; Testo 2: cap.16; Testo 3: cap. 15 |
| 11 | Meccanismi di interazione tra cellule: CAM (Caderine ed Integrine). | Testo 1: cap. 5; Testo 3: cap. 7,14 e 15 | |
| 12 | * | Il DNA nucleare: struttura e funzioni. Il modella a doppia elica di Watson e Crick. La composizione chimica del DNA. Regole di Chargaff. | Testo 2: cap.5; Testo 3: cap.10 e 12; Testo 4: cap. 8 |
| 13 | Il DNA nei procarioti: il cromosoma batterico. | Testo 1: cap.1 e 4; Testo 3: cap.10 | |
| 14 | * | Il DNA negli eucarioti: cromatina e cromosomi. | Testo 2: cap.5; Testo 3: cap.10; Testo 4: cap.8 |
| 15 | Il dogma centrale della biologia molecolare. Dal genotipo al fenotipo. Fenotipo ed ambiente | Testo 1: cap.4; Testo 2: cap. 7; Testo 4: cap.10 | |
| 16 | * | La duplicazione del DNA: meccanismi molecolari. Replicazione dei telomeri: la telomerasi | Testo 1: cap.4; Testo 2: cap.6; Testo 3: cap.12 e 13 |
| 17 | * | Polymerase Chain Reaction (PCR): tecnologia ed implicazioni per la Medicina | Testo 1: cap.14; Testo 2: cap.10;Testo 3: cap.18; Testo 4: cap.13 |
| 18 | Espressione e funzioni biologiche del genoma.Classificazione e struttura dei geni eucariotici e procariotici. | Testo 1: cap.4 ; Testo 2: cap.7 e 8; Testo 4: cap.9 | |
| 19 | * | mRNA ed RNA non codificanti (ncRNA) compresi i miRNA | Testo 1: cap. 4; Testo 2: cap.7 e 8;Testo 3: cap. 10,11 e 12 |
| 20 | * | Regolazione dell’espressione genica negli eucarioti. Il codice genetico. La sintesi proteica. | Testo 3: cap. 11 e 12; Testo 4: cap. 9 |
| 21 | La divisione cellulare: scissione binaria, mitosi e meiosi | Testo 1: cap.8; Testo 2: cap.18 e 19; Testo 3: cap.14;Testo 4: cap.2 | |
| 22 | Gametogenesi maschile e gametogenesi femminile. | Testo 1: cap.8; Testo 2: cap.19; Testo 4: cap.2 | |
| 23 | Anomalie cromosomiche numeriche: trisomie e monosomie. Non-disgiunzioni mitotiche e meiotiche. Mosaicismo | Testo 1: cap.4; Testo 4: cap.6 | |
| 24 | * | La proliferazione cellulare: il ciclo cellulare ed i relativi meccanismi di controllo. | Testo 3: cap.14; Testo 4: cap.12 |
| 25 | * | Il fenotipo neoplastico: Oncogeni e soppressori tumorali. | Testo 1: cap.13; Testo 2: cap.20; Testo 3: cap.16; Testo 4: cap.12 |
| 26 | * | Modalità di trasmissione dei caratteri genetici nell’Uomo. La genetica mendeliana. I limiti del modello mendeliano. | Testo 1: cap.11 e 12; Testo 4: cap.3 e 4 |
| 27 | * | I Progetti Genoma. Ruolo della Biologia computazionale e della Bioinformatica in Medicina. Le malattie genetiche di Homo sapiens | Testo 1: cap.14; Testo 4: cap.14 e 15 |
| 28 | * | Le mutazioni genetiche e modificazione epigenetiche del DNA. Mutazioni cromosomiche e genomiche. Meccanismi di riparazione delle mutazioni. | Testo 1: cap.10; Testo 4: cap.11 |
N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame.
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Esame scritto ed esame orale.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
La membrana plasmatica: struttura e funzioni. Recettori associati alle proteine G. Ruolo dell’AMPc.
Il processo di trascrizione nei procarioti e negli eucarioti: sintesi e rielaborazione degli RNA [mRNA ed RNA non codificanti (ncRNA) compresi i miRNA].
Regolazione dell’espressione genica negli eucarioti. Il codice genetico. La sintesi proteica.
Il fenotipo neoplastico: Oncogeni e soppressori tumorali.