Programma di BIOLOGIA  APPLICATA

a.a. 2024-2025

Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia

•   Introduzione alla Biologia - La Biologia come scienza sperimentale. Caratteristiche e classificazione degli organismi viventi.

•   Molecole ed energia. I legami deboli e il loro ruolo per la stabilità delle macromolecole biologiche - L'acqua: caratteristiche chimiche e importanza biologica - Molecole biologiche: carboidrati, lipidi, acidi nucleici, proteine – Molecole Idrofobiche e idrofile: proteine solubili e di membrana – Definizioni: metabolismo, catabolismo ed anabolismo, enzimi, coenzimi, vitamine, I e II principio della Termodinamica - Organismi autotrofi ed eterotrofi –Aerobiosi ed anaerobiosi – Omeostasi - La cellula. Teoria cellulare - Teorie sull’origine della vita – Cellula Procariotica e Cellula Eucariotica - Virus e Prioni.

•   Metodi di studio delle cellule - Microscopia ottica ed elettronica. La fluorescenza in Microscopia ottica e in Citofluorimetria. Frazionamento cellulare: frazionamento dei costituenti cellulari – Colture cellulari

•   Le membrane biologiche - Principali componenti delle membrane - Fluidità ed asimmetria proteica e lipidica delle membrane - Modello a mosaico fluido – Biogenesi delle membrane - Trasporto di sostanze attraverso le membrane: passivo, attivo primario e secondario –pompa Na+/K+ - Osmosi.

•   Il citoscheletro: Microtubuli, microfilamenti, filamenti intermedi e loro organizzazione strutturale - Ciglia e flagelli - I centrioli - Il centrosoma - La lamina nucleare - Il cortex cellulare - Proteine associate ai microtubuli e all’actina – Proteine motrici microtubulo-dipendenti - Proteine motrici actino-dipendenti.

•   Mitocondri: struttura e funzione - I compartimenti mitocondriali: loro principali componenti – Il genoma mitocondriale - Teoria endosimbiontica. Biogenesi, Fusione e Fissione mitocondriale - Radicali liberi ed equilibrio redox - Respirazione cellulare e funzioni mitocondriali. Mitofagia.

•   Il Nucleo - Involucro nucleare - Complesso del Poro Nucleare – La Cromatina: Nucleosomi, Istoni e proteine non-istoniche - Il DNA: Il gene procariotico ed eucariotico; – Cromosomi: Eterocromatina ed Eucromatina - Genomi: il genoma umano. Regolazione dell’espressione genica in eucarioti e procarioti. L’epigenetica. Differenziamento cellulare ed equivalenza nucleare. Mutazioni puntiformi. Flusso di informazione dal DNA all’RNA, dall’RNA alle proteine (Trascrizione  genica e maturazione dell'RNA).

•   Ribosomi: struttura e componenti - Il nucleolo: la sede di assemblaggio dei ribosomi - Ciclo del nucleolo. Il codice genetico, codon e anticodon –  Ribosomi - sintesi proteica – codice genetico.

•   Struttura e funzione di altri sistemi membranosi cellulari: Reticolo endoplasmatico liscio e rugoso - Apparato di Golgi – Perossisomi – Lisosomi

•   Autofagia

•   Smistamento delle proteine - Concetto di peptide segnale e chiazza segnale - Proteine che rimangono nel citosol - Proteine che svolgona la loro attività biologica nel lume del reticolo endoplasmatico, nel nucleo e negli altri organelli - Modificazioni delle proteine nel RER e nell'apparato del Golgi - Destino delle vescicole terminali del Golgi - Secrezione costitutiva e regolata.

•   Trasporto vescicolare - Digestione endocellulare - Endocitosi/Fagocitosi/Esocitosi - Le vescicole rivestite – Ruolo delle SNARE

•   Il proteasoma e  Funzioni dell’ubiquitina

•   Le giunzioni fra le cellule - I tessuti - Giunzioni occlusive (tight junctions) - giunzioni di ancoraggio (giunzioni a fascia; contatti focali; desmosomi ed emidesmosomi) - Giunzioni comunicanti.

•   La matrice extracellulare - Proteine strutturali (collagene, elastina), proteine di adesione (fibronectina, laminina, integrine) – Glicosamminoglicani. Giunzioni cellula-matrice

•   Comunicazione cellulare: Principi generali dello scambio di segnali tra le cellule - Recettori accoppiati alle proteine G - Recettori legati ad enzimi – Esempi di trasduzione del segnale.

•   Il ciclo cellulare - Le fasi del ciclo cellulare –- La fase S e la duplicazione del DNA - Mitosi - descrizione delle fasi della mitosi - Il movimento dei cromosomi e fuso mitotico - Regolazione del ciclo cellulare: ruolo di cicline e CDK - Apoptosi ed altri meccanismi di morte cellulare - Tumorigenesi e cellule tumorali: ruolo di oncogeni ed oncosoppressori.

•   La riproduzione asessuata e sessuata - I benefici del sesso - cellule somatiche e germinali - Meiosi: descrizione generale - differenze fra meiosi e mitosi - La ricombinazione del patrimonio genetico – Crossing-over - Gametogenesi - cellula uovo e spermatozoo - La fecondazione - Processo acrosomiale – Embriogenesi - Sviluppo e differenziamento cellulare: organismi modello – Imprinting genomico - Cellule staminali.

•   Genetica –Fenotipo/genotipo - Dominante/recessivo - Le leggi di Mendel - Metodi per effettuare gli incroci - Produzione di F2 - Reincrocio e Incrocio di prova - Genetica umana: determinazione del sesso. Eredità legata al sesso - Gruppi sanguigni- Malattie genetiche - Mappe genetiche - Il cariotipo umano normale - Aberrazioni cromosomiche. Eredità di un singolo gene. I geni e l’ambiente. Caratteri multifattoriali. Eredità non Mendeliana - Aneuploidie

Libri di Testo consigliati

- BIOLOGIA - S.L. Wolfe, P.J. Russell, P.E. Hertz, C. Starr, B. McMillan, Ed. EdiSES

- L’essenziale di Biologia molecolare della cellula - Alberts, B et al. - Ed. Zanichelli

CFU: 4 (40h )

Modalità esame: esame orale