Programma di BIOLOGIA GENERALE

A.A. 2024-2025

Corso di Laurea: BIOTECNOLOGIE 

  Introduzione alla Biologia - La Biologia come scienza sperimentale. Caratteristiche 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 - Le principali 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 –La cellula. Teoria cellulare – Omeostasi - Generalità sull’evoluzione della cellula. Teorie sull’origine della vita – Cellula Procariotica e Cellula Eucariotica Animale e Vegetale- 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 –Biogenesi delle membrane -  Modello a mosaico fluido - La membrana plasmatica -  L’osmosi - Trasporto di sostanze attraverso le membrane: passivo, attivo primario e secondario – Funzionamento della pompa Na+/K+

•   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 – Mitocondri, radicali liberi ed invecchiamento cellulare. Stress ossidativo -Respirazione cellulare e sintesi di ATP. Mitofagia

•   Plastidi: Biogenesi- Cloroplasti-Leucoplasti-Cromoplasti

•   Cloroplasti: struttura e funzione - Differenze con i mitocondri – Genoma dei cloroplasti - La clorofilla e i fotosistemi - Le reazioni alla luce: la fotosintesi e la formazione di ossigeno - Le reazioni al buio e la fissazione dell'anidride carbonica

•   Il Nucleo - Involucro nucleare - Complesso del Poro Nucleare – La Cromatina: Nucleosomi, Istoni e proteine non-istoniche - Il DNA: i geni; esoni/introni;  – 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: silenti, missenso, non senso. Flusso di informazione dal DNA all’RNA, dall’RNA alle proteine (Trascrizione e Traduzione).

•   Ribosomi: struttura e componenti - Il nucleolo: la sede di assemblaggio dei ribosomi - Codice genetico e  sintesi proteica.

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

•      Autofagia

•   Smistamento delle proteine nella cellula - Peptide segnale e chiazza segnale - Proteine citosoliche - Proteine smistate attraverso il reticolo endoplasmatico - Proteine nucleari e di altri organelli - Modificazioni delle proteine nel RER - L'apparato del Golgi come compartimento di rielaborazione - Destino delle vescicole terminali del Golgi - Secrezione costitutiva e regolata.

•   Il proteasoma e Funzioni dell’ubiquitina

•   Trasporto vescicolare - I lisosomi e la digestione endocellulare - Endocitosi/Fagocitosi/Esocitosi - Le vescicole rivestite – Ruolo delle SNARE

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

•   La matrice extracellulare - Proteine strutturali (collagene, elastina), proteine di adesione (fibronectina, laminina, integrine). 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 e i cambiamenti morfologici delle strutture subcellulari –- 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: oncogeni ed oncosoppressori.

•   Equilibrio Redox e stress ossidativo

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

Testi consigliati:

·      Alberts B. " L'essenziale di biologia molecolare della cellula". Edizione Zanichelli.

·      Becker W.M. "Mondo della cellula". Edizione Pearson

CFU: 7 (48h - 6 CFU  lezioni frontali + 12h - 1 CFU attività di

laboratorio)

Valutazione: esame orale e relazione scritta sull’attività di laboratorio