Laurea magistrale a ciclo unico in Medicina e chirurgia

Biologia

Codice insegnamento
4S00303
Docenti
Monica Mottes, Maria Romanelli
Coordinatore
Monica Mottes
crediti
6
Settore disciplinare
BIO/13 - BIOLOGIA APPLICATA
Lingua di erogazione
Italiano
Sede
VERONA
Periodo
1° semestre dal 1-ott-2020 al 23-dic-2020.

Orario lezioni

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Obiettivi formativi

Il corso si propone di:
Fornire una visione aggiornata delle tematiche di: biologia generale ed evoluzionistica, biologia cellulare, biologia dello sviluppo e dell’invecchiamento.
Educare lo studente alla valutazione critica dei dati sperimentali, descrivendo e discutendo importanti esperimenti del passato e contemporanei.
Far conoscere le metodologie correnti utilizzate nello studio delle molecole biologiche
Far comprendere le possibili applicazioni/ricadute terapeutiche delle conoscenze biologiche di base in medicina

Programma

Le molecole che caratterizzano gli esseri viventi. Ipotesi di evoluzione chimica; l'esperimento di Urey e Miller. Gli eventi che caratterizzarono probabilmente L'INIZIO DELLA VITA SULLA TERRA. Le caratteristiche universali dei viventi. Teoria cellulare MACROMOLECOLE BIOLOGICHE: caratteristiche, loro interazioni LA TEORIA EVOLUZIONISTICA proposta da Darwin. La moderna teoria sintetica dell’evoluzione: “Nothing in biology makes sense, but in the light of evolution” (T.Dobzhansky). L’albero della vita ha tre ramificazioni principali: batteri, archea, eucarioti.. Gli Organismi modello in biologia: chi sono, a cosa servono. PROCARIOTI: caratteristiche generali. Gli Archea e i loro habitat. Gli Eubatteri: habitat, interazioni con altri organismi e con l’ambiente. Gram positività e negatività. Genoma batterico e plasmidi, cenni all’antibiotico resistenza. Scissione binaria. Dai procarioti agli eucarioti: teoria endosimbiontica.Organizzazione cellulare. Breve descrizione dei vari organelli e del ruolo della membrana plasmatica (n.d.r: questi argomenti verranno affrontati estesamente nel corso di Citologia, II semestre) Cenni su lavoro cellulare e metabolismo energetico. I protisti: eucarioti unicellulari (Euglena, Giardia lamblia, Plasmodium) Dagli unicellulari ai pluricellulari: tappe dell’evoluzione (Volvox, Coanoflagellati). La filogenesi animale alla luce degli studi molecolari; evoluzione dei Cordati (Anfiosso), i Vertebrati. Evoluzione del genoma dei mammiferi (uomo incluso): quanti e quali geni condividiamo con gli altri eucarioti, quanti e quali geni sono appannaggio esclusivo dell’ordine dei Primati. Comunicazione intercellulare. Le molecole segnale (cenni ad alcune vie di segnalazione cellulare). Altre vie di comunicazione cellulare: esosomi e microvescicole.
Nozioni di base su CRESCITA E DIVISIONE CELLULARE: ciclo cellulare e suo controllo. Mitosi. Nucleo: cromatina, cromosomi. Morte cellulare programmata: apoptosi (n.d.r: ulteriori approfondimenti nel corso di Citologia del II semestre). Ploidia e strategie riproduttive: riproduzione asessuata e riproduzione sessuata. Meiosi e gametogenesi umana.
Le osservazioni e gli esperimenti che hanno portato alla SCOPERTA DEL MATERIALE GENETICO: F.Miescher; gli esperimenti di Griffith, di Avery, McLeod e McCarty, di Hershey e Chase, sull’identificazione del DNA; la struttura della doppia elica (R.Franklin, M. Wilkins, J Watson e F Crick), la complementarietà delle basi (E Chargaff), la replicazione semiconservativa (Meselson e Stahl). Anche l’RNA è molecola depositaria dell’informazione (Fraenkel-Conrat) DNA polimerasi e replicazione del DNA “in vivo” (in procarioti ed eucarioti) e “in vitro” (tecnica della PCR, e sue applicazioni). Telomerasi e replicazione dei telomeri Geni e genomi: organizzazione del genoma umano. Le ontologie geniche e gli archivi genomici Genomi virali.FLUSSO INFORMAZIONALE: dal DNA alle proteine. Gli RNA, e il oro ruolo nelle tappe del flusso informazionale. La trascrizione nei procarioti: il gene, il promotore, RNA polimerasi, gli mRNA policistronici. La trascrizione negli eucarioti: il gene, il promotore, altre sequenze regolative, RNA polimerasi II, maturazione dei trascritti, lo spliceosoma, lo splicing alternativo.
Traduzione nei procarioti e negli eucarioti.Codice genetico universale: caratteristiche. Aminoacidi e codoni, teoria del vacillamento (F.Crick). Codoni di terminazione. Sintesi proteica nella cellula eucariotica, modificazioni post-traduzionali, smistamento e destino delle proteine. Regolazione dell’espressione genica nei procarioti: operoni lattosio e triptofano trp (Jacob e Monod). Regolazione dell’espressione genica negli eucarioti. Struttura e modificazioni della cromatina). Esempio di controllo spazio-temporale di espressione genica: i geni delle globine umane. La compensazione del dosaggio genico: l’esempio dell’inattivazione del cromosoma X nelle femmine dei mammiferi
BIOLOGIA DELLO SVILUPPO. Il modello Drosophila, i geni ”architetto”. Molecole informazionali nel differenziamento. E’ possibile tornare indietro nella via del differenziamento? Gli esperimenti di Gurdon, Wilmut, Yamanaka Modelli di mammiferi, morfogenesi. Espressione genica e determinazione del sesso nell’uomo.: i ruoli di SRY e DSS.
EVOLUZIONE E MUTAZIONE. Preadattatività (test di piastramento in replica di J. e E. Lederberg). Mutazioni e selezione, il concetto di fitness adattativa. Mutazioni nelle regioni codificanti, nelle regioni regolative, nelle regioni non codificanti: quali conseguenze? Mutazioni spontanee: tautomeria delle basi, errori nella replicazione (Cenni ai meccanismi di controllo e correzione degli errori). Mutazioni indotte: agenti mutageni chimici: tipi e modi d’azione. Identificazione di sostanze mutagene: test di Ames. Mutageni fisici: radiazioni UV, radiazioni ionizzanti. Cenni di radiobiologia: tipi di radiazioni, LET e EBR. Test della cometa. Mutazioni somatiche e cancro: classi di geni mutati nei tumori (oncogèni, geni oncosopressori, geni della riparazione) e tipologia delle mutazioni (guadagno di funzione, perdita di funzione) BIOLOGIA DELL’INVECCHIAMENTO: cause ambientali e genetiche, ruolo dei radicali liberi, effetti protettivi degli anti-ossidanti e delle restrizioni caloriche in modelli animali. Senescenza cellulare, limite di Hayflick, accorciamento dei telomeri, mutazioni del DNA mitocondriale. BIOLOGIA DELL'OSSO: composizione del tessuto osseo e tipi cellulari presenti in esso. Processi di ossificazione. Controllo molecolare del processo di osteogenesi in condizioni fisiologiche e patologiche; vie di segnalazione coinvolte nel rimodellamento osseo.
MODALITA' DIDATTICHE La frequenza al corso è obbligatoria. Le modalità didattiche consistono in lezioni frontali dedicate alla trasmissione delle conoscenze che lo studente dovrà acquisire per il superamento dell’esame. Le spiegazioni dei docenti saranno corredate da presentazioni in PowerPoint e videos, resi disponibili in Moodle... Un certo numero di ore di lezione verranno videoregistrate in Panopto. Il numero di ore videoregistrate sarà stabilito in base al calendario didattico e ad eventuali disposizioni dell’Ateneo in materia di norme di sicurezza sanitaria. Materiale didattico supplementare (quiz a scelta multipla per autovalutazione, articoli o reviews di particolare interesse etc.) potrà essere aggiunto durante il corso e ne sarà data ampia informazione agli studenti. Durante tutto l’anno accademico è disponibile il servizio di ricevimento individuale, in orario flessibile previa richiesta via email, come indicato alle pagine web dei docenti.

Testi di riferimento
Autore Titolo Casa editrice Anno ISBN Note
Becker Il mondo della cellula (Edizione 9) Pearson 2018 9788891904492
Ginelli et al. Molecole, cellule e organismi EdiSES 2016

Modalità d'esame

Prova scritta riguardante tutti gli argomenti in programma, strutturata in 25 quiz a scelta multipla + 5 domande aperte.
Obiettivi della prova scritta sono: a) accertamento dell’acquisizione di conoscenze teoriche; b) accertamento della capacità di ragionamento e rielaborazione individuale delle nozioni acquisite; c) capacità di applicare quanto imparato alla risoluzione di quesiti sperimentali o all’interpretazione di immagini fotografiche. Il punteggio della prova scritta (attribuito in trentesimi) è determinante per il voto finale. Solo in caso di voto positivo nella prova scritta, è previsto un colloquio orale basato sull’approfondimento di alcuni argomenti, ai fini di una valutazione complessiva. Lo studente può ritirarsi in qualsiasi fase dell’esame (scritto e orale), annullando così ogni credito parziale.
N.B. Qualora, in base alle indicazioni di Ateneo, gli appelli d'esame in presenza venissero sospesi per motivi di emergenza sanitaria, si procederà con esami esclusivamente ORALI a distanza, utilizzando l'applicazione ZOOM.





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