Codice insegnamento

4S00303

Docenti

Monica Mottes, Maria Scupoli

Coordinatore

Monica Mottes

Crediti

6

Lingua di erogazione

Italiano

Settore Scientifico Disciplinare (SSD)

BIO/13 - BIOLOGIA APPLICATA

Periodo

1° semestre dal 4 ott 2021 al 23 dic 2021.

Sede

VERONA

Orario Lezioni Moodle Seminari 0

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 del presente. Far conoscere le metodologie correnti utilizzate nello studio delle varie attività cellulari Far comprendere le reali e possibili applicazioni delle conoscenze biologiche di base in ambito terapeutico

Programma

Le molecole che caratterizzano gli esseri viventi. 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” L’albero della vita ha tre ramificazioni principali: batteri, archea, eucarioti. Gli organismi modello in biologia. PROCARIOTI: caratteristiche generali. Gli Archea e i loro habitat. Gli Eubatteri: habitat, interazioni con altri organismi e con l’ambiente. 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). I protisti: eucarioti unicellulari 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: 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 (esempi di alcune vie di segnalazione cellulare, recettori associati a proteine G, recettori associati a proteine chinasi, ormoni e altri sgnali a lunga distanza). 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 storici che portarono alla SCOPERTA DEL MATERIALE GENETICO: Avery, Hershey e Chase, 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). 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.
FLUSSO INFORMAZIONALE: dal DNA alle proteine. Gli RNA, e il loro 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. Amminoacidi e codoni, teoria del vacillamento. Sintesi proteica nella cellula eucariotica, modificazioni post-traduzionali, smistamento e destino delle proteine. Regolazione dell’espressione genica nei procarioti: operoni lattosio e triptofano. Regolazione dell’espressione genica negli eucarioti. Struttura e modificazioni chimico fisiche 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 (Cenni ai meccanismi di controllo e correzione degli errori e Mutazioni indotte: agenti mutageni chimici: tipi e modi d’azione. Identificazione di sostanze mutagene: test di Ames. Mutageni fisici: radiazioni UV, radiazioni ionizzanti.
MUTAZIONI SOMATICHE e CANCRO: La tumorigenesi è un processo multifasico. Proprietà della cellula cancerosa. Quali sono le cause del cancro? Classi di geni mutati nei tumori e tipologia delle mutazioni (guadagno di funzione, perdita di funzione). Modificazioni epigenetiche nelle cellule cancerose. Ruolo dei microRNA. Familiarità dei tumori (cenni)
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.
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 supportate da presentazioni in PowerPoint e videoregistrazioni, resi disponibili in Moodle. 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.

Bibliografia

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 >24/30 nella prova scritta, è previsto facoltativamente un colloquio orale basato sull’approfondimento di alcuni argomenti. 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.