Codice insegnamento

4S010598

Crediti

9

Coordinatore

Sandra Torriani

Lingua di erogazione

Italiano

Settore Scientifico Disciplinare (SSD)

BIO/19 - MICROBIOLOGIA GENERALE

Corsi Singoli

Non Autorizzato

Moodle Seminari 0

L'insegnamento è organizzato come segue:

Obiettivi di apprendimento

Il Corso è concepito per introdurre gli studenti ai concetti fondamentali, ai principali metodi di indagine ed alle applicazioni della microbiologia, con ampio riferimento all'attività ed alle proprietà dei microrganismi sia procarioti che eucarioti, ivi inclusi batteri, archebatteri, lieviti, funghi filamentosi e - in posizione distinta, in quanto forme a struttura non-cellulare - i virus. Durante la prima parte delle lezioni teoriche, verranno affrontati i temi generali della diversità morfologico-funzionale, genetica e biochimico-metabolica, dell'evoluzione e dell'ecologia dei microrganismi, anche in relazione alle modalità di interazione con specifici fattori ambientali. Nella seconda parte di lezioni frontali, i microrganismi saranno invece considerati in quanto strumenti sia per la ricerca fondamentale negli ambiti biologico-molecolare, biochimico e dei meccanismi di regolazione metabolica sia per le possibili applicazioni in campo biotecnologico. Saranno forniti inoltre elementi circa i metodi di coltivazione in microbiologia e sulle strategie per il controllo della crescita microbica ed il condizionamento del metabolismo. La terza parte del Modulo di lezioni frontali riguarderà lo studio di dettaglio di gruppi microbici particolarmente importanti dal punto di vista igienico-sanitario, alimentare e ambientale, comunque da definirsi con gli Studenti. Le attività di laboratorio sono concepite per guidare gli studenti nell'acquisizione di tecniche e nello sviluppo di abilità operativa essenziali per l'individuazione e lo studio delle caratteristiche strutturali e funzionali dei microrganismi, nonché per la corretta manipolazione delle colture microbiche ai fini di ricerca. Il principale obbiettivo del modulo è quello di fornire agli studenti gli strumenti di base, rappresentati dalle procedure analitiche tradizionali in microbiologia, ma anche la conoscenza di tecniche avanzate, basate su metodi di indagine molecolare, ai fini della ricerca fondamentale e della definizione del corretto approccio alle problematiche legate ai numerosi temi della microbiologia applicata. Modalità di verifica dell’apprendimento L’esame finale sarà scritto con domande a scelta multipla sugli argomenti del programma e possibile integrazione con esame orale. Al termine delle lezioni pratiche lo studente dovrà scrivere una relazione riportando quanto fatto in laboratorio. Tale relazione verrà considerata in sede di esame.

Prerequisiti e nozioni di base

Corsi del primo anno.

Programma

Il modulo di Microbiologia Generale tratterà i seguenti argomenti:
1. EVOLUZIONE E DIVERSITA' DEI MICRORGANISMI: Origine ed evoluzione delle forme di vita microbica; Bacteria; Archaea; Origine della cellula eucariote e microrganismi eucarioti; Tassonomia e sistematica dei microrganismi.
2. FONDAMENTI DI MICROBIOLOGIA: Struttura e funzione nei Bacteria, Archaea e Fungi (lieviti e funghi filamentosi);
3. CRESCITA MICROBICA: Principi di nutrizione e coltivazione dei microrganismi e caratteristiche della crescita microbica; Agenti antimicrobici e metodi per il controllo della crescita microbica.
4. DIVERSITA' METABOLICA: Fototrofia e autotrofia, Respirazione aerobica (via di Embden-Meyerhof-Parnas, via di Enther-Doudoroff, via dell'Esoso Mono-Fosfato + catena di trasporto degli elettroni e generazione della forza proton-motrice) e respirazioni anaerobiche, Fermentazioni (omolattica, eterolattica, acido-mista, butan-diolica, propionica, butanol/acetone), Chemiolitotrofia; Altre vie biosintetiche.
5. I VIRUS: Rassegna dei diversi gruppi virali; I batteriofagi.
6. CENNI di GENETICA BATTERICA: Ricombinazione genetica: trasformazione, coniugazione, trasduzione. e di BIOLOGIA MOLECOLARE DEI MICRORGANISMI ED ESPRESSIONE GENICA: Regolazione dell'espressione genica.
7. INTERAZIONI MICROBICHE. Tipo di relazioni tra microrganismi (commensalismo, parassitismo, mutualismo). I consorzi microbici. Le associazioni simbiontiche: interazioni tra specie. Le micorrize.
8. BIODIVERSITA’ MICROBICA E METODI DI STUDIO: La biodiversità microbica coltivabile e non coltivabile. Identificazione, classificazione e nomenclatura della biodiversità coltivabile. La nomenclatura: regole e strumenti (Codice della nomenclatura e LPSN - List of Prokaryotic Names with Standing in Nomenclature). Il concetto di specie, la definizione di ceppo e di ceppo tipo. Gli approcci sistematici classici (fenetica, numerica, polifasica), l’approccio filogenetico. Le tecniche di indagine, dall’ibridazione del DNA totale al sequenziamento e confronto di genomi e livelli di risoluzione tassonomica. La biodiversità non coltivabile: tecniche di studio coltura-indipendenti (PCR-DGGE, metabarcoding, metagenomica) e loro nomenclatura (Candidatus).
9. GRUPPI DI MICRORGANISMI: I livelli tassonomici e i gruppi principali di microrganismi Proteobacteria, Firmicutes, Actinobacteria, Deinococcus-Thermus.
ll modulo di Microbiologia degli Alimenti tratterà l'impiego e il ruolo dei microrganismi nel contesto alimentare, la relazione fra gli alimenti e i microrganismi che in essi si sviluppano, per garantire sicurezza e qualità microbiologica nelle filiere alimentari.
Inoltre verrà presentato l'utilizzo dei processi microbici per la produzione di alimenti fermentati e funzionali.
Nello specifico il corso tratterà:
-Fonti di contaminazione dei microrganismi negli alimenti.
-L'ecologia microbica applicata agli alimenti.
- Principali caratteristiche e ruolo dei microrganismi protecnologici, alterativi e patogeni negli alimenti.
- I microrganismi e la dieta: impatto dei microrganismi su sicurezza igienica e qualità sensoriale e nutrizionale degli alimenti.
- Alimenti fermentati. Selezione e impiego delle colture starter.
- Il microbioma umano come target di intervento attraverso gli alimenti funzionali. Probiotici, Prebiotici, Simbiotici

Bibliografia

Modalità didattiche

Lezioni frontali

Modalità di verifica dell'apprendimento

La prova d’esame consisterà in una valutazione orale del grado di apprendimento conseguito sull’intero programma del corso. L’esame consiste in tre o quattro quesiti posti ad ogni candidato. L'esame ha una durata complessiva di circa 30 minuti. La valutazione finale è espressa in trentesimi.
Al termine delle lezioni pratiche lo studente dovrà scrivere una relazione riportando quanto fatto in laboratorio. Tale relazione verrà considerata in sede di esame.

Criteri di valutazione

Sono criteri di valutazione il grado di apprendimento conseguito sul programma del corso, la chiarezza espositiva, la proprietà del linguaggio tecnico-scientifico specifico.

Criteri di composizione del voto finale

Il corso deve ritenersi superato se viene raggiunto un punteggio di almeno 18 e il voto complessivo viene determinato sulla base delle valutazioni conseguite in ciascun modulo.

Lingua dell'esame

Italiano