Biologia generale e cellulare (2019/2020)

Codice insegnamento
4S02703
Crediti
12
Coordinatore
Massimo Crimi
L'insegnamento è organizzato come segue:
Modulo Crediti Settore disciplinare Periodo Docenti
BIOLOGIA GENERALE E CELLULARE: I 6 BIO/04-FISIOLOGIA VEGETALE I semestre Massimo Crimi
BIOLOGIA GENERALE E CELLULARE: II 6 BIO/04-FISIOLOGIA VEGETALE Vedi pagina del modulo Vedi pagina del modulo

Obiettivi formativi

Il corso di Biologia cellulare I si propone di far acquisire allo studente i principi fondamentali che guidano l'organizzazione delle cellule ed il loro funzionamento. Il corso permette allo studente di affrontare le materie biologiche che seguono nel percorso di studi (Biochimica, Genetica, Biologia Molecolare) con le conoscenze necessarie per una approfondita comprensione delle stesse. Saranno fornite le conoscenze di base sulla biologia della cellula procariota ed eucariota (animale e vegetale), sulla struttura e funzione dei vari compartimenti cellulari, sul metabolismo energetico, sui processi di divisione cellulare e sulle principali tecniche di studio delle cellule. Nel corso verrà anche trattato l'argomento dell'origine della vita sul nostro pianeta e l'evoluzione della cellula. Il corso di Biologia cellulare II si propone di far acquisire allo studente le conoscenze sui principali processi cellulari che ne guidano il funzionamento e l'organizzazione. Il corso permette allo studente di affrontare le materie biologiche che seguono nel percorso di studi (Biochimica, Genetica, Biologia Molecolare) con le conoscenze necessarie per una approfondita comprensione delle stesse. Saranno fornite le conoscenze di base sul flusso dell'informazione, sui processi di divisione cellulare e sulle principali tecniche di studio delle cellule. Nel corso verrà anche trattato l'argomento della morte cellulare e le cellule tumorali. I laboratori permettono agli studenti di integrare le conoscenze teoriche acquisite ed imparare a scrivere un report di laboratorio

Programma

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MM: BIOLOGIA GENERALE E CELLULARE: I
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L'origine della vita sul nostro pianeta. L'origine della cellula. Proprietà generali degli organismi viventi: evoluzione, complessità, organizzazione cellulare, nutrizione e metabolismo, variabilità, principi di classificazione, concetto di specie, categorie tassonomiche. La cellula unità strutturale e funzionale degli organismi viventi. Cellula procariota ed eucariota. Tecniche di studio delle cellule: microscopia ottica, microscopia elettronica; fissazione, inclusione, colorazioni; autoradiografia; immunocitochimica. Le macromolecole della cellula. Le membrane cellulari: struttura e funzioni. Matrice extracellulare. Parete cellulare delle cellule batteriche e delle cellule vegetali: costituenti chimici e proprietà. Funzioni della parete e relazioni tra struttura e funzione nelle varie fasi della vita della cellula; sintesi ed assemblaggio dei componenti della parete. Caratteristiche e funzioni del sistema di endomembrane: reticolo endoplasmico, apparato di Golgi, esocitosi, endocitosi, lisosomi. Vacuolo: ontogenesi, tonoplasto, composizione del succo vacuolare; funzioni del vacuolo. Glicolisi e fermentazione (cenni). Mitocondri: struttura e funzione, respirazione e teoria chemiosmotica, ruolo nel processo di morte cellulare. Plastidi: struttura e funzione di cloroplasti, cromoplasti, amiloplasti. Fase luminosa e fase oscura della fotosintesi (concetti generali). Differenziamento ed interconversione dei plastidi. Confronto mitocondri-cloroplasti; Ipotesi endosimbiontica. Perossisomi, gliossisomi Citoscheletro: struttura e funzione di microtubuli, microfilamenti, filamenti intermedi. Centrioli, ciglia e flagelli. Movimento cellulare e contrattilità cellulare. Nucleo: struttura e funzione. Involucro nucleare, cromatina e sua organizzazione, eucromatina ed eterocromatina, cromosomi, nucleolo.
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MM: BIOLOGIA GENERALE E CELLULARE: II
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Trascrizione e traduzione. Espressione genica, trascrizione nelle cellule eucariotiche, maturazione dell'RNA. Sintesi proteica. Struttura dei ribosomi, amminoacil-tRNA e loro sintesi, fattori proteici della traduzione, meccanismo del processo di traduzione. Smistamento delle proteine, peptidi segnale. Comunicazione cellulare recettori e segnali chimici, proteine G e proteine-chinasi. Il ciclo cellulare. Replicazione del DNA e riparazione dei danni, regolazione del ciclo, le cicline e le chiansi ciclina dipendenti. Mitosi e citochinesi, fasi della divisione. Meiosi, fasi della divisione meiotica. I gameti e la riproduzione sessuale, il crossing-over. La ricombinazione nei batteri. La morte cellulare. Necrosi e Apoptosi, proteine coinvolte nella cascata della morte cellulare. I mitocondri nel processo apoptotico. Le cellule tumorali, proliferazione cellulare e vie di segnale coinvolte. Gli oncogeni. I Virus, nozioni generali. Laboratorio: Uso del microscopio ottico, osservazione di preparati freschi e di sezioni. La cellula ed i suoi organuli. Osservazione del nucleo, dei mitocondri e cloroplasti, degli altri organuli citoplasmatici. Il movimento nella cellula viva: movimenti dei cloroplasti indotti da cambiamenti dell’intensità della luce. Compartimentazione nella cellula: esperimenti di shrinking del vacuolo. Colorazione delle strutture cellulari. Frazionamento cellulare: omogenizzazione di tessuto muscolare e centrifugazione differenziale per la purificazione di frazioni subcellulari. Analisi spettrofotometrica delle frazioni ottenute. Nozioni teoriche sulle diverse tecniche di microscopia anche non affrontate nel laboratorio pratico: microscopia in campo scuro, microscopia confocale, microscopia elettronica TEM e SEM. Tecniche di preparazione dei campioni biologici per la microscopia.

Modalità d'esame

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MM: BIOLOGIA GENERALE E CELLULARE: I
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Verifica delle conoscenze di base sull'organizzazione delle strutture che compongono la cellula e sulla loro origine. Test a risposte multiple. Il punteggio, espresso in trentesimi, andrà a formare la votazione finale insieme ai punteggi delle successive prove del modulo di secondo semestre.
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MM: BIOLOGIA GENERALE E CELLULARE: II
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Lo studente dovrà fare una relazione per i moduli di laboratorio che verrà valutata sulla base della capacità di redigere un report chiaro e sintetico che permetta al lettore di poter eventualmente ripetere l'esperienza. La relazione deve essere consegnata prima dell'esame finale. L'esame finale (Biologia Generale e Cellulare I e II) è formato da un test scritto a risposte multiple ed una prova orale). Le votazioni in trentesimi di queste prove unite alla prova del primo semestre verrà a formare la valutazione finale.
Gli studenti che non avranno sostenuto i test scritti o che non avranno superato le prove scritte dovranno sostenere una prova orale genrale esaustiva dell'intero programma del corso.

Testi di riferimento
Autore Titolo Casa editrice Anno ISBN Note
Gerard Karp Biologia Cellulare e Molecolare - Concetti ed Esperimenti (Edizione 5) EdiSES 2015 9788879598637
Becker W.M. et al. Il mondo della cellula (Edizione 8) Pearson Ed 2018 9788865182376