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    Riccardo PIERANTONI

    Insegnamento di BIOLOGIA APPLICATA

    Corso di laurea magistrale a ciclo unico in MEDICINA E CHIRURGIA (Sede di Caserta)

    SSD: BIO/13

    CFU: 8,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 100,00

    Periodo di Erogazione: Annualità Singola

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    Italiano

    Testi di riferimento

    Biologia e Genetica – DeLeo, Ginelli, Fasano - ed Edises
    Biologia e Genetica – Pierantoni, Tenchini et al – ed Edises
    Biologia cellulare e molecolare - G.Karp - ed Edises
    Genetica- P.Russel – ed Edises

    Obiettivi formativi

    Trasmettere le conoscenze necessarie per utilizzare i procedimenti logici e le
    strategie che hanno guidato gli esperimenti esemplari della biologia nella
    deduzione di principi generalizzabili.
    Alla fine del corso lo studente deve dimostrare di aver compreso:
    a) la logica costruttiva delle strutture biologiche fondamentali e dei diversi
    livelli di organizzazione della materia vivente,
    b) i principi unitari che presiedono al funzionamento delle diverse unità
    biologiche nella loro logica energetica ed informazionale,
    c) i meccanismi che sono alla base della variabilità,
    d) i principi che governano la trasmissione dei caratteri ereditari

    Metodologie didattiche

    Lezioni frontali ed esercitazioni

    Metodi di valutazione

    Esame orale

    Altre informazioni

    Per appuntamento a Caserta durante il corso; nei restanti mesi presso il Dipartimento
    di Medicina Sperimentale previo appuntamento telefonico o via e-mail
    Prof.Fasano - Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.
    Prof.Pierantoni - Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.
    Prof.Cobellis – Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.
    Prof.Galderisi – Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.
    Prof.Di Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

    Programma del corso

    -Organizzazione molecolare della vita –
    Acqua: Carboidrati: Lipidi: Proteine: gli amminoacidi ed il legame
    peptidico, dalla struttura primaria alla terziaria; la struttura quaternaria.
    Denaturazione e rinaturazione; regolazione dell’attività biologica. Proteine
    chaperon; ubiquitinazione; proteasoma e proteolisi.
    Misfolding delle proteine e patologie correlate.
    Acidi nucleici: dal nucleotide al cromosoma metafasico; da Miescher a
    Chargaff, Wilkins e Franklin; il modello di Watson e Crick; strategie di
    compattamento del DNA (virus, batteri e cellule eucariotiche); parametri
    chimico-fisici del DNA; denaturazione e rinaturazione; grandezza e
    complessità del genoma; interazione DNA-proteine
    -Le basi dell’organizzazione biologica-
    La classificazione degli organismi viventi: l’albero della vita; principi di
    sistematica; gli organismi e le cellule; la teoria cellulare; le proprietà
    fondamentali delle cellule
    I procarioti – descrizione morfologica e biochimica, similitudini e
    differenze. Archea
    La cellula eucariotica
    La membrana plasmatica: cronologia degli studi sulla composizione della
    membrana plasmatica; morfologia struttura e funzione (osmosi e diffusione,
    meccanismi di trasporto passivo e attivo). Giunzioni cellulari e comunicazioni
    con la matrice cellulare.
    Il nucleo: carioteca e pori nucleari, DNA, cromatina, cromosomi, cariotipo,
    nucleolo.
    Gli apparati membranosi: reticolo endoplasmatico liscio e rugoso, apparato
    del Golgi, lisosomi, perossisomi – morfologia, struttura. Traffico di
    membrane (NSF, SNAPs, v-SNARE, t-SNARE, Rab).
    Patologie lisosomali
    I ribosomi:
    I mitocondri: principi di energetica; organizzazione e struttura (il genoma
    mitocondriale, modalità del flusso dell’informazione nei mitocondri), teoria
    endosimbiontica. Funzioni: la respirazione cellulare (dalla glicolisi alla catena
    di trasporto degli elettroni fino alla sintesi di ATP), le molecole che vi
    partecipano, il bilancio energetico del processo.
    Patologie mitocondriali
    Il citoscheletro: motilità cellulare, proteine motrici
    La Duplicazione del DNA: esperimento di Meselson e Stahl, caratteristiche
    generali del processo, la duplicazione nei procarioti, la duplicazione negli
    Eucarioti, il problema dei telomeri.
    Flusso dell’informazione
    -La trascrizione e la maturazione delle molecole di RNA: caratteristiche generali
    del processo, la trascrizione nei procarioti, la trascrizione negli Eucarioti (RNApol I,
    II, III), la maturazione del messaggero (capping, metilazione, poliadenilazione,
    splicing, editing) e dei tRNA e rRNA, il rimodellamento della cromatina, concetto di
    gene, un mondo a RNA
    -La struttura del codice genetico e la traduzione: proprietà e decifrazione del codice
    (esperimento di Crick e Brenner, di Niremberg e Leder), l’apparato biosintetico, fase
    ATP-dip della sintesi proteica (o fase di caricamento dell’amminoacido), fase GTPdip,
    la selenocisteina e la pirrolisina; folding e misfolding proteico, il proteasoma,
    genomica, trascrittomica e proteomica.
    - La regolazione dell’espressione genica: nei procarioti a livello trascrizionale
    (operone Lac e triptofano), post-trascrizionale (attenuazione), tradizionale
    (riboswitch); negli eucarioti a livello trascrizionale (sequenze regolative, metilazione
    del DNA, acetilazione degli istoni, imprinting), post-trascrizionale e traduzionale/posttraduzionale
    (micro-RNA). Esempi della complessità dei meccanismi di regolazione
    negli eucarioti.
    Tecniche di biologia molecolare: estrazione del DNA, Southern, northern e western
    blots, PCR, Arrays.
    -Sorting delle proteine: attraverso il poro della carioteca, proteine mitocondriali, del
    cloroplasto, dei perossisomi; quando una proteina è sintetizzata dai ribosomi adesi alle
    membrane del reticolo: come una proteina raggiunge la sua destinazione finale;
    formazione dei lisosomi, endocitosi/esocitosi costitutiva e regolata, mediata da
    recettori, meccanismi di adesione cellulare
    Comunicazione endocrina, paracrina ed autocrina: il concetto di ormone
    rivisitato; recettori di membrana e nucleari; l’ossido nitrico. La traduzione del
    segnale: elementi costitutivi, le diverse cascate regolative conosciute; Effetti gnomici e
    non-genomici. Regolazione della trascrizione.
    Virus: caratteristiche generali, morfologia, modalità di infezione
    Ciclo cellulare (mitotico e meiotico) e suo controllo: le (cicline/cdk), l’APC e i
    checkpoints. La complessità del ciclo cellulare nei mammiferi. Proto-oncogeni,
    oncogeni e oncosopressori. Il ruolo di p53, apoptosi, anoikis. .
    -La Riproduzione: agamica, anfigonica e partenogenetica. La riproduzione sessuata:
    origine delle cellule germinali, differenziamento gonadico, spermatogenesi, ovogenesi.
    Controllo ormonale durante la gametogenesi maschile e femminile.
    La fecondazione
    -Differenziamento
    Genetica
    -Il metodo e le prove sperimentali di Mendel: caratteri singoli e la segregazione;
    caratteri ed assortimento indipendente; il reincrocio.
    Dominanza incompleta e Codominanza. Allelia multiplia (sistema AB0 dei gruppi
    sanguigni). La pleiotropia. Epistasi (rapporti mendeliani atipici). Geni letali.
    Esperienze di Morgan (associazione genica e caratteri legati al sesso): basi
    biologiche della ricombinazione, associazione completa e incompleta, mappe fisiche e
    genetiche, il crossing over ineguale
    Ambiente e geni: l’espressione genica è modulata dall’ambiente, il concetto di
    penetranza ed espressività, caratteri poligenici ed eredità quantitativa.
    Sesso e geni: la determinazione e il differenziamento sessuale. Inversione sessuale.
    Ormoni e comportamento
    Genetica umana:
    cromosomi umani e cariotipo, studio dei caratteri ereditari umani, eredità autosomica
    (dominante e recessiva), associata al cromosoma X (dominante e recessiva), al
    cromosoma Y, eredità mitocondriale.
    Effetto materno
    Le Mutazioni: classificazione, variazione della struttura del DNA (mutazioni
    puntiformi) in regioni codificanti e non codificanti. Il fenomeno dell’espansione di
    triplette. Mutazioni spontanee e indotte. Agenti mutageni
    Meccanismi di riparazione del DNA. Danni al DNA ed aging.
    Variazioni della struttura dei cromosomi e del numero. Esempi osservabili nella specie
    umana. Cause di aneuploidia. La disomia uniparentale

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