82446 - MICROBIOLOGIA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede le nozioni fondamentali sulla struttura-funzione-biosintesi di componenti tipici della cellula batterica, coltivazione dei batteri ed influenza delle condizioni di coltura sull'accrescimento batterico, comportamento sociale dei batteri, biofilms, meccanismo d'azione di antibiotici e basi genotipiche e fenotipiche della resistenza, meccanismo d'azione di tossine batteriche, metabolismo dei batteri chemo-auto e chemo-eterotrofi, alofili-estremi in condizioni di anaerobiosi, produzione di energia mediante fermentazione, fotosintesi anossigenica ed ossigenica, fissazione simbionte dell'azoto molecolare, caratteristiche dei batteri metanogeni, ruolo dei batteri nella degradazione degli xenobiotici, impiego di batteri per generare piante transgeniche, struttura-funzione-biosintesi di componenti delle particelle virali, meccanismi di penetrazione dei virus nella cellula, strategie replicative virali in funzione dell'acido nucleico virale. Al termine del laboratorio, lo studente possiede le conoscenze di base delle tecniche di sterilizzazione e lavoro in sterilità, delle tecniche per la manipolazione, coltivazione, identificazione e titolazione di microrganismi (batteri e virus), e delle norme di sicurezza e di smaltimento dei rifiuti in un laboratorio microbiologico. In particolare, lo studente è in grado di: - preparare terreni per la coltura di microrganismi; - allestire colture pure di microrganismi; - determinare il titolo dei microrganismi presenti in una coltura.

Contenuti

Modulo 1: Microbiologia generale

Principi base di microbiologia.

Principi di microscopia: microscopia ottica e microscopia elettronica.

Storia evolutiva e diversità microbica.

Struttura e funzioni della cellula procariotica: membrana citoplasmatica, parete cellulare, membrana esterna, strutture di superficie, endospore e flagelli.

Metabolismo microbico: catabolismo e anabolismo.

Regolazione del metabolismo microbico e altri sistemi di regolazione: inibizione feedback, controllo genico, regolazione della tassi, quorum sensing e risposta stringente.

Crescita microbica: curva di crescita, terreni colturali, metodi di valutazione della crescita microbica, fattori ambientali che controllano la crescita microbica.

Fototrofia: fotosintesi anossigenica e ossigenica.

Chemiolitotrofia: ossidazione di idrogeno, zolfo, ferro, nitrificazione, fissazione dell’azoto.

Catabolismo dei composti organici: chemiorganotrofia e fermentazioni.

Interazioni microbiche: meccanismi di simbiosi e di patogenicità.

Agenti antimicrobici naturali e sintetici: classificazione, meccanismi d’azione e meccanismi di resistenza.

Modulo 2: Virologia

Definizione dei virus, criteri classificativi, composizione, struttura. Curva di crescita dei virus e fasi del ciclo replicativo virale. Infezione produttiva e abortiva, persistente e latente. Meccanismi di penetrazione dei virus nella cellula ospite e del trasporto di componenti subvirali a diversi compartimenti cellulari.

I virus animali: caratteristiche delle classi replicative virali I-VII; strategie replicative e di espressione genica delle diverse classi di virus in relazione all'organizzazione del genoma virale (deossiribovirus con genoma a singola elica e a doppia elica; ribovirus a genoma positivo, a genoma negativo, monopoartito o segmentato; retrovirus, hepadnavirus). Strategie di economia genetica. Velocità di mutazione rispetto a stabilità e/o dimensioni del genoma. Cenni sull’origine e evoluzione dei virus, teorie e meccanismi. Cenni su agenti subvirali: viroidi e satelliti.

Modulo 3: Laboratorio di Microbiologia

Il Laboratorio è articolato in cinque giorni. Il programma verte su:
- Illustrazione delle norme di sicurezza, dei dispositivi di protezione individuale e delle regole di smaltimento differenziato dei rifiuti prodotti in un laboratorio di microbiologia e virologia.

- Preparazione terreni per la crescita e l'isolamento batterico.
- Lavoro in condizioni di sterilità.

- Semina di specie batteriche su terreni solidi, liquidi e semisolidi, in diverse condizioni di disponibilità di ossigeno. Determinazione del titolo di una coltura batterica. Trasformazione batterica.

- Colorazione di Gram.
- Coltivazione di un virus (fago): preparazione dell’ospite, purificazione per placca, preparazione di uno stock, titolazione.

- Osservazione dell'effetto citopatico indotto da virus animali in colture cellulari; rivelazione dell'espressione di un transgene; colorazione immunoenzimatica di placche virali.
- Trasfezione di cellule di mammifero con un plasmide con un gene reporter; teoria delle tecnologie per la generazione di virus ricombinanti.

Testi/Bibliografia

Brock. Biologia dei microrganismi. Microbiologia generale, ambientale e industriale. 14/Ed. Pearson.

Biologia dei Microrganismi a cura di Gianni Dehò ed Enrica Galli. Casa Editrice Ambrosiana.

Prescott. Microbiologia Generale (Willey, Sherwood, Woolverton). McGraw-Hill.

Metodi didattici

L'insegnamento si compone di 8 CFU di cui 6 CFU di lezioni frontali e 2 CFU di laboratorio. Il modulo di Microbiologia Generale (1) e Virologia Generale (2) sono svolti come lezioni frontali in aula. Il Modulo 3 (Laboratorio di Microbiologia e Virologia) corrisponde a 30 ore di esercitazioni pratiche in postazioni individuali. Gli studenti vengono divisi in due turni su indicazione del docente. Ciascun turno si articola in cinque giornate consecutive. La teoria delle esperienze viene spiegata giorno per giorno dal docente. Ogni studente prepara individualmente o in gruppo il materiale necessario per gli esperimenti. Gli studenti sono seguiti dal docente e da tutors durante lo svolgimento delle esperienze. I risultati vengono discussi sia individualmente che in gruppo al termine di ciascuna esperienza. Test di autovalutazione in aula verso la fine del corso.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica delle conoscenze sarà effettuata mediante test scritti. Le date delle prove scritte saranno pubblicate su almaesami.

Strumenti a supporto della didattica

Per i moduli 1 e 2, gli argomenti del corso vengono illustrati agli studenti sotto forma di presentazione power-point (disponibili nella piattaforma IOL). Per il modulo 3 (Laboratorio) l'attività didattica è svolta presso i laboratori di via della Beverara 123, Bologna, completamente equipaggiati, e in particolare dotati di 50 postazioni individuali per gli studenti, 25 cappe a flusso laminare, microscopi ottici, un microscopio a fluorescenza, incubatori, impianto audiovisivo per le lezioni teoriche. Viene inoltre fornita una dispensa dettagliata che riporta le procedure delle esperienze laboratorio.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Beatrice Vitali

Consulta il sito web di Laura Menotti

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