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

Struttura della cellula procariotica con particolare riguardo alle differenze fra cellule procariotica (eubatteri e archeobatteri) e eucariotica. Membrana plasmatica e sue funzioni, citoplasma, nucleoide, parete cellulare, membrana esterna e spazio periplasmico, capsula, acidi teicoici, inclusioni citoplasmatiche, appendici esterne. Flagello. Tassi batterica e sua regolazione. Le spore. Struttura e biosintesi di macromolecole: peptidoglicano, DNA, RNA, proteine. L'accrescimento dei microorganismi. Misura dell'accrescimento. Curva di crescita di una coltura batterica. Crescita su terreno solido. Colture pure. Fattori genetici e ambientali che influenzano la crescita dei microorganismi. Quorum sensing e biofilms. Principali tecniche batteriche. Terreni di coltura, di isolamento, selettivi. Colorazioni. Sterilizzazione e metodiche di sterilizzazione. Farmaci antibatterici chemioterapici e antibiotici. Meccanismo d'azione: chemioterapici sulfamidici, antibiotici che interferiscono con la sintesi della parete, di DNA, RNA, e proteine. Meccanismi della farmaco-resistenza in relazione al meccanismo d'azione degli antibiotici. Meccanismi di patogenicità dei batteri. Meccanismi molecolari d'azione delle principali esotossine batteriche. I virus animali. Composizione, struttura, criteri classificativi. Metodi di studio dei virus. Le colture cellulari. Titolazione dei virus. Fasi del ciclo replicativo virale. Penetrazione dei virus nella cellula Le classi replicative virali I-VII. Strategie replicative delle diverse classi di virus in relazione con l'organizzazione del genoma virale:- Deossiribovirus con genoma a singola elica e a doppia elica. Deossiribovirus a replicazione nucleare o citoplasmatica. Ribovirus a genoma positivo, a genoma negativo, a genoma ambisenso. Retrovirus. Hepadnavirus. Virus difettivi e virus helper. Differenze fra ciclo replicativo, ciclo latente e persistente. Metabolismo dei batteri chemo-auto e chemo-eterotrofi. Alofili-estremi: habitat e fisiologia. Produzione di energia mediante fermentazione (batteri lattici, enterici, formanti-spore). Fotosintesi anossigenica ed ossigenica. Fissazione simbionte e asimbionte dell'azoto molecolare. Caratteristiche dei batteri metanogeni e metanogenesi. Ruolo dei batteri nella degradazione degli xenobiotici e nella interazione con metalli e metalloidi. Impiego di batteri per generare piante transgeniche. Uso dei batteri in processi biotecnologici di uso industriale (produzione di antibiotici, lisciviazione).
Modulo di Laboratorio di Microbiologia e Virologia Generale

PREMESSA: Gli studenti verranno divisi in due turni a discrezione del docente. La suddivisione verrà comunicata agli studenti in tempo utile, mediante le liste di distribuzione docenti-studenti.

L'esercitazione è articolata 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.

- 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): 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 codificante GFP (green fluorescent protein); teoria delle tecnologie per la generazione di virus ricombinanti.

Testi/Bibliografia

I testi di riferimento sono "Biologia dei Microganismi", a cura di G. Deho' e E. Galli, Ed. CEA., oppure "Brock Biologia dei Microrganismi", 9 edizione, di Madigan, Martinko, Parker, Ed. CEA.

Metodi didattici

L'insegnamento si compone di 9 CFU di cui 7 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 di Laboratorio (3) corrispondente a 30 ore di esercitazioni pratiche a posto unico. La teoria delle esperienze viene spiegata giorno per giorno dal docente. Ogni studente prepara individualmente o in gruppo il materiale necessario. Gli studenti sono seguiti dal docente e dai tutors durante lo svolgimento dell'esperienza. I risultati vengono discussi sia individualmente che in gruppo.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame di fine corso mira a valutare il raggiungimento degli obiettivi didattici (vedi Conoscenze e Abilità da conseguire). A tal fine vengono svolte 3 prove in itinere per la verifica della preparazione relativa ai vari moduli. All'interno delle finestre di esame fissate dal Corso di Studi l'esame è cumulativo (tutti i moduli sono oggetto d'esame) e si svolge in modalità scritta/orale.

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 che fa riferimento al materiale iconografico dei testi consigliati (vedi Testi/Bibliografia). 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 per osservare cellule e batteri, un microscopio a fluorescenza, incubatori; impianto audiovisivo per le lezioni teoriche. Vengono inoltre fornite una dispensa dettagliata e le diapositive delle lezioni teoriche.

Link ad altre eventuali informazioni

http://www.unibo.it

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Davide Zannoni

Consulta il sito web di Laura Menotti

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