15950 - BIOLOGIA E GENETICA (B)

Conoscenze e abilità da conseguire

Per quanto riguarda la parte relativa alla Biologia, al termine del corso lo studente è in grado di mettere in rapporto le principali funzioni della cellula con la sua struttura. Lo studente conosce i processi cellulari ed ha competenze sugli aspetti della regolazione: la regolazione genica ed i meccanismi principali che presiedono al differenziamento e alla specializzazione cellulare, la regolazione della motilità, i concetti di comunicazione tra cellule, la regolazione del ciclo cellulare e dell'apoptosi. Anche nello studio della riproduzione umana conosce gli aspetti regolativi. Lo studente è in grado di applicare le nozioni apprese per affrontare problemi biomedici relativi ai meccanismi di regolazione e alla loro eventuale alterazione. Per quanto riguarda la parte relativa alla Genetica, al termine del corso, lo studente ha acquisito: la conoscenza dei concetti fondamentali riguardanti l'informazione genetica e i meccanismi correlati alla sua conservazione, espressione e trasmissione; la conoscenza del concetto, della struttura e della funzione del gene e del genoma; la conoscenza dei fenomeni legati alle diverse modalità di trasmissione dei caratteri ereditari, e alla variabilità genetica: polimorfismi, mutazioni e genetica di popolazione; una impostazione metodologica consapevole dell'impiego delle tecnologie avanzate di genetica molecolare; la capacità di applicare le nozioni acquisite a problemi di tipo biomedico.

Contenuti

Introduzione allo studio della biologia moderna

Introduzione alla biologia. La biologia cellulare e molecolare.

Le proprietà dei viventi. Livelli di organizzazione della materia vivente. Gli organismi viventi e l'ambiente.

Storia della biologia: dalla microscopia (osservazione ed interpretazione) alla system biology. I nuovi oggetti di studio dei sistemi complessi: genoma, trascrittoma, proteoma, metaboloma ed interattoma.

Metodologie in campo genomico e post-genomico: strumenti nello studio della biologia e loro possibili applicazioni in campo medico.

Le basi dell'organizzazione biologica: l'ambito cellulare

La teoria cellulare. La cellula: tipologie e strategie evolutive. Cenni sulla origine della vita. Principi sulla evoluzione di geni e genomi.

Transizioni evolutive: compartimentalizzazione cellulare e pluricellularità.

Unità e diversità della vita: criteri di classificazione dei viventi.

Organizzazione del materiale informativo, flusso dell'informazione e regolazione dell'espressione genica

Il nucleo interfasico. La cromatina: struttura e livelli di organizzazione nucleare.

Cromatina e regolazione genica. I nuovi codici: istonico e nucleosomico.

L'ipotesi dei territori cromosomici. Il codice posizionale e l'epigenoma: nuove frontiere in medicina.

L'espressione del patrimonio informativo: gli aspetti biologici della trascrizione e traduzione.

I nuovi dogmi della biologia: i geni ad RNA o non coding RNAs.

Complessità della regolazione dell'espressione genica: livelli e meccanismi. Regolazione trascrizionale, post-trascrizionale, traduzionale e post-traduzionale negli eucarioti. Destino post-sintetico delle molecole proteiche.

Il differenziamento cellulare

Limitazioni spazio-temporali della espressione genica: meccanismi e principi. Organizzazione spazio-temporale degli eventi differenziativi durante lo sviluppo embrionale, alcuni esempi.

Interazione tra le cellule ed il loro ambiente. Segnalazione cellulare.

Rapporti cellula-cellula e cellula-matrice extracellulare. Esemplificazioni sul rapporto tra comunicazione cellulare e differenziamento.

Divisione e morte cellulare

Il ciclo di divisione delle cellule: dalla fenomenologia alla regolazione.

Meccanismi molecolari di regolazione del ciclo cellulare: promozione e blocco. Esemplificazioni sul rapporto tra comunicazione cellulare e proliferazione cellulare.

I processi di mitosi e meiosi: fenomenologia e significato biologico.

Apoptosi e necrosi. Percorsi molecolari e regolazione.

Il cancro

Cenni sul processo neoplastico. Proprietà di base delle cellule neoplastiche e genetica del cancro.

Concetti di protooncogène, oncosoppressore e geni caretaker.

Nuove strategie per combattere il cancro: medicina traslazionale.

Riproduzione degli organismi

Strategie riproduttive dei viventi: riproduzione sessuata e asessuata. Riproduzione nella specie umana: fenomenologia e cenni sulla regolazione della gametogenesi maschile e femminile. Struttura dei gameti maturi. Fecondazione.

Testi/Bibliografia

De Leo G, Ginelli E, Fasano S.

Biologia e genetica. II edizione.

EdiSES, 2010

Testi alternativi: qualsiasi testo di Biologia purchè di livello universitario.
Tra gli altri, ad esempio:

Karp G. Biologia cellulare e molecolare. IV edizione.

Edises, 2012.

 

Fantoni A, Bozzaro S, Del Sal G, Ferrari S, Tripodi M.

Biologia cellulare e genetica: parte prima - Biologia Cellulare .

Piccin, 2009.

 

Becker WM, Kleinsmith LJ, Hardin J, Bertoni GP.

Il mondo della cellula . VII edizione

Pearson Bnjamin Cummings, 2009.

 

Alberts B, Bray D, Hopkin K, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P.

L'essenziale di biologia molecolare della cellula . Terza edizione.

Zanichelli, 2011.

 

Per consultazione:

Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P.

Biologia molecolare della cellula. V edizione.

Zanichelli, 2009.

 

Lodish H, Berk A, Kaiser CA, Krieger M, Scott MP, Bretscher A, Ploegh H, Matsudaira P.

Biologia molecolare della cellula . III Edizione.

Zanichelli, 2009.

 

Metodi didattici

- Didattica frontale.
- Visione e/o segnalazione di siti didattici relativi agli argomenti trattati con l'opportunità di approfondire i contenuti scientifici e trovare soluzioni autonome a problemi posti durante le lezioni teoriche.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova finale consiste in colloqui orali per entrambe le discipline del corso (Biologia e Genetica) sostenuti nella medesima giornata; tali colloqui verteranno su macro-argomenti facenti parte dei programmi del Corso Integrato.
La valutazione si baserà sul raggiungimento degli obiettivi di conoscenza degli argomenti trattati, sulla capacità di applicare nozioni acquisite a problemi biomedici e sulla competenza nella integrazione dei contenuti della Biologia e Genetica.
Il voto finale risulterà dalla media matematica dei voti riportati nei colloqui di Biologia e di Genetica.

Strumenti a supporto della didattica

- Videoproiezione di diapositive contenenti immagini e schemi esemplificativi gli argomenti trattati.
- Brevi filmati scientifici dei processi in studio.
- Eventuale consultazione di siti didattici in rete sui principali processi biologici.
- Selezione di articoli scientifici di approfondimento ed aggiornamento.

Materiale didattico reperibile su AMSCampus, accessibile con credenziali universitarie.

Link ad altre eventuali informazioni

http://apollo11.isto.unibo.it/

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Flavia Frabetti