Biologia generale e cellulare

A.A. 2019/2020
10
Crediti massimi
88
Ore totali
SSD
BIO/13
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire allo studente le nozioni di base sulle caratteristiche fondamentali degli organismi viventi a partire dalle molecole biologiche, organelli subcellulari, cellule e tessuti, nonché il loro funzionamento, al fine di affrontare qualsiasi insegnamento successivo di area biologica.
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti una generale comprensione dei meccanismi molecolari che controllano replicazione, trascrizione, traduzione, maturazione delle proteine e metabolismo cellulare, oltre ad approfondire specifici comportamenti cellulari quali proliferazione, motilità, sopravvivenza e/o morte.
Si intende inoltre fornire agli studenti un approfondimento sui meccanismi di controllo del ciclo cellulare, delle vie di trasduzione del segnale e della trasformazione delle cellule tumorali.
L'attività di didattica frontale sarà completata con attività pratiche inerenti metodiche di citologia e microscopia.
Obiettivo formativo dell'insegnamento è quello di sviluppare conoscenze relative alla biologia generale e cellulare di organismi animali e vegetali.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito e compreso le conoscenze sui principali costituenti inorganici ed organici degli organismi viventi, sui processi e la regolazione di base della sintesi degli acidi nucleici e delle proteine, sui ruoli principali di queste macromolecole e sul flusso dell'informazione genica, dal DNA alle proteine, nella cellula procariotica ed eucariotica. Lo studente dovrà inoltre conoscere l'organizzazione molecolare e la funzione degli organelli cellulari e delle membrane delle cellule procariotiche ed eucariotiche ed i processi di divisione cellulare delle cellule eucariotiche. Inoltre, dovranno essere apprese nozioni sulla struttura dei virus e dei procarioti.
Al termine del percorso formativo lo studente dovrà inoltre dimostrare di possedere un opportuno linguaggio biologico al fine di comunicare le specifiche conoscenze.
Programma e organizzazione didattica

Linea AL

Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
Didattica frontale (72 h)
Principi di classificazione degli organismi viventi. La divisione in Regni: Batteri, Archei, Protisti, Funghi, Vegetali e Animali. La biodiversità e l'origine della vita. Composizione chimica della materia vivente. Le macromolecole biologiche (carboidrati, proteine, lipidi e acidi nucleici). Struttura e funzioni delle proteine. Cenni sulla struttura e le funzioni degli anticorpi. Struttura e funzioni degli acidi nucleici. Il DNA come materiale ereditario. Generalità sulla struttura del gene eucariotico. Dai geni alle proteine: trascrizione e traduzione. Cenni sulle mutazioni e sul loro ruolo evolutivo. Energia e metabolismo. Flusso di materia ed energia attraverso gli organismi viventi. Organismi chemio-autotrofi, foto-autotrofi ed eterotrofi. I cicli della materia nella biosfera e loro importanza biologica. Gli enzimi come catalizzatori biologici: natura e proprietà. Il concetto di via metabolica. Cenni di bioenergetica e compartimentazione metabolica. Virus, batteri ed eucarioti. La cellula eucariotica e sua compartimentazione. Confronto tra cellule procariotiche ed eucariotiche. Organismi mono e pluri-cellulari. Generalità sui batteri e sui virus e loro interazioni con la cellula eucariotica. Il ciclo del virus dell'influenza e dell'HIV. I virus oncogeni. Struttura e funzioni della cellula eucariotica. Cenni sui metodi di studio delle cellule e dei tessuti. Composizione e struttura e ruolo della membrana plasmatica. Il trasporto attraverso la membrana. Generalità sulla comunicazione cellulare. Il nucleo. Cromatina e cromosomi. Il sistema di endomembrane e i compartimenti intracellulari (l'involucro nucleare, il reticolo endoplasmatico, l'apparato di Golgi).
Il citoscheletro. Il mitocondrio: struttura e funzioni. I lisosomi e i perossisomi. La matrice extracellulare. Le giunzioni intercellulari e l'organizzazione delle cellule in tessuti. Interazione degli organismi con l'ambiente esterno. La riproduzione delle cellule e degli organismi. La riproduzione asessuata, sessuata e sua importanza evolutiva. Confronto fra cellule somatiche e cellule germinali attraverso i processi di divisione mitotica e meiotica. Generalità sui meccanismi della fecondazione e sulle prime fasi dello sviluppo embrionale. Elementi di biologia vegetale. Peculiarità delle cellule vegetali. La parete cellulare e il vacuolo. Struttura e funzioni dei plastidi. Il controllo dell'omeostasi nelle cellule delle piante. La fotosintesi.
Il ciclo cellulare e il suo controllo I punti di controllo e di stop del ciclo cellulare, I complessi Cicline/Cdk e la loro modulazione, la regolazione al Punto di Restrizione Fattori di crescita: meccanismo d'azione, ruoli svolti nella regolazione del ciclo cellulare. Trasmissione del segnale extracellulare nel citoplasma e al nucleo: recettori di membrana e recettori intracellulari. Meccanismo di azione dei fattori di adesione, migrazione cellulare. Apoptosi e necrosi. Differenziamento cellulare. Le cellule staminali La cellula neoplastica: caratteristiche morfologiche e metaboliche della cellula tumorale, linee cellulari tumorali. Fattori di trasformazione: protooncogeni e oncogeni, geni oncosoppressori. Linee cellulari immortalizzate: immortalizzazione di cellule mediata da oncogeni, sistemi ibridi ottenuti da fusioni cellulari. Immortalizzazione specifica con agenti trasformanti chimici, fisici e biologici (virus): tumorigenesi diretta.

Elementi di biologia vegetale. Peculiarità delle cellule vegetali. La parete cellulare e il vacuolo. Struttura e funzioni dei plastidi. Il controllo dell'omeostasi nelle cellule delle piante. La fotosintesi.

Esercitazioni

Esercitazioni in aula (10h)
2h: microscopia e metodologie di analisi subcellulari
2h: colture cellulari
2h: metodi di preparazione di campioni istologici
4h: principi di istologia in tessuti normali e patologici

Esercitazione in laboratorio (6h)
Esercitazione di microscopia in laboratorio 3h: utilizzo dei microscopi rovesciati per la visione di cellule vive e utilizzo di microscopi dritti con vetrini colorati mediante ematossilina-eosina
Esercitazione di fissaggio e colorazione delle cellule, e montaggio su vetrini, in laboratorio 3h: fissaggio e colorazione mediante eosina-tiazina di cellule e montaggio su vetrini. Osservazione al microscopio dritto
Prerequisiti
Il corso tratterà tutte le nozioni di base ed avanzate della biologia generale e cellulare. Non sono pertanto richieste conoscenze preliminari, se non i concetti elementari di chimica (generale, inorganica ed organica) e di biologia affrontati negli studi delle scuole medie superiori.
Metodi didattici
Lezioni frontali con il supporto di presentazione PPT. Le presentazioni verranno fornite agli studenti tramite la pagina dedicata ai "materiali didattici" nel sito del Docente sulla piattaforma Ariel (http://users.unimi.it/ariel).
Materiale di riferimento
Ginelli E., Malcovati A. Molecole, Cellule e Organismi. Prima edizione, EdiSES, 2016.

Becker W.M., Bertoni G. Becker - Il mondo della cellula. IX nona edizione, Pearson, 2018.
Karp G., Biologia cellulare e molecolare, V quinta edizione, EdiSES, 2015.
Cooper G.M., Hausman R.E. La cellula: un approccio molecolare. III terza edizione, Piccin, 2012.
Alberts B., Johnson A., Lewis J., Raff M., Roberts K., Walter P. L'essenziale di biologia molecolare della cellula. IV quarta edizione, Zanichelli, 2015.

Solomon E.P., Berg L.R., Martin D.W., Villee C. Elementi di biologia. VII settima edizione, EdiSES, 2017.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame è orale e riguarda gli argomenti principali trattati nelle lezioni frontali. Gli studenti dovranno dimostrare di avere acquisito le conoscenze sulle principali caratteristiche delle cellule (procariotiche e eucariotiche). In particolare, dovranno dimostrare di avere acquisito una solida conoscenza sui seguenti argomenti: membrane cellulari, enzimi, organelli citoplasmatici, flusso del'informazione genica dal DNA alle proteine, programmi di vita/morte cellulare, interazioni cellula-matrice e cellula-cellula, comunicazioni intercellulari, mitosi e meiosi, riproduzione asessuata/sessuata, gametogenesi, aspetti generali della fertilizzazione e della prime fasi dello sviluppo embrionale, basi molecolari della trasformazione cellulare (tumorigenesi), aspetti fondamentali della bioergonica e della biologia delle piante e fotosintesi, teoria dell'evoluzione.
All'esame, gli studenti dovranno dimostrare di avere acquisito un linguaggio biologico preciso e specifico che permetta loro di comunicare le loro conoscenze sugli argomenti principali nel campo della biologia generale e cellulare.
Dal momento che le esercitazioni, sia teoriche che pratiche (16 ore) sono obbligatorie, gli studenti che non avranno frequentato un numero adeguato di esercitazioni dovranno sostenere un prova scritta a risposta multipla (10 domande per test a crocette) sugli argomenti trattati durante le esercitazioni nella prima sessione di esami di febbraio prima di poter sostenere l'esame finale.
BIO/13 - BIOLOGIA APPLICATA - CFU: 10
Esercitazioni di laboratorio a posto singolo: 16 ore
Lezioni: 72 ore
Turni:
Docente: Poletti Angelo
Tuno 2
Docente: Rusmini Paola
Turno 1
Docente: Rusmini Paola

Linea MZ

Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
Didattica frontale (72 h)

Principi di classificazione degli organismi viventi. La divisione in Regni: Batteri, Archei, Protisti, Funghi, Vegetali e Animali. La biodiversità e l'origine della vita. Composizione chimica della materia vivente. Le macromolecole biologiche (carboidrati, proteine, lipidi e acidi nucleici). Struttura e funzioni delle proteine. Cenni sulla struttura e le funzioni degli anticorpi. Struttura e funzioni degli acidi nucleici. Il DNA come materiale ereditario. Generalità sulla struttura del gene eucariotico. Dai geni alle proteine: trascrizione e traduzione. Cenni sulle mutazioni e sul loro ruolo evolutivo. Energia e metabolismo. Flusso di materia ed energia attraverso gli organismi viventi. Organismi chemio-autotrofi, foto-autotrofi ed eterotrofi. I cicli della materia nella biosfera e loro importanza biologica. Gli enzimi come catalizzatori biologici: natura e proprietà. Il concetto di via metabolica. Cenni di bioenergetica e compartimentazione metabolica.

Virus, batteri ed eucarioti. La cellula eucariotica e sua compartimentazione. Confronto tra cellule procariotiche ed eucariotiche. Organismi mono e pluri-cellulari. Generalità sui batteri e sui virus e loro interazioni con la cellula eucariotica. Il ciclo del virus dell'influenza e dell'HIV. I virus oncogeni.

Struttura e funzioni della cellula eucariotica. Cenni sui metodi di studio delle cellule e dei tessuti. Composizione e struttura e ruolo della membrana plasmatica. Il trasporto attraverso la membrana. Generalità sulla comunicazione cellulare.

Il nucleo. Cromatina e cromosomi. Il sistema di endomembrane e i compartimenti intracellulari (l'involucro nucleare, il reticolo endoplasmatico, l'apparato di Golgi).

Il citoscheletro. Il mitocondrio: struttura e funzioni. I lisosomi e i perossisomi. La matrice extracellulare. Le giunzioni intercellulari e l'organizzazione delle cellule in tessuti. Interazione degli organismi con l'ambiente esterno.

La riproduzione delle cellule e degli organismi. La riproduzione asessuata, sessuata e sua importanza evolutiva. Confronto fra cellule somatiche e cellule germinali attraverso i processi di divisione mitotica e meiotica. Generalità sui meccanismi della fecondazione e sulle prime fasi dello sviluppo embrionale.

Il ciclo cellulare e il suo controllo. I punti di controllo e di stop del ciclo cellulare. i complessi Cicline/Cdk e la loro modulazione, la regolazione al Punto di Restrizione. Fattori di crescita: meccanismo d'azione, ruoli svolti nella regolazione del ciclo cellulare.

Trasmissione del segnale extracellulare nel citoplasma e al nucleo: recettori di membrana e recettori intracellulari. Meccanismi di azione dei fattori di adesione, migrazione cellulare.

Apoptosi e necrosi. Differenziamento cellulare. Le cellule staminali. La cellula neoplastica: caratteristiche morfologiche e metaboliche della cellula tumorale, linee cellulari tumorali. Fattori di trasformazione: protooncogeni e oncogeni, geni oncosoppressori. Linee cellulari immortalizzate: immortalizzazione di cellule mediata da oncogeni, sistemi ibridi ottenuti da fusioni cellulari. Immortalizzazione specifica con agenti trasformanti chimici, fisici e biologici (virus): tumorigenesi diretta.

Elementi di biologia vegetale. Peculiarità delle cellule vegetali. La parete cellulare e il vacuolo. Struttura e funzioni dei plastidi. Il controllo dell'omeostasi nelle cellule delle piante. La fotosintesi.

Esercitazioni teoriche e pratiche (16 h)

Esercitazioni in aula (10h)
2h: microscopia e metodologie di analisi subcellulari
2h: colture cellulari
2h: metodi di preparazione di campioni istologici
4h: principi di istologia in tessuti normali e patologici

Esercitazioni in laboratorio (6 h)
Esercitazione di microscopia in laboratorio 3h: utilizzo dei microscopi rovesciati per la visione di cellule vive e utilizzo di microscopi dritti con vetrini colorati mediante ematossilina-eosina
Esercitazione di fissaggio e colorazione delle cellule, e montaggio su vetrini, in laboratorio 3h: fissaggio e colorazione mediante eosina-tiazina di cellule e montaggio su vetrini. Osservazione al microscopio dritto
Prerequisiti
Il corso tratterà tutte le nozioni di base ed avanzate della biologia generale e cellulare. Non sono pertanto richieste conoscenze preliminari, se non i concetti elementari di chimica (generale, inorganica ed organica) e di biologia affrontati negli studi delle scuole medie superiori.
Metodi didattici
Lezioni frontali con il supporto di presentazione PPT. Le presentazioni verranno fornite agli studenti tramite la pagina dedicata ai "materiali didattici" nel sito del Docente sulla piattaforma Ariel (http://users.unimi.it/ariel)
Materiale di riferimento
Bibliografia e altri materiali didattici:

Ginelli E., Malcovati A. Molecole, Cellule e Organismi. Prima edizione, EdiSES, 2016.

Becker W.M., Bertoni G. Becker - Il mondo della cellula. IX nona edizione, Pearson, 2018.
Karp G., Biologia cellulare e molecolare, V quinta edizione, EdiSES, 2015.
Cooper G.M., Hausman R.E. La cellula: un approccio molecolare. III terza edizione, Piccin, 2012.
Alberts B., Johnson A., Lewis J., Raff M., Roberts K., Walter P. L'essenziale di biologia molecolare della cellula. IV quarta edizione, Zanichelli, 2015.

Solomon E.P., Berg L.R., Martin D.W., Villee C. Elementi di biologia. VII settima edizione, EdiSES, 2017.

Le presentazioni verranno fornite agli studenti tramite la pagina dedicata ai "materiali didattici" nel sito del Docente sulla piattaforma Ariel (http://users.unimi.it/ariel)
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame è orale e riguarda gli argomenti principali trattati nelle lezioni frontali. Gli studenti dovranno dimostrare di avere acquisito le conoscenze sulle principali caratteristiche delle cellule (procariotiche e eucariotiche). In particolare, dovranno dimostrare di avere acquisito una solida conoscenza sui seguenti argomenti: membrane cellulari, enzimi, organelli citoplasmatici, flusso del'informazione genica dal DNA alle proteine, programmi di vita/morte cellulare, interazioni cellula-matrice e cellula-cellula, comunicazioni intercellulari, mitosi e meiosi, riproduzione asessuata/sessuata, gametogenesi, aspetti generali della fertilizzazione e della prime fasi dello sviluppo embrionale, basi molecolari della trasformazione cellulare (tumorigenesi), aspetti fondamentali della bioergonica e della biologia delle piante e fotosintesi, teoria dell'evoluzione.
All'esame, gli studenti dovranno dimostrare di avere acquisito un linguaggio biologico preciso e specifico che permetta loro di comunicare le loro conoscenze sugli argomenti principali nel campo della biologia generale e cellulare.
Dal momento che le esercitazioni, sia teoriche che pratiche (16 ore) sono obbligatorie, gli studenti che non avranno frequentato un numero adeguato di esercitazioni dovranno sostenere un prova scritta a risposta multipla (10 domande per test a crocette) sugli argomenti trattati durante le esercitazioni nella prima sessione di esami di febbraio prima di poter sostenere l'esame finale.
BIO/13 - BIOLOGIA APPLICATA - CFU: 10
Esercitazioni di laboratorio a posto singolo: 16 ore
Lezioni: 72 ore
Turni:
Turno 1
Docente: Moretti Roberta Manuela
Turno 2
Docente: Crippa Valeria
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento telefonico o e-mail
Dip. Scienze Farmacologiche e Biomolecolari
Ricevimento:
Ricevimento tramite Appuntamento concordato col docente
Dip. Scienze Farmacologiche e Biomolecolari- via Balzaretti 9- Milano
Ricevimento:
Martedì 13-16 (concordare visita via e-mail); altri giorni su appuntamento via e-mail.
DiSFeB - via Balzaretti 9 - piano 4 (chiedere in portineria)
Ricevimento:
su appuntamento
Via Balzaretti,9