Biologia

A.A. 2021/2022
7
Crediti massimi
70
Ore totali
SSD
BIO/13
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
1. Conoscere le basi di biologia cellulare e i principali meccanismi molecolari responsabili della struttura, replicazione ed espressione del genoma.
2. Conoscere i processi e le modalità di trasmissione dei caratteri ereditari.
Risultati apprendimento attesi
1. Lo studente al termine dell'insegnamento dovrà conoscere la materia vivente, la biologia cellulare e dovrà essere in grado di comprendere la struttura e la relativa funzione esistente per ciascun componente o compartimento cellulare.
2. Lo studente dovrà conoscere le basi genetiche dell'ereditarietà e i principali meccanismi mutazionali coinvolti nella generazione della diversità fenotipica.
Programma e organizzazione didattica

Edizione unica

Responsabile
In relazione alle modalità di erogazione delle attività formative per l'a.a. 2021/22, verranno date indicazioni più specifiche nei prossimi mesi, in base all'evoluzione della situazione sanitaria.
Programma
Caratteristiche generali degli organismi viventi
La teoria cellulare. Struttura della cellula procariote ed eucariote.

Evoluzione
Evoluzione della cellula: dalla cellula procariote all'eucariote, dall'organismo unicellulare al pluricellulare. Le prove a favore dell'evoluzione e le principali teorie evolutive

Struttura e funzione dei compartimenti cellulari eucariotici
Le membrane biologiche: la membrana plasmatica, l'involucro nucleare. Organelli delimitati da membrane: nucleo, nucleolo, reticolo endoplasmatico liscio e rugoso, apparato di Golgi, vescicole di secrezione, vescicole di endocitosi, lisosomi, perossisomi. Organelli semiautonomi: mitocondri e cloroplasti.

Il citoscheletro e i movimenti cellulari
I microtubuli e la loro struttura. I movimenti cellulari mediati dai microtubuli: dineina e kinesina. Movimento ciliare o flagellare. I microfilamenti: struttura e organizzazione. Interazione tra microfilamenti e matrice extracellulare. Movimenti cellulari mediati da microfilamenti. Il movimento ameboide. I filamenti intermedi, classificazione e loro struttura.

Organizzazione strutturale dei cromosomi eucariotici
Istoni e proteine non istoniche, il filamento nucleo istonico nei successivi livelli di compattazione. Struttura dei cromosomi e della cromatina. Eucromatina ed eterocromatina facoltativa e costitutiva. Organizzazione del genoma eucariote.

Le proprietà del materiale genetico

Il DNA come sede dell'informazione genetica. Esperimenti di Griffith, Avery, Hershey. Struttura e funzione degli acidi nucleici. Come è stata determinata la struttura del DNA: modello di Watson e Crick. Proprietà chimico-fisiche del DNA.

Replicazione del DNA in procarioti e eucarioti
Duplicazione del DNA: meccanismi ed enzimi. Danno e meccanismi di riparazione del DNA.

Trascrizione genica e maturazione degli RNA
Fasi e meccanismi di trascrizione nei batteri ed eucarioti. Maturazione dell'mRNA: capping, splicing e poliadenilazione.

Traduzione
Codice genetico e sue proprietà. L'apparato di traduzione: tRNA e ribosomi. Fasi di traduzione. Cenni sulle modificazioni post-traduzionali e destino post sintetico delle proteine.

Le mutazioni
Mutazione e polimorfismo. Mutazioni spontanee e indotte, mutazioni germinali e somatiche; mosaicismo; Mutazioni geniche: mutazioni per sostituzione, inserzione o delezione di nucleotidi. Effetti fenotipici.

Regolazione dell'espressione genica nei procarioti
Concetto di operone. Regolazione degli operoni catabolici e anabolici.

Regolazione dell'espressione genica negli eucarioti
Cenni sulla regolazione trascrizionale, post trascrizionale e traduzionale.

Ciclo cellulare.
Le fasi del ciclo cellulare, e cenni sul suo controllo.

La riproduzione cellulare e degli organismi
La riproduzione asessuata, sessuata e sua importanza evolutiva
la divisione cellulare, mitosi e meiosi.


Genetica mendeliana
Genotipo e fenotipo. Differenze principali tra mitosi e meiosi. Significato genetico della meiosi.

Leggi di Mendel

Estensione dell'analisi mendeliana. Interazione tra alleli: dominanza incompleta, codominanza, alleli letali e alleli multipli. Penetranza ed espressività. Crossing-over e ricombinazione. Geni indipendenti e geni associati Le basi cromosomiche dell'ereditarietà. Determinazione del sesso. Inattivazione del cromosoma X

Alberi genealogici
Costruzione e analisi degli alberi genealogici. Generalità delle trasmissioni autosomica dominante e recessiva, X-linked dominante e recessiva e ereditarietà mitocondriale.

Cariotipo umano normale e patologico
Morfologia e classificazione dei cromosomi umani; analisi del cariotipo.
Anomalie cromosomiche di numero e loro cause, poliploidia, aneuploidia e mixoploidia. Tipi di anomalie cromosomiche di struttura, cause e conseguenze.

Ingegneria Genetica
Concetti di base della tecnologia del DNA ricombinante, enzimi di restrizione, i plasmidi, produzione di DNA ricombinante, clonazione.
Prerequisiti
Minima conoscenza delle basi della biologia.
Metodi didattici
Il docente utilizzerà lezioni frontali (tot. 35), supportati da mezzi visivi (powerpoint).
Materiale di riferimento
Elementi di Biologia e genetica David Sadava, David M. Hillis, H. Craig Heller, May R. Berenbaum. Zanichelli.
Elementi di Biologia Cellulare P.J. Russell - P.E. Hertz - B. McMillan
Fondamenti di Biologia Eldra P. Solomon, Linda R. Berg, Diana W. Martin
Principi di Genetica D. P. Snustad - M. J. Simmons
Elementi di Genetica S.L. Wolfe - P.J. Russell - P.E. Hertz - C. Starr - B. McMillan
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
La verifica dell'apprendimento avviene attraverso l 'esame finale che accerta l'acquisizione delle conoscenze attese tramite lo svolgimento di una prova scritta della durata di due ore, basata su risposte aperte per un totale di 16 quesiti. A ciascuna domanda verrà attribuito un punteggio sulla base della rilevanza e del livello di difficoltà. L'esame si ritiene superato se lo studente ha acquisito nella prova un punteggio minimo di 18/30.
BIO/13 - BIOLOGIA APPLICATA - CFU: 7
Lezioni: 70 ore
Docente: Doneda Luigia
Docente/i
Ricevimento:
previo appuntamento da concordare via e-mail