Biologia generale e cellulare

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. Struttura e funzioni delle proteine. Struttura e funzioni degli acidi nucleici.
Il DNA come materiale ereditario. Generalità sulla struttura del gene eucariotico. Dai geni alle proteine: trascrizione e traduzione.
Energia e metabolismo. Flusso di materia ed energia attraverso gli organismi viventi. Organismi chemio-autotrofi, foto-autotrofi ed eterotrofi. Gli enzimi come catalizzatori biologici: natura e proprietà. Il concetto di via metabolica.
La cellula eucariotica e sua compartimentazione. Confronto tra cellule procariotiche ed eucariotiche. Organismi mono e pluri-cellulari.
Struttura e funzioni della cellula eucariotica. Cenni sui metodi di studio delle cellule e dei tessuti. Il nucleo. Cromatina e cromosomi. Il sistema di endomembrane e i compartimenti intracellulari. Il citoscheletro. Il mitocondrio. I lisosomi e i perossisomi. La matrice extracellulare. Composizione, struttura e ruolo della membrana plasmatica. Il trasporto attraverso la membrana. Le giunzioni intercellulari e l'organizzazione delle cellule in tessuti. Interazione degli organismi con l'ambiente esterno. Meccanismi di comunicazione cellulare.
La riproduzione delle cellule e degli organismi. La riproduzione asessuata, sessuata e sua importanza evolutiva. Il ciclo cellulare e cenni sul suo controllo. Meccanismi di morte cellulare programmata: l'apoptosi. Proliferazione cellulare incontrollata: il cancro.
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 corso include quattro esercitazioni:
1. Un'esercitazione in aula sull'esperimento fondamentale di Meselson e Stahl per comprendere il processo di replicazione del DNA. Gli studenti avranno l'opportunità di eseguire simulazioni pratiche e discutere i risultati.
2. Un'esercitazione in aula introdurrà gli studenti ai principi fondamentali della microscopia ottica e a fluorescenza.
3. Un'esercitazione in laboratorio per l'introduzione al laboratorio biologico in cui gli studenti saranno guidati attraverso le procedure di sicurezza, la manipolazione di campioni biologici e le basi della sperimentazione in laboratorio.
4. Un'esercitazione in laboratorio che consentirà agli studenti di osservare, contare e seminare cellule vive in coltura utilizzando il microscopio a contrasto di fase, oltre che osservare preparati istologici mediante microscopia ottica.