Corso di laurea: SCIENZE BIOLOGICHE (L-13) Programmazione per l'A.A. 2018/2019  

Programma dettagliato:
I parte:
Il concetto di organismo vivente. La teoria cellulare. Procarioti ed Eucarioti.Organismi unicellulari e pluricellulari. I livelli di organizzazione degli organismi pluricellulari: cellule differenziate, tessuti, organi. Ordini di grandezza delle dimensioni dei diversi organismi e dei diversi livelli di organizzazione.Composizione chimica dei viventi. L'acqua: sue caratteristiche di interesse biologico. Sospensioni e soluzioni. Gli ioni. Il pH delle soluzioni. Il legame idrogeno.L' atomo di Carbonio e la chimica della vita. Il concetto di "simmetria" nei composti del Carbonio di interesse biologico. Le macromolecole dello ialoplasma: i principali glucidi di interesse biologico (esosi e pentosi).Isomeria sterica e ottica. I loro polimeri. I principali lipidi di interesse biologico (fosfolipidi, acidi grassi, steroidi, Idrofilia e idrofobia.Composti idrosolubili e liposolubili. Le proteine come polimeri di amminoacidi. Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine. Proteine glicosilate e lipoproteine. La "forma" delle macromolecole proteiche in relazione alla loro funzione. Gli enzimi come catalizzatori biologici. Gli acidi nucleici. Struttura del DNA. Struttura e biosintesi degli RNA. I riboenzimi. I ribosomi: Struttura, sintesi e funzione. Generalità sulla sintesi proteica. La cellula come unità fondamentale degli organismi viventi. Caratteristiche comuni e differenze tra procarioti ed eucarioti, tra cellule vegetali ed animali. Metodi di studio della cellula: i diversi tipi di microscopi, di colorazioni, immunoistochimica, etc.
Le membrane cellulari: composizione chimica e caratteristiche. Il modello a mosaico fluido. Proteine intrinseche ed estrinseche. Proteine glicosilate e glicolipidi e lipoproteine di membrana. La membrana plasmatica ed il "riconoscimento" tra cellule. Il glicocalice. Permeabilità e trasporto attivo. I canali ionici e pompe ioniche. Il metabolismo energetico: dalla fotosintesi alla respirazione. Trasportatori di elettroni e di protoni. Nucleotidi trifosfati. Canali ionici Na, K, Ca. Processi di endocitosi e di esocitosi. Potenziale di membrana. Endocitosi mediata da recettori. I cetrioli. Il reticolo endoplasmatico liscio e rugoso. Il vacuolo centrale delle cellule vegetali. L' apparato del Golgi. I lisosomi e la digestione endocellulare. Pinocitosi e fagocitosi. I Perissisomi. Organuli delimitati da membrana caratterizzati dalla presenza di membrane interne: mitocondri e plastidi delle cellule vegetali. Probabile origine di mitocondri e plastidi. Caratteristiche delle membrane di questi organuli. Rapporto tra organizzazione strutturale e funzione del metabolismo energetico delle membrane di mitocondri e cloroplasti (cenni).Cenni sulla presenza dei canali ionici che agiscono sulla ATP-sintetasi.
Generalità sui quattro tessuti fondamentali e la loro derivazione embrionale. Pluricellularità e differenziamento. Tessuto epiteliale. Caratteristiche generali. Tessuti eccitabili: 1) tessuto epiteliale ghiandolare; tessuto muscolare; 3) tessuto nervoso. Epiteli ghiandolari. Ghiandole endocrine ed esocrine: caratteristiche e differenziamento embrionale. Criteri di classificazione. Specializzazioni citoplasmatiche delle cellule ghiandolari correlate alle loro funzioni specifiche. La secrezio ruolo della sinaptotagminane. Tessuto muscolare striato scheletrico e cardiaco, cenni sulla contrazione. Il neurone ed organizzazione cellulare, esocitosi dei neurotrasmettitori.
II Parte
Epiteli di rivestimento. Classificazione e funzioni. Specializzazione della superficie libera. Ciglia, microvilli. Rapporti tra cellule e strutture di giunzione: zonula occludens, zonula adherens e desmosomi. La superficie basale degli epiteli: rapporto con il tessuto connettivo e la lamina basale. Rinnovo degli epiteli di rivestimento: lo strato germinativo. Tessuto connettivo. I diversi tessuti connettivi: caratteristiche generali e caratteristiche specifiche dei diversi tessuti connettivi. Il connettivo propriamente detto. Classificazione dei connettivi. Fibre collagene reticolari ed elastiche: caratteristiche morfofunzionali. Le cellule del connettivo e loro funzione. Il connettivo e i processi di difesa dell' organismo. Il sistema reticolo istiocitario. Tessuti connettivi particolari. Il tessuto adipo. Il sangue. Funzioni. Il plasma: composizione e funzioni. Eritrociti e globuli bianchi: caratteristiche morfologiche e funzionali. Migrazione delle cellule della serie bianca tra sangue e connettivo. Differenziazioni cellulari e funzioni specifiche nel connettivo. Le piastrine: origine e funzione. Tessuti ematopoietici. Ematopoiesi linfoide e mieloide. L' ematopoiesi embrionale e fetale.I vasi sanguigni e linfatici: caratteristiche generali. Arterie, vene e capillari. Connettivi di sostegno. Il tessuto cartilagineo. La matrice e i condrociti. Istogenesi e fenomeni degenerativi della cartilagine.Tessuto osseo. Funzione di sostegno e di riserva degli ioni Calcio. Osso spugnoso e osso compatto. Struttura microscopica dell' osso: l' osteone. Osteoblasti, osteociti, osteoclasti: stabilità dinamica del tessuto osseo. Istogenesi dell' osso: ossificazione intramembranose.
Il citoscheletro e la "forma" delle cellule negli organismi animali e vegetali. Microtubuli, microfilamenti e filamenti intermedi. La parete rigida delle cellule vegetali. Il movimento cellulare. Controllo e regolazione dei movimenti endocellulari. Movimento ameboide. Ciglia e flagelli. Giunzioni Intercellulari. Giunzioni meccaniche (desmosomi); giunzioni sigillanti; giunzioni comunicanti e di accoppiamento elettronico. I plasmodesmi delle cellule vegetali. Analogie funzionali tra giunzioni comunicanti delle cellule animali e plasmodesmi delle cellule vegetali.Le membrane endocellulari nelle cellule eucariotiche. Biogenesi delle membrane.
Il nucleo degli eucarioti e il suo equivalente nei procarioti. Struttura del nucleo interfasico. Eucromatina ed eterocromatina. Eterocromatina strutturale e facoltativa. Il nucleolo. Involucro nucleare e pori nucleari. Comunicazioni nucleo-plasmatiche. Composizione chimica della cromatina e sua organizzazione. Gli istoni e i nucleosomi.Il ciclo cellulare. L' interfase ( fasi G1, S, G2). Il DNA e la sua funzione genetica. DNA a sequenza unica, mediamente e altamente ripetitivo. Codice genetico e sintesi proteica. Il DNA nei mitocondri e nei plastidi. Biosintesi e funzione degli RNA messaggero, ribosomiale e di trasferimento. Attivazione selettiva dei geni e differenziamento. Nuclei interfasici con caratteristiche peculiari: i cromosomi politenici.Il ciclo cellulare: la divisione cellulare. Cellule apolidi, diploidi e poliploidi. La mitosi (divisione equazionale) nelle cellule animali e vegetali. La divisione cellulare nei procarioti. Il "cromosoma" batterico.I cromosomi eucariotici. Struttura dei cromosomi. Modello del cromosoma ad anse superavvolte. La meiosi o divisione riduzionale. Fasi e sottofasi della meiosi, il significato della meiosi. Cellule somatiche e cellule germinali. Fase apolide e fase diploide. Meiosi zigotica, intermedia e terminale. Caratteristiche particolari dei gameti.La gametogenesi nei vertebrati superiori. Differenziamento delle gonadi e migrazione dei protogoni (solo cenni). La meiosi: descrizione del processo e suo significato genetico. Maturazione nucleare e maturazione citoplasmatica. Specificità del differenziamento della cellula uovo: sintesi ed accumulo di sostanze di particolare importanza nelle prime fasi dello sviluppo embrionale: RNA messaggeri a lunga vita, proteine specifiche con ruolo informazionale (cenni).
E' prevista una esercitazione pratica di laboratorio da 1 ora in cui verrà insegnato l'uso pratico del microscopio ottico contemporaneamente verranno esaminati alcuni preparati istologici.

Libri di testo consigliati/Suggested References

- C. Lewin “Cellule”, Zanichelli
consultare
Alberts et al., Biologia molecolare della Cellula, Zanichelli
oppure
Alberts et al. L'essenziale di Biologia Cellulare e molecolare Zanichelli

ISTOLOGIA
un testo a scelta su:
Bergem et al; Istologia Edises.
Molinaro et al. Istologia di V. Monesi, Piccin.
Rosati P. et al; Istologia, Edi-Ermes
Wheather, Istologia ed Antatomia microscopica (testo+ atlante)
ATLANTI DI ISTOLOGIA
compendio (se non si consulta il Wheater)
Fiedler Lieder, Atlante di Istologia, Muzzio, 1992.
Kerr Atlante di Istologia Casa Editrice Ambrosiana

Ulteriori materiali didattici di studio ed approfondimento sono disponibili su classroom/google drive/

https://drive.google.com/drive/folders/0B5niDvXqxSUiflkzdXVmRmRJaHZVV3JjQXEtWVdRcURfMUQtMFFWM2lnSU9fS1FPTlBER2M?usp=sharing

Modelli, teorie, leggi, misure e incertezze. Unità di misura (Sistema iInternazionale). La fisica e sua relazione con le altre discipline.
Descrizione del moto: cinematica in una dimensione. Cinematica in due dimensioni; vettori.
Forza, massa. Leggi di Newton. Moto circolare. Legge di gravitazione
Lavoro. Energia cinetica. Potenza. Forze conservative. Energia Potenziale. Conservazione dell’energia meccanica.
Quantità di moto. Moto rotatorio.
Vibrazioni e onde (moto armonico, suono).
Corpi in equilibrio: elasticità e frattura.
Fluidi (statica, dinamica, viscosità, tensione superficiale).
Richiami di: temperatura e teoria cinetica, calore, principi della termodinamica, macchine termiche, entropia.
Carica elettrica e campo elettrico. Potenziale elettrico ed energia elettrica; capacità. Dielettrici. Correnti elettriche. Circuiti in corrente continua. Magnetismo. Induzione elettromagnetica e leggi di Faraday. Proprietà magnetiche della materia.
Onde elettromagnetiche e loro spettro.
La luce: ottica geometrica.
Natura ondulatoria della luce (interferenza, diffrazione, spettroscopia, polarizzazione). Strumenti ottici. Effetto fotoelettrico.
Teoria quantistica. Modelli dell’atomo. Decadimento radioattivo. Misura delle dosi di radiazioni ionizzanti.

Fisica, Giancoli, Ambrosiana (III edizione con fisica moderna)

Organismi autotrofi ed eterotrofi. Procarioti ed eucarioti. La cellula vegetale. La parete cellulare. La membrana citoplasmatica. I plastidi, struttura del cloroplasto. Il vacuolo (struttura e funzione).

Piante: struttura e funzione. Tessuti vegetali. Tessuti meristematici primari e secondari. Tessuti fondamentali, di sostegno, tegumentali, di assorbimento, secretori e conduttori. La radice: funzioni della radice, struttura primaria e secondaria, radici laterali e avventizie; assorbimento dell'acqua e sali minerali. Il trasporto della linfa grezza. Il fusto: funzioni del fusto, struttura primaria nelle monocotiledoni e dicotiledoni; cambio cribro- vascolare, struttura secondaria; sughero, fellogeno e felloderma. Il trasporto della linfa elaborata. La foglia: forma, struttura e funzione; epidermide, mesofillo, fasci conduttori; lo stoma: anatomia e meccanismo stomatico.

La traspirazione. La fotosintesi. Il trasporto.

Cicli vitali: alternanza di generazione: microsporogenesi e microgametogenesi; macrosporogenesi e macrogametogenesi. Cicli biologici. Il fiore: il gineceo e l'androceo; aspetti evolutivi. Strategie riproduttive: impollinazione anemofila ed entomofila. La fecondazione. Il frutto: sviluppo dell'embrione; endosperma; sviluppo del frutto. Il seme: aspetti strutturali; la disseminazione.

Parte sistematica Biodiversità e classificazione dei vegetali. Tassonomia, sistematica ed evoluzione. Principali aspetti morfologici, biologici, filogenetici ed ecologici di: Alghe: Euglenoidi, Dinoflagellate, Diatomee, Phylum Rhodophyta, Phylum Phaeophyta, Phylum Chlorophyta. Fungi: Chytridiomycota, ex-Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota, Glomeromycota, funghi mitosporici. Licheni e micorrize. Muschi ed epatiche: Phylum Bryophyta, Phylum Hepatophyta. Crittogame vascolari: Phylum Lycophyta, Phylum Pteridophyta.

Phylum Coniferophyta Famiglie: Cupressaceae, Pinaceae.
Phylum Anthophyta
Classe: Dicotyledones
Caratteri generali delle principali Famiglie: Magnoliaceae, Ranunculaceae, Fagaceae, Rosaceae, Fabaceae, Apiaceae, Brassicaceae, Solanaceae, Boraginaceae, Lamiaceae, Scrophulariaceae, Asteraceae.
Classe: Monocotyledones
Caratteri generali delle principali Famiglie: Liliaceae, Orchidaceae, Poaceae. Autotrophic and heterotrophic organisms. Prokaryotes and eukaryotes.

La frequenza non è obbligatoria.
Gli studenti non frequentanti sono incoraggiati a contattare il docente per avere informazioni sul programma, sui materiali didattici e sulle modalità di valutazione del profitto.

Pasqua G., Abbate G., Forni C., 2015. Botanica generale e diversità vegetale. Piccin Editore
Speranza, Calzoni. Struttura delle piante in immagini. Zanichelli Ed.(si consiglia la consultazione del volume, di cui sono presenti diverse copie in biblioteca).
In alternativa:
Venturelli F., Virli L., 2009. Invito alla Botanica. Zanichelli, Bologna.
Ray F. Evert, Eichhorn S.E., 2013. La biologia delle piante di Raven. Zanichelli, Bologna

Integrazioni al testo ed alcune lezioni (in pdf) verranno caricati su Moodle.

I cordati e relazioni filogenetiche dei cranioti. e caratteristiche principali.Sessualità e riproduzione. Migrazione delle cellule germinali e gametogenesi.La fecondazione: processi di maturazione dello spermatozoo e uovo, ruolo dell'MPF, incontro dei gameti, blocco rapido e lento della polispermia, MPF e processi post fecondativi di modificazione del citoplasma. La segmentazione, eventi che dirigono la divisione cellulare e la formazione del blastocele, ruolo dell'MPF. La gastrulazione, movimenti cellulari e formazione dei foglietti: entoderma, mesoderma, ectoderma. Le molecole che dirigono la gastrulazione (fattori morfogenetici e caderine). La nerulazione, formazione del tubo neurale, cellule delle creste neurali e ruolo della corda. Annessi embrionali ed formazione dei celomi.Organogenesi e organizzazione del tegumento, scaglie e denti. Organogenesi e organizzazione del tessuto scheletrico (cranio, vertebre apparato appendicolare) e muscolare (cenni). Organogenesi e organizzazione generale del sistema nervoso centrale e periferico, organi di senso. Il sistema endocrino: iposfisi, ghiandola pineale, tiroide/paratiroide, surrene, gonadi, intestino. Organogenesi e organizzazione dell'apparato respiratorio, circolatorio e cuore. Organogenesi e organizzazione dell'apparato urogenitale.
Esercitazioni di Laboratorio (1 CFU/ 8 ore) Obbligatorio per sostenere l'esame:
morfogenesi: visione di filmati e preparati microscopici relativi allo sviluppo (echinodermi, pesci, anfibi, uccelli mammiferi). Visione pratica dell'organizzazione del tegumento dei Vertebrati. Cranio e scheletro dei Vertebrati. Organizzazione dell'apparato respiratorio (branchie e polmoni)nei Vertebrati. Organizzazione dell'apparato circolatorio e cuore nei Vertebrati. Organizzazione dell'apparato urogenitale ed endocrino nei Vertebrati. Apparato digerente.

Per ANATOMIA COMPARATA:
- Stingo et al., Anatomia Comparata, ed. ermes
consultare
Liem et al. Anatomia Comparata, Edises

Per MORFOGENESI
Gilbert, Biologia dello Sviluppo ed. Zanichelli (in parte).
Consultare: Giudice et al. Biologia dello sviluppo, Piccin
ATLANTI DI ANATOMIA MACROSCOPICA E MICROSCOPICA
Microscopica dei Vertebrati,Unicopoli ed.;
Minelli-Del Grande, Atlante di Anatomia dei Vertebrati, Piccin ed.

Ulteriori materiali didattici di studio ed approfondimento sono disponibili su classroom/google drive/
https://drive.google.com/drive/folders/0B5niDvXqxSUiflo2WXB5Tks4dlJmMlRMSWY0WENORktQVWNFQjBfYXhCSmtSSG82aHJjRXM?usp=sharing

GLI ACIDI NUCLEICI. Struttura del DNA. La doppia elica e l’appaiamento delle basi secondo il modello di Watson-Crick (DNA B). Strutture secondarie alternative del DNA (DNA A, DNA Z). Topologia del DNA (superavvolgimenti, topoisomerasi). Denaturazione e rinaturazione del DNA. Il DNA degli organelli (mitocondri e cloroplasti). La struttura dell’RNA. Ripiegamenti spaziali dell’RNA.
ORGANIZZAZIONE ED EVOLUZIONE DEL GENOMA. Il gene: definizione e struttura nei procarioti ed eucarioti. Sequenze uniche e sequenze ripetute del DNA, regioni codificanti e non codificanti. I nucleosomi ed organizzazione della cromatina. Modificazioni chimiche delle code istoniche e significato funzionale. Metilazione del DNA.
REPLICAZIONE DEL DNA. Struttura e funzione della DNA polimerasi. Fedeltà e processività della DNA polimerasi. DNA polimerasi specializzate. DNA elicasi. Meccanismo di replicazione del DNA: fase di inizio, sintesi dei filamenti, forcella di replicazione, terminazione, telomeri e telomerasi. Regolazione della replicazione in procarioti ed eucarioti.
TRASCRIZIONE NEI PROCARIOTI. RNA polimerasi. Riconoscimento dei promotori batterici. Biosintesi e maturazione dell’RNA: fase di inizio, allungamento e terminazione.
TRASCRIZIONE NEGLI EUCARIOTI. Promotori eucariotici. RNA polimerasi I, II e III. Differenze rispetto ai procarioti nel meccanismo di trascrizione.
PRINCIPI DI REGOLAZIONE DELLA TRASCRIZIONE. Repressori ed attivatori. Domini di legame al DNA presenti nei regolatori trascrizionali. Esempi di regolazione dell’espressione genica nei procarioti ed eucarioti.
MATURAZIONE DELL'RNA. Processi di maturazione di tRNA e rRNA. Modificazioni degli mRNA eucariotici: capping, poliadenilazione, editing. Meccanismo di splicing: chimica della reazione, assemblaggio dello spliceosoma, splicing alternativo.
TRADUZIONE DELL'INFORMAZIONE GENETICA. Meccanismo della sintesi proteica in procarioti ed eucarioti. Esempi di regolazione della traduzione. Non sense-mediated e non stop decay (NMD, NSD).
MODIFICAZIONI POST-TRADUZIONALI DELLE PROTEINE. Lipidazione, glicosilazione, fosforilazione, acetilazione, metilazione, ossidazione, ubiquitinazione e sumoilazione delle proteine.
DNA MOBILE. Classi di elementi trasponibili e meccanismi di azione.
SEGNALAZIONE INTRACELLULARE. Ormoni steroidei. Recettori mono- e multipasso. Proteine G, AMPc, PKA, inositolo trifosfato, DAG e PKC. Via del Ca2+.

BIOLOGIA MOLECOLARE di F. Amaldi, P. Benedetti, G. Pesole, P. Plevani (2018-terza ed. Casa Editrice Ambrosiana); BIOLOGIA MOLECOLARE: principi e tecniche di M.M. Cox, J.A. Doudna, M. O'Donnel (2013-Zanichelli).

Introduzione al sistema immunitario:
- terminologia, caratteristiche generali e concetti di base
- i componenti dell’immunità: immunità innata e immunità adattativa.
- cellule e molecole dell’immunità: immunità cellulare ed immunità umorale; citochine,
recettori per le citochine e vie di trasduzione del segnale; chemochine, recettori per le
chemochine e vie di trasduzione del segnale
-risposta immunitaria primaria e secondaria
- cenni di ematopoiesi: ontogenesi delle cellule del sistema immunitario
Organi linfoidi primari e secondari; il sistema immunitario delle mucose:
-anatomia e funzioni
Circolazione e migrazione leucocitaria:
-“homing”/distribuzione dei linfociti
-reclutamento dei leucociti nei tessuti
-molecole di adesione
Immunità innata e risposta infiammatoria
Antigeni dell'immunità innata: profili molecolari associati ai patogeni (PAMP) e profili
molecolari associati al danno (DAMP)
Recettori per antigeni dell’immunità innata: recettori che riconoscono i profili molecolari (PRR) e vie di trasduzione del segnale:
-recettori solubili (complemento, collettine, pentrassine)
-recettori citoplasmatici (NOD, RIG, recettori “Toll-Like”/TLR)
-recettori di membrana (recettori “Lectin-Like” LCR e TLR)
Cellule e molecole dell'immunità innata e dell’infiammazione:
-Monociti/macrofagi (M1-M2)
-Cellule dendritiche (DC)
-Granulociti polimorfonucleati (neutrofili, basofili, eosinofili); mastociti
-Fagociti e fagocitosi; citotossicità ossigeno-indipendente e ossigeno-dipendente
-Cellule Linfoidi Innate (ILC)
-La risposta infiammatoria e citochine dell'immunità innata associate a “risposte immuni di tipo 1” e “risposte immuni di tipo 2”
Complesso Maggiore di Istocompatibilità (MHC) di classe I e II:
- HLA
-organizzazione dei geni
-poligenia e polimorfismo
-distribuzione, struttura e funzione
Processazione e presentazione dell'antigene ai linfociti T
Cellule che Presentano l'Antigene (APC): origine e funzioni;
-Cellule dendritiche (DC) immature e mature; recettori e produzione di citochine
Immunità adattativa:
-specificità e memoria
- linfociti naive, effettori e di memoria
-risposta primaria e secondaria
Antigeni (Ag) dell’immunità specifica:
-basi molecolari dell'antigenicità; aptene, carrier e determinante antigenico;
-antigeni immunogeni e fattori che determinano l'immunogenicità
Recettore per l’antigene dei linfociti B (BCR) e T (TCR):
-organizzazione genica
-struttura molecolare dei prodotti genici
Attivazione dei linfociti T:
-il complesso recettoriale (TCR/CD3), i co-recettori (CD4 e CD8) e le molecole accessorie
-molecole co-stimolatorie e co-inibitorie: ligandi e recettori
-vie di trasduzione del segnale
Linfociti T Helper (TH1, TH2, TH17) e linfociti T regolatori (Treg) naturali e inducibili:
-differenziazione e funzioni
-citochine dell'immunità adattativa, loro recettori e trasduzione del segnale; citochine associate a “risposte immuni di tipo 1” e “risposte immuni di tipo 2”
Linfociti T Citotossici (CTL):
-differenziazione
-attivazione
-funzioni e meccanismi di citotossicità; meccanismi di apoptosi
Attivazione dei linfociti B:
-il BCR; i co-recettori
-vie di trasduzione del segnale
-la risposta anticorpale
Anticorpi (Ab) o immunoglobuline (Ig):
-struttura, classi e funzioni
-isotipo, allotipo, idiotipo
-recettori per la porzione Fc delle Ig (FcR)
Sviluppo e maturazione dei linfociti T e B:
-la selezione positiva e negativa
-la tolleranza centrale e periferica
-il riarrangiamento/ricombinazione somatica dei geni del recettore per l'antigene
Sistema del complemento
-struttura e funzioni
-vie di attivazione (classica, lectinica e alternativa) e di regolazione del complemento
-recettori per le proteine del complemento
Cellule Natural Killer (NK):
-sviluppo e maturazione
-recettori per l’antigene
-attivazione e vie di trasduzione del segnale
-funzioni: citotossica e regolatoria

- IMMUNOLOGIA CELLULARE E MOLECOLARE
Abbas A.K., Lichtman A. H., Pillai S.
Ed. Elsevier Masson, Nona edizione, 2018.

- IL SISTEMA IMMUNITARIO
Parham P.
Ed. EdiSES, Seconda edizione, 2017.

-IMMUNOBIOLOGIA
Janeway C.A., Murphy K., Travers P., Walport M..
Ed. Piccin, Ottava edizione, 2014.

FONDAMENTI DI IMMUNOLOGIA
Mak T., Saunders M. .
Ed. Zanichelli, 2012.

Parte Teorica (40 ore)
Soluzioni tampone e pH. Ionizzazione di amminoacidi e proteine in funzione del pH. I principi dell’indagine biochimica. Teoria degli errori; accuratezza e precisione. (2 ore)
Spettrofotometria: leggi ed applicazioni. Legge di Lambert-Beer. Gruppi cromofori e spettri di assorbimento di proteine ed acidi nucleici. Metodi spettrofotometrici per la determinazione della concentrazione delle proteine: metodo del Biureto, di Lowry e di Bradford. Dosaggio enzimatico. Studi sull'accessibilità dei residui ionizzabili in proteine native. Fluorescenza e fosforescenza. (7 ore)
Centrifugazione. Principi base della sedimentazione. Centrifughe e loro uso. Rotori. Metodi di separazione nella centrifugazione preparativa. Centrifugazione differenziale. Centrifugazione in gradiente di densità. Ultracentrifugazione analitica. (4 ore)
Strategie per la purificazione di proteine. Estrazione cellulare, dialisi ed ultrafiltrazione. Precipitazione frazionata con sali, con solventi organici, al punto isoelettrico, al calore. (3 ore)
Metodi cromatografici: cromatografia per assorbimento, di ripartizione, a scambio ionico, per esclusione molecolare, per affinità, per interazione idrofobica, HPLC, gas cromatografia. Efficienza dei procedimenti cromatografici e scelta di un procedimento conveniente. (6 ore)
Tecniche elettroforetiche: teoria, leggi, apparati. Classificazione dei metodi elettroforetici. Elettroforesi in fase libera ed elettroforesi zonale. Elettroforesi su gel. Analisi in condizioni native e denaturanti con applicazioni per la determinazione del peso molecolare di proteine (SDS-PAGE). Western blotting. Isoelettrofocalizzazione per la determinazione del punto isoelettrico di proteine. Elettroforesi bidimensionale. Elettroforesi di acidi nucleici. Elettroforesi capillare. (5 ore)
Studi sulla struttura delle proteine. Determinazione della composizione amminoacidica, delle cisteine libere, della sequenza amminoacidica di una proteina e localizzazione dei ponti disolfuro. (4 ore)
La strumentazione e le principali applicazioni della spettrometria di massa nella moderna proteomica. (3 ore)
Caratterizzazione strutturale di acidi nucleici. PCR. Sequenziamento del DNA secondo il metodo di Sanger. Southern e Northern blotting (6 ore)

Parte pratica (8 ore)

Determinazione della concentrazione proteica di un campione incognito mediante il metodo di Bradford. Costruzione della retta di taratura sia manualmente su carta millimetrata che con il metodo dei minimi quadrati e confronto dei risultati ottenuti. Visualizzazione allo spettrofotometro dello spettro di assorbimento di una proteina con gruppi prostetici e una senza e discussione dei risultati (4 ore).

Preparazione di un gel di poliacrilammide in presenza di SDS (SDS-PAGE) e corsa elettroforetica con marcatori di peso molecolare precolorati, così da seguirne la separazione nel corso del processo elettroforetico. Illustrazione degli apparati per la realizzazione di gel di agarosio per acidi nucleici e western blotting (4 ore).

De Marco C., Cini C., Principi di metodologia biochimica. Prima ed., 2009, Piccin Nuova Libraria.
Wilson, Walker. Biochimica e Biologia Molecolare. Principi e tecniche (Raffaello Cortina Editore, fuori stampa, ma consultabile presso la Biblioteca di Ateneo)
Per le attività pratiche di laboratorio vengono fornite dispense dal docente.
Le slides delle lezioni sono scaricabili all’indirizzo: https://moodle.unitus.it/moodle/course/view.php?id=627
Gli studenti non frequentanti sono incoraggiati a contattare il docente per avere informazioni sul programma, sui materiali didattici e sulle modalità di valutazione del profitto.

1) Concetti di base. Omeostasi; feedback negativo e positivo; esempi; basi di metabolismo cellulare e azione enzimatica.
2) Membrane cellulari e trasporti. Trasporti attivi e passivi, trasporto epiteliale; fattori che li influenzano; osmosi; pompa sodio-potassio; potenziale di membrana; potenziale di equilibrio; gradiente elettrico, chimico ed elettrochimico; equazione di Nernst.
3) Comunicazione intercellulare. Messaggeri chimici, ormoni, neurotrasmettitori e meccanismi di trasduzione del segnale.
4) Sistema endocrino, ghiandole e ormoni. Organi endocrini; meccanismi di azioni ormonali.
5) Sistema nervoso e fisiologia delle cellule eccitabili. Basi di neuroanatomia; generalità sul sistema nervoso centrale e la sua organizzazione nei vertebrati; il neurone; potenziale d’azione, dinamica temporale e genesi ionica; propagazione del potenziale d’azione, guaina mielinica e conduzione saltatoria. Recettori. Esempi di neuropatologie e meccanismi di azione di farmaci. Neurotrasmissione: sinapsi chimiche e neurotrasmettitori. Riflessi, esempi. Linguaggio; sonno; emozioni; apprendimento e memoria; plasticità sinaptica e basi molecolari: il potenziamento a lungo termine. Basi di fisiologia sensoriale: stimoli, recettori, trasduzione e risposte; nocicezione, visione; esempi. Udito, gusto, olfatto: esempi. Sistema nervoso autonomo e sua organizzazione nei vertebrati; effetti nei differenti sistemi. Sistema nervoso somatico, neuroanatomia e giunzione neuromuscolare, veleni neurotossici.
6) Fisiologia del muscolo. Cenni di anatomia, istologia e citologia del tessuto muscolare scheletrico; contrazione: meccanismi molecolari. Scorrimento dei filamenti e ponti trasversali. Accoppiamento eccitazione e contrazione. Reclutamento, sommazione e tetano. Tipi di fibre muscolari. Muscolo liscio.
7) Sistema cardiovascolare. generalità anatomiche, morfologiche e istologiche. Il cuore dei mammiferi. Ciclo cardiaco. ECG. Cellule e potenziali pacemaker, attività elettrica, conduzione. Basi ioniche della contrazione. Gittata cardiaca. Vasi sanguigni, flusso ematico e pressione del sangue. Barocettori. Regolazione del sistema nervoso autonomo.
8) Fisiologia della respirazione, trasporto e scambio di gas. Cenni di anatomia del tratto respiratorio. Meccanica respiratoria; volumi e capacità polmonari. Scambio gassoso nei polmoni; trasporto di gas nel sangue; emoglobina: curva di dissociazione e fattori di variabilità. Regolazione nervosa della respirazione. Chemocettori.
9) Fisiologia renale. Cenni di anatomia funzionale. Funzioni renali. Il nefrone. Filtrazione. Gradienti pressori, regolazione della velocità di filtrazione glomerulare. riassorbimento e secrezione tubulari. Moltiplicazione controcorrente. Regolazione della composizione dei liquidi extracellulari. Ormone antidiuretico e aldosterone. Il sistema renina-angiotensina-aldosterone. Regolazione dei liquidi ed elettrolitica. Controllo dell’equilibrio acido-base. Compensazione renale.
10 Nutrizione, digestione e assorbimento. Generalità sul sistema digerente. Digestione e assorbimento di nutrienti e acqua. Secrezione gastrointestinale e sua regolazione.
11) Regolazione del metabolismo energetico e della crescita. Equilibrio energetico dell’organismo. Pancreas endocrino: insulina e glucagone; ormone della crescita; ormoni tiroidei; glucocorticoidi. Risposta allo stress. Stress ossidativo. Cenni di fisiologia della termoregolazione.
12) Fisiologia del sistema riproduttivo. Sistema riproduttivo maschile; spermatogenesi; ormoni androgeni; sistema riproduttivo femminile; ciclo mestruale e ovulazione; controllo ormonale; fecondazione, gravidanza, parto, lattazione. Progesterone, ossitocina e prolattina.

Stanfield Cindy L. Fisiologia, EdiSES

Lo sviluppo storico dell'ecologia; L'ecologia e il suo dominio; Stato attuale della ricerca ecologica in Italia. Ecologia delle relazioni organismi-ambiente fisico: condizioni; variazioni spaziali e temporali; adattamenti in risposta alle variazioni delle condizioni ambientali; fattori limitanti; range di tolleranza; optimum ambientale; ritmi biologici - fattori ed elementi climatici; classificazione dei climi; fasce e zone fitogeografiche; cenni di paleoclimatologia; il suolo (fase solida, fluida e gassosa); cenni di pedogenesi; classificazioni dei suoli; humus; attività biologica del suolo. Ecologia evolutiva: analisi genetica delle popolazioni; legge di Hardy-Weinberg; variabilità genetica; forze evolutive (mutazione, selezione, flusso genico, deriva genetica); inincrocio; effetto Wahlund; polimorfismo bilanciato - linkage disequilibrium; supergeni; divergenza genetica; concetto di specie; meccanismi di isolamento riproduttivo; meccanismi di speciazione; zone ibride e rinforzo; specie gemelle; biodiversità a livello genetico. Esercitazioni in campo.

L. Bullini, S. Pignatti, A Virzo De Santo, "Ecologia Generale". UTET E.
Odum, "Basi di Ecologia", Piccin Editore. E.
Odum, G.W. Barret "Fundamentals of Ecology", Brooks/Cole Pub Co.
C.J. Krebs "Ecology", Neebo Ed.

Ecologia Generale - Lo sviluppo storico dell'ecologia; L'ecologia e il suo dominio; Stato attuale della ricerca ecologica in Italia. Relazioni organismi-ambiente fisico: condizioni; variazioni spaziali e temporali; adattamenti in risposta alle variazioni delle condizioni ambientali; fattori limitanti; range di tolleranza; optimum ambientale; ritmi biologici - fattori ed elementi climatici; classificazione dei climi; fasce e zone fitogeografiche; cenni di paleoclimatologia; il suolo (fase solida, fluida e gassosa); cenni di pedogenesi; classificazioni dei suoli; humus; attività biologica del suolo.
Ecologia Evolutiva - Analisi genetica delle popolazioni; legge di Hardy-Weinberg; variabilità genetica; forze evolutive (mutazione, selezione, flusso genico, deriva genetica); inincrocio; effetto Wahlund; polimorfismo bilanciato - linkage disequilibrium; supergeni; divergenza genetica; concetto di specie; meccanismi di isolamento riproduttivo; meccanismi di speciazione; zone ibride e rinforzo; specie gemelle; biodiversità a livello genetico.
Ecologia di popolazione - Demografia e dinamica delle popolazioni: struttura ed accrescimento di popolazione; parametri demografici; tabelle demografiche; tasso intrinseco di accrescimento - regolazione numerica delle popolazioni; fattori di regolazione densità indipendenti e densità dipendenti; accrescimento esponenziale; capacità portante dell'ambiente - curva logistica di accrescimento. Relazioni interspecifiche: simbiosi facoltativa ed obbligatoria; commensalismo; inquilinismo; antibiosi; parassitismo; adattamenti alla vita parassitaria; coevoluzione - predazione; predazione come fattore di regolazione numerica delle popolazioni - adattamenti contro la predazione; criptismo; mimetismo; competizione intraspecifica; competizione interspecifica; nicchia ecologica; competizione interspecifica come fattore di regolazione numerica delle popolazioni - principio di esclusione competitiva; spostamento dei caratteri; selezione r e K.

L. Bullini, S. Pignatti, A Virzo De Santo, "Ecologia Generale". UTET
E. Odum, "Basi di Ecologia", Piccin Editore.
M. L. Cain, W. D. Bowman, S. D. Hacker, “Ecologia”. Piccin Editore.
Krebs "Ecology", Neebo Ed.