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. La biologia cellulare e molecolare
Introduzione alla biologia. 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. Tecnologie molecolari utili nello studio della biologia e possibili applicazioni in campo medico.
L'ambito cellulare
La teoria cellulare. La cellula: tipologie e strategie evolutive. Cenni sulla origine della vita: evoluzione prebiotica, biotica e culturale. Transizioni evolutive: la compartimentalizzazione cellulare e la pluricellularità.
Generalità sulle cellule eucariotiche. Biogenesi degli organuli cellulari e ruolo nei processi informazionali.
Unità e diversità della vita: criteri di classificazione dei viventi. Principi sulla evoluzione di geni e genomi.
Organizzazione ed espressione del materiale genetico
La cromatina: struttura e livelli di organizzazione nucleare. Cromatina e regolazione genica. I nuovi codici: istonico e nucleosomico. Il nucleo interfasico e l'ipotesi dei territori cromosomici. Il codice posizionale e l'epigenoma.
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.
La regolazione dell'espressione genica: livelli e meccanismi. Regolazione trascrizionale, post-trascrizionale, traduzionale e post-traduzionale negli eucarioti. Destino post-sintetico delle molecole proteiche.
Limitazioni spazio-temporali della espressione genica: il differenziamento cellulare. 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 cellulare
Il ciclo di divisione delle cellule: dalla fenomenologia alla regolazione. Meccanismi molecolari di controllo del ciclo cellulare: promozione e blocco.
Apoptosi e senescenza.
Cenni sul processo neoplastico. Concetti di proto-oncogèni e oncosoppressori.
I processi di mitosi e meiosi: fenomenologia e significato biologico.
Riproduzione degli organismi
Strategie riproduttive dei viventi: riproduzione e sessualità. Fenomeni parasessuali.
Riproduzione sessuata e asessuata. Riproduzione nella specie umana: fenomenologia e regolazione della gametogenesi maschile e femminile.
Struttura dei gameti maturi. Fecondazione.
Determinazione e differenziamento del sesso: determinazione ambientale e genetica.
Determinazione del sesso nella specie umana. Differenziamento dei caratteri sessuali primari e secondari.
Elementi di biologia dello sviluppo.

Testi/Bibliografia

Fantoni A, Bozzaro S, Del Sal G, Ferrari S, Tripodi M.
Biologia cellulare e genetica: parte prima - Biologia Cellulare.
Piccin, 2009.

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

Becker WM, Kleinsmith LJ, Hardin J, Bertoni GP.
Il mondo della cellula. VII edizione
Pearson Bnjamin Cummings, 2009.

Cooper GM, Hausmann RE.
La cellula: un approccio molecolare. II edizione.
Piccin, 2009.

Alberts B, Bray D, Hopkin K, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P.
L'essenziale di biologia molecolare della cellula.
Zanichelli, 2005.

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.

Pollard TD, Earnshaw WC.
Biologia Cellulare. II edizione.
Elsevier Masson, 2008.

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

Esame orale.

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 al sito:
http://apollo11.isto.unibo.it/studenti/studenti.htm

Link ad altre eventuali informazioni

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

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Flavia Frabetti