Scuola di Farmacia e Nutraceutica

Università Magna Graecia di Catanzaro

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C.I. BIOLOGIA ANIMALE E GENETICA

CdLM Farmacia

 

L'insegnamento si propone di fornire allo studente le nozioni fondamentali della struttura e del funzionamento dell’unità base degli esseri viventi. Partendo dal rapporto struttura-funzione delle macromolecole di interesse biologico, vengono trattati le modalità di trasmissione dei geni e i meccanismi molecolari alla base delle funzioni dei compartimenti e della vita delle cellule. Sono approfonditi alcuni comportamenti cellulari come la proliferazione (mitosi), il differenziamento, il rinnovamento e la morte cellulare. Sono analizzati la riproduzione cellulare di tipo sessuato (meiosi) ed i principi generali della gametogenesi e della fecondazione. Nell’ultima parte del corso, oltre ai principali concetti di genetica mendeliana e le modalità di trasmissione dei caratteri ereditari con accenni sulle patologie di tipo genetico, viene affrontato l’argomento della comunicazione cellulare, analizzando le modalità di segnalazione cellula-cellula, i principali meccanismi di trasduzione del segnale e le basi molecolari della cellula tumorale, allo scopo di far comprendere agli studenti la relazione tra la scienza di base e le applicazioni.

 

Modulo Docente CFU
Biologia Animale e Genetica Generale Stefania Bulotta 8
Biologia Animale e Genetica Speciale Stefania Bulotta 2
Docente:
Stefania Bulotta
bulotta@unicz.it
0961-3694125
Edificio Bioscienze, Liv. 5 Stanza: n. 13
mercoledì 12:00-13:00 (previo appuntamento email/telefonico)

SSD:
BIO/13 - BIO/13

CFU:
10

Scuola di Farmacia e Nutraceutica - Data stampa: 27/07/2021

Obiettivi del Corso e Risultati di apprendimento attesi

 

Il corso intende fornire allo studente (e si attende che lo studente abbia):

 

- le conoscenze sulle caratteristiche strutturali e sulla funzione delle macromolecole biologiche;

 

- le conoscenze di base sulla struttura ed il funzionamento della cellula animale, dei meccanismi di trasferimento dell’informazione genetica, nonché dei concetti della genetica mendeliana;

 

- le conoscenze fondamentali sui principi della comunicazione intercellulare e sui meccanismi che controllano la proliferazione e la morte cellulare.

 

Alla fine del Corso lo studente avrà acquisito le adeguate conoscenze biologico-cellulari e biologico-molecolari di base e sarà in grado di utilizzare le conoscenze molecolari per la comprensione della fisiologia cellulare, dei rapporti spaziali dei compartimenti e della genetica formale. La conoscenza dei principi di biologia cellulare animale rappresenta uno strumento necessario per poter affrontare al meglio un percorso di studi scientifici interdisciplinari.

 

Programma

 

- Modulo - Biologia Animale e Genetica Generale, CFU 8, SSD BIO/13

 

Introduzione. Introduzione allo studio della biologia. I regni degli esseri viventi. La cellula come unità fondamentale degli organismi viventi. Basi chimiche della vita. Legami chimici. Componenti inorganici ed organici. Gruppi funzionali nelle molecole biologiche. Metodi di osservazione delle cellule. Cenni sulla struttura dei virus.

 

Le macromolecole di interesse biologico. La struttura delle proteine. Il principio dell’auto-assemblaggio. Energia, enzimi e reazioni biologiche. La regolazione dell'attività degli enzimi. Allosteria, fosforilazione, defosforilazione. Protein chinasi e fosfatasi. Struttura delle molecole carboidratiche. I monosaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi. Molecole lipidiche: struttura degli acidi grassi, fosfolipidi e glicolipidi. La struttura degli acidi nucleici. Il DNA, la complementarietà e l'antiparallelicità della molecola di DNA; definizione di eucromatina ed eterocromatina ed il suo significato funzionale; Struttura e funzioni dell’RNA. Differenza tra la struttura dell'RNA e del DNA.

 

L’organizzazione del DNA nel nucleo: la gerarchia strutturale della cromatina, classificazione dei cromosomi; il cariotipo umano. La duplicazione del DNA. Formazione della forcella replicativa. Attività degli enzimi coinvolti nella duplicazione (DNA polimerasi, primasi, elicasi). Sintesi del filamento continuo e dei frammenti di Okazaki. Accorciamento dei telomeri e significato funzionale della telomerasi. Il concetto di mutazione. Le mutazioni puntiformi.

 

Flusso dell’informazione genica. Il dogma centrale. La trascrizione: attività dell'RNA polimerasi e ruolo del promotore nel processo della trascrizione. Le RNA polimerasi degli eucarioti. I fattori di trascrizione basali e specifici. RNA codificanti e non codificanti. La maturazione del pre-mRNA. Definizione di mRNA policistronico e monocistronico. Il codice genetico e le sue proprietà. Formazione dell'aminoacil-tRNA e struttura dei ribosomi. La sintesi proteica. Il turn-over delle proteine.

 

L’organizzazione del nucleo. Struttura e funzioni del nucleo. La struttura dei geni dei procarioti e degli eucarioti e la regolazione dell'espressione genica.

 

Struttura e funzioni delle membrane biologiche. La membrana plasmatica: struttura e funzioni. I trasporti attraverso la membrana plasmatica: diffusione passiva, diffusione facilitata, trasporto attivo.

 

Il sistema di membrane interne. Struttura e funzioni del reticolo endoplasmatico liscio e rugoso. Struttura e funzioni dell'Apparato del Golgi. Il traffico vescicolare e la secrezione. Lo smistamento delle proteine. Endocitosi e lisosomi.

 

I mitocondri. Struttura, funzioni e biogenesi. Fosforilazione ossidativa. Teoria endosimbiontica dell'origine dei mitocondri.

 

Il citoscheletro. Struttura e funzioni dei filamenti intermedi, microtubuli e microfilamenti. I movimenti nelle fibre muscolari e in cellule non muscolari. Ciglia e flagelli.

 

L’ambiente extracellulare. L'adesione delle cellule animali alla matrice extracellulare e le giunzioni intercellulari.

 

Il ciclo cellulare. La regolazione del ciclo cellulare. Le cicline e le chinasi dipendenti da ciclina. Fattori di crescita, oncogeni, oncosoppressori, apoptosi. La mitosi: significato funzionale e fasi.

 

Riproduzione asessuata e sessuata. La meiosi: significato funzionale e fasi. Il crossing-over e l'assortimento indipendente. I riarrangiamenti cromosomici. Sindromi causate da aneuploidie dei cromosomi autosomici e dei cromosomi sessuali. Inattivazione del cromosoma X. Gametogenesi e fecondazione. Determinazione del sesso.

 

 

Programma

 

Modulo - Biologia Animale e Genetica Speciale, CFU 2, SSD BIO/13

 

Comunicazione cellulare. Recettori di membrana e secondi messaggeri: principali vie di trasduzione del segnale.

 

Biologia cellulare dei tumori. Le caratteristiche delle cellule cancerose. Basi molecolari delle cellule tumorali. Fattori di crescita, oncogeni, oncosoppressori, apoptosi.

 

I concetti alla base dell’ereditarietà. Il gene come unità ereditaria. Definizione di genotipo e fenotipo. Le leggi di Mendel. Dominanza incompleta, codominanza, alleli multipli. Mappe cromosomiche. Eredità legata al sesso. Pleiotropia. Interazione tra geni. Effetto dell'ambiente sull'azione genica. Modalità di trasmissione dei caratteri ereditari con accenni sulle patologie di tipo genetico.

 

Impegno orario complessivamente richiesto allo studente

 

170 ore

 

Metodi Insegnamento utilizzati

 

Lezioni frontali, problem solving, esercitazioni, ore 80

 

Risorse per l’apprendimento

 

Libri di testo:

 

Alberts, Bray, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter: L'ESSENZIALE DI BIOLOGIA MOLECOLARE DELLA CELLULA, 2011,  Zanichelli

 

Fantoni, Bozzaro, del Sal: BIOLOGIA CELLULARE E GENETICA (2009), Piccin Nuova Libreria

 

Libri di testo:

 

Alberts, Bray, Johnson, Lewis, Raff, Roberts, Walter: L'ESSENZIALE DI BIOLOGIA MOLECOLARE DELLA CELLULA, Zanichelli.

 

Solomon, Berg, Martin: FONDAMENTI DI BIOLOGIA, EdiSES.

 

Ulteriori letture consigliate per approfondimento

 

- Alberts et al., (Ed. Zanichelli), BIOLOGIA MOLECOLARE DELLA CELLULA

 

- Fantoni, Bozzaro, del Sal (Ed. Piccin Nuova Libreria): BIOLOGIA CELLULARE E GENETICA

 

- Solomon, Berg, Martin (Ed. EdiSES): Biologia 

 

Altro materiale didattico

 

Fotocopie degli schemi proiettati durante le lezioni

 

Attività di supporto

 

Esercitazioni e prove in itinere aperte alla discussione; proiezioni di filmati (animazioni e immagini di cellule viventi - per es. motilità cellulare, mitosi). E’ disponibile una tutor per l’assistenza individuale.

 

Modalità di frequenza

 

Obbligo di frequenza.

 

Modalità di accertamento

 

Le modalità generali sono indicate nel regolamento didattico di Ateneo all’art.22 consultabile al link http://www.unicz.it/pdf/regolamento_didattico_ateneo_dr681.pdf

 

 

Durante il corso saranno svolti tre esami in itinere in forma scritta che prevedono ciascuno n° 20 quiz a risposta multipla (stesse modalità di svolgimento dell’esame scritto finale, vedi sotto, con l’eccezione che per potere essere ammessi al secondo e terzo esame in itinere in forma scritta, è necessario conseguire un punteggio di 18 trentesimi). Il superamento delle tre prove esonererà lo studente dalla parte scritta ed orale dell’esame finale (vedi sotto).

 

 

L’esame finale sarà svolto in forma scritta e orale. L’esame scritto consiste in 20 quiz a risposta multipla con punteggio 1.5 per ogni risposta corretta e penalizzazione di 0.75 punti per ogni risposta errata. Per l’ammissione all’esame orale è necessario conseguire un punteggio di 15 trentesimi. Il punteggio conseguito serve esclusivamente per l’ammissione all’orale e non viene considerato nella valutazione finale.

 

 

L’esame orale prevede anche la rappresentazione scritta, da parte dello studente, di strutture cellulari e molecolari.

 

Schematicamente lo studente è valutato:

 

 

 

 

Conoscenza e comprensione argomento

Capacità di analisi e sintesi

Utilizzo di referenze

Non idoneo

Importanti carenze sulla struttura e funzione delle cellule, di ampie incomprensioni delle regole che governano la vita della cellula.

Significative inaccuratezze, ampie parti del programma non svolte o svolte in maniera superficiale.

Irrilevanti. Frequenti generalizzazioni. Incapacità di sintesi.

Completamente inappropriato

18-20

Comprensione sufficiente ma superficiale. Imperfezioni evidenti.

Capacità di sintesi appena sufficienti.

Appena appropriato

21-23

Conoscenza routinaria

Capacità di analisi e di sintesi corrette. Esposizione delle argomentazioni in modo logico e coerente.

Utilizza le referenze standard

24-26

Conoscenza buona

Ha capacità di analisi e sintesi buone; gli argomenti sono espressi coerentemente.

Utilizza le referenze standard

27-29

Conoscenza più che buona

Ha notevoli capacità di analisi e sintesi.

Approfondimento degli argomenti

30-30L

Conoscenza ottima

Ha notevoli capacità di analisi e sintesi

Importanti approfondimenti