Scuola di Farmacia e Nutraceutica

Scuola di Farmacia e Nutraceutica - Data stampa: 09/09/2026

Organizzazione della didattica

Organizzazione della didattica
Ore
Totali	Didattica frontale	Pratica (laboratorio, campo, esercitazione, altro)	Studio individuale
250	80		170
CFU/ETCS
10	10

Obiettivi Formativi

Il corso si propone di fornire allo studente una conoscenza approfondita dei principi fondamentali della biologia cellulare e molecolare, con particolare attenzione ai meccanismi che regolano la struttura, la funzione e la dinamica della cellula. In particolare, lo studente acquisirà: la comprensione delle basi chimiche della vita e della struttura delle macromolecole biologiche; la conoscenza dell’organizzazione cellulare procariotica ed eucariotica e della compartimentalizzazione intracellulare; la capacità di descrivere i meccanismi molecolari alla base dell’espressione genica (replicazione, trascrizione, traduzione) e della loro regolazione; la comprensione dei processi di traffico intracellulare, segnalazione cellulare e interazione cellula-cellula e cellula-matrice; la conoscenza dei meccanismi che regolano il ciclo cellulare, il differenziamento e la morte cellulare. Al termine del corso, lo studente sarà in grado di interpretare i principali processi biologici a livello cellulare e molecolare e di collegarli ai meccanismi fisiologici e patologici rilevanti in ambito biotecnologico.

Prerequisiti

Per una efficace comprensione degli argomenti trattati, sono richieste conoscenze di base di:

• chimica generale e inorganica (struttura atomica, legami chimici, reazioni);
• chimica organica (principali gruppi funzionali e biomolecole);
• biologia di base (struttura cellulare generale).

Metodi Didattici

L'insegnamento sarà̀ erogato principalmente tramite lezioni frontali (80 ore), con l’ausilio di presentazioni in PowerPoint preparate dal docente, mirate a facilitare l'acquisizione delle tematiche trattate. Saranno previsti inoltre seminari di approfondimento su tematiche sperimentali specifiche, e la consultazione di articoli scientifici allo scopo di favorire una maggiore comprensione degli argomenti trattati, sviluppare capacità di analisi critica e promuovere il coinvolgimento attivo degli studenti nel percorso di apprendimento.

Descrittori di Dublino

DD1 – Conoscenza e capacità di comprensione

Lo studente acquisirà conoscenze approfondite relative:

• alle basi chimiche della vita e alla struttura e funzione delle macromolecole biologiche;
• all’organizzazione delle cellule procariotiche ed eucariotiche e alla compartimentalizzazione intracellulare;
• alla struttura e funzione delle membrane biologiche e ai meccanismi di trasporto;
• ai processi fondamentali della biologia molecolare (replicazione del DNA, trascrizione, traduzione) e alla loro regolazione;
• ai meccanismi di traffico vescicolare, organizzazione degli organelli e dinamica intracellulare;
• ai sistemi di segnalazione cellulare e ai meccanismi di comunicazione intercellulare;
• ai processi di adesione cellulare, interazione con la matrice extracellulare e organizzazione tissutale;
• ai meccanismi di controllo del ciclo cellulare, differenziamento e morte cellulare.

DD2 – Conoscenza e capacità di comprensione applicate

Lo studente sarà in grado di:

• applicare le conoscenze acquisite per interpretare i principali processi cellulari e molecolari;
• analizzare il funzionamento integrato dei sistemi biologici a livello cellulare;
• collegare alterazioni molecolari e cellulari a condizioni fisiologiche e patologiche;
• utilizzare un approccio logico e critico nell’analisi di meccanismi biologici complessi, anche in contesti biotecnologici di base.

DD3 – Autonomia di giudizio

Lo studente svilupperà la capacità di:

• valutare criticamente i principali meccanismi della biologia cellulare e molecolare;
• integrare informazioni provenienti da diversi livelli di organizzazione biologica;
• formulare interpretazioni autonome su processi cellulari e loro regolazione.

DD4 – Abilità comunicative

Lo studente sarà in grado di:

• utilizzare una terminologia scientifica corretta e appropriata;
• descrivere in modo chiaro e rigoroso i processi cellulari e molecolari;
• comunicare concetti biologici complessi in forma orale.

  DD5 – Capacità di apprendimento

Lo studente acquisirà:

• capacità di studio autonomo e aggiornamento continuo;
• strumenti per approfondire tematiche avanzate della biologia cellulare e molecolare;
• competenze utili per l’accesso a insegnamenti successivi e ambiti applicativi in campo biotecnologico.

Contenuti di insegnamento

Le basi chimiche della vita e le macromolecole biologiche: legami chimici, reazioni chimiche e macromolecole biologiche: lipidi, carboidrati, acidi nucleici, proteine.

 

Cellule procariotiche ed eucariotiche: differenze strutturali e funzionali.

Membrana plasmatica, struttura e funzione: architettura molecolare della membrana. Il doppio strato lipidico come unità base delle membrane biologiche. La fluidità del doppio strato lipidico e la temperatura di transizione. Le proteine di membrana e loro interazioni. Asimmetria della membrana. Diffusione dei lipidi e delle proteine di membrana. Trasporto delle piccole molecole attraverso la membrana: trasporto passivo (diffusione semplice, diffusione facilitata (proteine canale e vettrici, simporto e antiporto). Trasporto attivo mediato dalle proteine vettrici accoppiate con una sorgente di energia. Struttura, funzione e regolazione della pompa Sodio/Potassio.

 

Organizzazione strutturale del nucleo e dell’involucro nucleare.

Nucleo: replicazione semiconservativa del DNA (esperimento di Meselson e Stahl): processo enzimatico della replicazione del DNA; RNA primasi; DNA polimerasi, topoisomerasi e ligasi; estensione dei telomeri da parte della telomerasi; cenni sui meccanismi di riparo del DNA. Organizzazione del DNA, istoni e nucleosomi: dalla cromatina al cromosoma.

 

Trascrizione: struttura molecolare del gene nei procarioti e negli eucarioti. RNA polimerasi. RNA messaggeri, ribosomiali e transfer. Fasi del processo di trascrizione. Interazioni tra DNA e proteine. Fattori trascrizionali basali e cooperazione con l’RNA Polimerasi II. Processi di maturazione dell’RNA: capping, splicing, poliadenilazione. Livelli di regolazione dell'espressione dei geni (struttura della cromatina; inizio e termine della trascrizione, enhancers, silencers, elementi in cis e in trans; splicing canonico e splicing alternativo, segnali di stabilità dei messaggeri). Principali meccanismi di regolazione dell’espressione genica nei sistemi procariotici ed eucariotici. Differenze nella struttura molecolare del gene, con particolare riferimento all’organizzazione in operoni nei procarioti (es. operone lac) e alla complessità dei geni eucariotici, caratterizzati da introni, esoni e sequenze regolatorie distali.

 

Traduzione: codice genetico, esperimenti per la decifrazione del codice genetico e sue proprietà. Struttura e funzione del ribosoma, e dei tRNA nella sintesi delle proteine. L'attivazione degli amminoacidi: reazioni dell'attivazione amminoacidica e amminoaciltRNA sintetasi. Interazione dell’mRNA, degli rRNA e dei tRNA e ribosomi nella sintesi proteica. Fasi di inizio, allungamento e termine della traduzione. Meccanismi di regolazione traduzionale.

 

Folding e degradazione delle proteine: Chaperones molecolari, processo di ubiquitinazione.

 

Il reticolo endoplasmico liscio e rugoso (RER e REL): struttura, composizione chimica e funzione. L'ipotesi del segnale: caratteristiche dei segnali. Inserimento co-traduzionale e post-traduzionale. Segnali di arresto, peptidasi del segnale. Il dolicolo e la N-glicosilazione delle proteine sintetizzate nel RER. Il REL e la sintesi dei lipidi di membrana, degli ormoni steroidei e degli acidi biliari.

 

Il complesso del Golgi: struttura e composizione chimica delle membrane del complesso del Golgi. Organizzazione sequenziale delle cisterne e vescicole di smistamento. O-glicosilazione delle proteine di secrezione e di membrana, rielaborazione delle catene oligosaccaridiche legate all' N destinate ai lisosomi.

 

I lisosomi e la digestione intracellulare: struttura, composizione chimica. Tipi di percorso dei materiali da digerire nei lisosomi.

Traffico vescicolare intracellulare. Smistamento e maturazione delle proteine secretorie e di membrana: Organizzazione e principi generali del traffico vescicolare nelle cellule eucariotiche. Compartimentazione cellulare e flusso di membrane e proteine tra reticolo endoplasmico, apparato di Golgi, endosomi, lisosomi e membrana plasmatica. Meccanismi di formazione delle vescicole: rivestimenti proteici (clatrina, COPI, COPII), selezione del cargo e segnali di smistamento. Gemmazione e distacco delle vescicole. Ruolo delle proteine Rab. Meccanismi di riconoscimento e fusione vescicolare mediati da proteine SNARE. Vie secretorie: secrezione costitutiva e regolata. Traffico anterogrado dal reticolo endoplasmico al Golgi e verso la membrana plasmatica. Traffico retrogrado e recupero delle proteine residenti. Endocitosi e traffico endosomiale: endocitosi mediata da recettori, pinocitosi e fagocitosi. Maturazione degli endosomi precoci e tardivi, smistamento verso lisosomi o riciclo alla membrana. Smistamento lisosomiale: ruolo del segnale mannoso-6-fosfato e dei recettori specifici nel targeting degli enzimi lisosomiali.

 

I perossisomi e le reazioni ossidative: Perossisomi, struttura e distribuzione, composizione chimica e permeabilita delle membrane, contenuto enzimatico della matrice e ossidazioni del substrato. Segnali che dirigono le proteine ai perossisomi. Biogenesi.

 

Mitocondri: struttura e funzione. Origine endosimbiontica. Forma, struttura e distribuzione dei mitocondri nelle cellule. Organizzazione molecolare delle membrane esterna ed interna, della matrice mitocondriale. Il sistema genetico dei mitocondri: il DNA circolare e organizzazione dei geni e del genoma. Trasporto delle proteine codificate dal DNA nucleare. I segnali che indirizzano le proteine ai corretti compartimenti mitocondriali. Elementi di Bioenergetica: ciclo di Krebs, catena di trasporto degli elettroni mitocondriale, fosforilazione ossidativa.

 

Organizzazione del citoscheletro: microfilamenti, filamenti intermedi e microtubuli. Movimento intracellulare basato sui microtubuli: chinesina e dineina. Motilità basata sui microtubuli. Movimento basato sull’actina: le miosine. Movimento muscolare basato sui filamenti. L’actina e il controllo della motilità nelle cellule non muscolari. 

Giunzioni cellula-cellula, cellula-matrice e matrice extracellulare: Organizzazione delle interazioni tra cellule e tra cellule e ambiente extracellulare. Ruolo delle giunzioni cellulari nel mantenimento dell’integrità tissutale, nella comunicazione e nella regolazione del comportamento cellulare. Giunzioni cellula-cellula: giunzioni occludenti (tight junctions); giunzioni aderenti (adherens junctions); giunzioni comunicanti (gap junctions). Giunzioni cellula-matrice: adesioni focali e emidesmosomi; ruolo delle integrine come recettori della matrice extracellulare; collegamento tra matrice e citoscheletro e trasduzione di segnali meccanici e biochimici. Matrice extracellulare (ECM): composizione e organizzazione della matrice; principali componenti strutturali (collagene, elastina) e glicoproteine adesive (fibronectina, laminina); proteoglicani e glicosaminoglicani.

Segnalazione cellulare: Principi generali della comunicazione cellulare: modalità di segnalazione autocrina, paracrina, endocrina e juxtacrina. Ligandi e recettori; concetto di trasduzione e amplificazione del segnale. Recettori di membrana: recettori accoppiati a proteine G (GPCR), recettori tirosin-chinasici (RTK), recettori associati a chinasi (via JAK/STAT), canali ionici ligando-dipendenti. Principali vie di trasduzione del segnale. Regolazione della segnalazione. Ruolo della segnalazione cellulare nella regolazione dell’espressione genica, del ciclo cellulare, del differenziamento e della sopravvivenza cellulare.

Il ciclo cellulare e sua regolazione: Le fasi del ciclo cellulare (interfase e mitosi) e i loro rapporti causali. Gli eventi critici del ciclo cellulare e durata delle fasi del ciclo cellulare. Fattori che promuovono il passaggio dalla fase GI alla S, G2 e M. Geni che regolano il ciclo cellulare. La divisione cellulare ed i suoi stadi: eventi della profase, condensazione cromosomica. I cinetocori, struttura del DNA nella regione centromerica, i telomeri. Formazione del fuso, microtubuli del cinetocore e microtubuli interpolari. La disgregazione dell'involucro nucleare e del nucleolo. Eventi della metafase. Eventi dell’anafase, le componenti e i meccanismi del movimento anafasico. Anafase A e B e modelli di movimento anafasico. Regolazione del movimento anafasico. Eventi della telofase e citocinesi.

 

Meiosi: Significato biologico della meiosi. Fasi della meiosi.

 

Meccanismi di morte cellulare: Necrosi, apoptosi e regolazione dell’apoptosi.

 

Cenni di genetica di base: Concetto di gene, allele e locus. Meccanismi di base della trasmissione dell’informazione genetica e principi dell’ereditarietà mendeliana. Mutazioni genetiche, alle loro cause e alle possibili conseguenze funzionali.

Testi di Riferimento, Note e Materiali Didattici

Testi di riferimento	Biologia Molecolare della Cellula, Bruce Alberts; Casa Editrice Zanichelli Molecole, Cellule ed Organismi, di Ginelli E., et al; Casa Editrice Edises
Note ai testi di riferimento	Per ulteriori approfondimenti e integrazioni al testo indicato, saranno rese disponibili dal docente le slide delle lezioni, articoli scientifici di approfondimento e materiali integrativi selezionati. Tali risorse costituiscono materiale complementare utile a supportare lo studio individuale e l'approfondimento personale degli argomenti trattati a lezione.
Materiali didattici	Tutto il materiale didattico (slide delle lezioni, materiali integrativi, articoli scientifici e ulteriori risorse di approfondimento) sarà disponibile sulla piattaforma e-learning dell’Università Magna Graecia di Catanzaro, all'indirizzo: https://elearning.unicz.it/, nella pagina dedicata al corso di Biologia generale del CdL in Biotecnologie.

Modalità di verifica dell'apprendimento e criteri di Valutazione

Modalità di verifica dell’apprendimento

L’esame finale è articolato in una prova scritta seguita da una prova orale facoltativa Prova scritta: Tipologia: prova strutturata composta da: domande a scelta multipla (circa 80% del totale); domande aperte o semi-strutturate (circa 20% del totale). Durata: 40 minuti. Obiettivo: verificare la conoscenza e la comprensione dei contenuti trattati durante il corso, con particolare riferimento ai principali meccanismi della biologia cellulare e molecolare. La prova scritta è obbligatoria e rappresenta requisito necessario per il superamento dell’esame. Il punteggio è espresso in trentesimi; il voto minimo per il superamento è 18/30. Prova orale Tipologia: colloquio individuale. Durata indicativa: circa 15–20 minuti. Finalità: accertare: la capacità di esposizione con linguaggio scientifico appropriato; la capacità di sintesi e di collegamento tra i diversi argomenti; il livello di comprensione approfondita e critica dei contenuti. La prova orale è facoltativa e può essere sostenuta su richiesta dello studente al fine di: confermare, migliorare o eventualmente modificare la valutazione ottenuta nella prova scritta. Durante il colloquio potranno essere approfonditi aspetti specifici del programma, con particolare attenzione alla capacità di applicare le conoscenze teoriche a contesti biologici integrati. Materiali consentiti durante la prova: Durante la prova scritta non è consentito l’utilizzo di testi, manuali, appunti, dispositivi elettronici o altro materiale didattico. Eventuali strumenti compensativi saranno concessi agli studenti aventi diritto, nel rispetto della normativa vigente e del regolamento di Ateneo, previa adeguata certificazione. Nota: Non sono previste modalità di verifica differenziate per studenti frequentanti e non frequentanti.

Criteri di valutazione

Conoscenza e capacità di comprensione Lo studente dovrà dimostrare una conoscenza solida e approfondita degli argomenti trattati, evidenziando: completezza e correttezza nella descrizione della struttura e funzione delle cellule procariotiche ed eucariotiche e delle loro interazioni con l’ambiente; precisione nell’identificazione delle proprietà e delle funzioni delle componenti cellulari e dei principali processi molecolari; comprensione dei meccanismi fondamentali della biologia cellulare e molecolare e delle loro relazioni funzionali. Conoscenza e capacità di comprensione applicate Lo studente dovrà essere in grado di applicare le conoscenze acquisite, dimostrando: capacità di analizzare e risolvere quesiti relativi ai processi cellulari e molecolari; capacità di collegare i diversi livelli di organizzazione biologica (molecolare, cellulare, tissutale); capacità di interpretare semplici problemi o casi biologici proposti, utilizzando un approccio logico e coerente. Autonomia di giudizio Lo studente dovrà dimostrare capacità critica e autonomia nell’elaborazione delle conoscenze, evidenziando: capacità di analisi e interpretazione autonoma dei fenomeni biologici; capacità di integrare informazioni provenienti da diversi ambiti della biologia cellulare e molecolare; capacità di formulare giudizi motivati su meccanismi biologici e loro implicazioni. Abilità comunicative Lo studente dovrà dimostrare adeguate competenze comunicative, attraverso: esposizione chiara, coerente e ben organizzata degli argomenti; utilizzo corretto e appropriato del linguaggio tecnico-scientifico; capacità di rispondere in modo preciso e pertinente alle domande, interagendo efficacemente con il docente. Capacità di apprendere Lo studente dovrà dimostrare di aver sviluppato adeguate capacità di apprendimento, evidenziando: capacità di approfondimento autonomo degli argomenti trattati; attitudine a stabilire collegamenti tra diversi contenuti del corso; capacità di utilizzare in modo consapevole le fonti scientifiche e il materiale didattico per l’aggiornamento continuo.

Criteri di misurazione dell'apprendimento e di attribuzione del voto finale

Criteri di misurazione dell'apprendimento e di attribuzione del voto finale

La valutazione dell’apprendimento è espressa in trentesimi ed è basata sulla verifica del raggiungimento dei risultati di apprendimento previsti, in relazione ai descrittori di Dublino. La valutazione complessiva tiene conto dei seguenti elementi: Livello di conoscenza e comprensione dei contenuti (accuratezza, completezza e pertinenza delle risposte); Capacità di applicazione delle conoscenze (analisi e risoluzione di quesiti, collegamenti tra argomenti); Capacità di integrazione e ragionamento critico (interpretazione dei processi biologici e coerenza logica); Chiarezza espositiva e proprietà di linguaggio scientifico (in particolare nella prova orale, se sostenuta). Il voto finale deriva principalmente dall’esito della prova scritta, eventualmente integrato dalla prova orale. La prova scritta contribuisce in modo determinante alla valutazione finale e consente di verificare il livello di conoscenza e comprensione dei contenuti del corso. La prova orale, se sostenuta, può confermare, migliorare o ridefinire il voto ottenuto nella prova scritta, sulla base della capacità dello studente di approfondire e integrare le conoscenze. Il voto finale è espresso in trentesimi e l’esame si considera superato con una votazione minima di 18/30. Formulazione del voto finale: Il voto finale deriva da una valutazione integrata delle prove scritta e orale, con i seguenti criteri orientativi: La valutazione segue i seguenti criteri indicativi: 18–21/30: conoscenza essenziale dei contenuti, con esposizione semplice e limitata capacità di collegamento; 22–25/30: conoscenza discreta, con buona comprensione e capacità di applicazione di base; 26–28/30: conoscenza completa e ben organizzata, con capacità di integrazione tra gli argomenti; 29–30/30: conoscenza approfondita, esposizione chiara e rigorosa, ottima capacità di collegamento e ragionamento critico; 30 e lode: eccellente padronanza dei contenuti, elevata capacità critica, autonomia di giudizio e particolare chiarezza espositiva.