Insegnamento BIOLOGIA MOLECOLARE E FISIOLOGIA
- Corso
- Tecniche di laboratorio biomedico (abilitante alla professione sanitaria di tecnico di laboratorio biomedico)
- Codice insegnamento
- A001504
- Curriculum
- Comune a tutti i curricula
- Docente
- Vincenzo Nicola Talesa
- CFU
- 3
- Regolamento
- Coorte 2022
- Erogato
- 2022/23
- Tipo insegnamento
- Obbligatorio (Required)
- Tipo attività
- Attività formativa integrata
Biologia molecolare
| Codice | A001507 |
|---|---|
| CFU | 1 |
| Docente | Vincenzo Nicola Talesa |
| Docenti |
|
| Ore |
|
| Attività | Caratterizzante |
| Ambito | Scienze e tecniche di laboratorio biomedico |
| Settore | BIO/12 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | La struttura degli acidi nucleici L’organizzazione del genoma La struttura dell’RNA La replicazione del DNA I meccanismi di riparazione ricombinazione del DNA La trascrizione nei procarioti La trascrizione negli eucarioti L’epigenetica I processi di modificazione dell’RNA La traduzione RNA regolatori Tecniche di Biologia molecolare |
| Obiettivi formativi | La biologia molecolare è una disciplina che appartiene alle scienze della vita che studia gli esseri viventi a livello dei meccanismi molecolari alla base della loro fisiologia, concentrandosi sulle interazioni tra le macromolecole, con particolare attenzione a quelle tra proteine ed acidi nucleici (DNA e RNA). I meccanismi che sottendono la fine regolazione del flusso dell’informazione genetica rappresentano uno dei punti più salienti. L’obiettivo principale del corso consiste nel fornire agli studenti le basi per affrontare lo studio e la comprensione dei meccanismi alla base del controllo dell’espressione genica che agiscono ai diversi livelli, trascrizionale, post-trascrizionale, traduzionale e post-traduzionale. Lo studente è guidato lungo il percorso, perché arrivi alla comprensione della logica molecolare. Le attività di laboratorio avranno il compito di far comprendere agli studenti come le conoscenze di base possono essere utilizzate per investigare gli acidi nucleici e le loro caratteristiche, e come il DNA possa essere manipolato a scopi biotecnologici. L’obiettivo principale del corso consiste nel fornire agli studenti le basi per affrontare lo studio e la comprensione dei complessi meccanismi molecolari responsabili della struttura, replicazione ed espressione del genoma. |
| Prerequisiti | Conoscenze di base della biologia cellulare e della biochimica. |
| Metodi didattici | Lezioni frontali |
| Altre informazioni | |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | Esame scritto |
| Programma esteso | La struttura degli acidi nucleici La scoperta del DNA: prospettive storiche. Nucleosidi e nucleotidi. La struttura primaria e secondaria del DNA. Le forme alternative della doppia elica A,B, Z.Proprietà del DNA; effetto ipercromico.La struttura terziaria del DNA:superavvolgimento del DNA. Le topoisomerasi. Sequenziamento e sintesi di oligonucleotidi. L’organizzazione del genoma Dai nucleotidi alla cromatina Il progetto genoma, genomi sequenziati. Genoma procariotico. Struttura e organizzazione del genoma eucariotico, famiglie geniche. Il genoma batterico. I plasmidi. I batteriofagi. Virus a DNA. Il DNA mitocondriale. Genomi a RNA. Struttura della cromatina: il nucleosoma, la fibra da 10 nm, la fibra da 30 nm. Eucromatina ed eterocromatina. La struttura dell’RNA Struttura secondaria e terziaria dell’RNA. Funzioni biologiche dei diversi tipi di RNA. La catalisi da RNA. I ribozimi. Il mondo a RNA. La replicazione del DNA Replicazione semiconservativa. Meccanismo di replicazione del DNA nei procarioti e nelle cellule eucariotiche: inizio, allungamento termine; proteine ed enzimi coinvolti nella replicazione. Mantenimento dei telomeri: il ruolo della telomerasi nella replicazione del DNA nell’invecchiamento e nel cancro. I meccanismi di riparazione ricombinazione del DNA Le mutazioni. Le classi generali del danno al DNA. Errori di replicazione. Sistemi di riparo per basi danneggiate (BER, NER, MMR) e interruzioni del filamento di DNA (SSB repair e DSB repair attraverso NHEJ e HR). La ricombinazione omologa e la trasposizione del DNA (trasposoni e retrotrasposoni). La trascrizione nei procarioti I meccanismi della trascrizione .La struttura dei promotori batterici. La struttura della RNA polimerasi batterica. La regolazione dell’operone del lattosio (lac). L’attenuazione trascrizionale dell’operone del triptofano (trp). La trascrizione negli eucarioti I componenti del macchinario generale della trascrizione. La struttura della RNA polimerasi II. Il meccanismo della trascrizione da parte della RNA polimerasi II. Il quadro generale della regolazione trascrizionale. I fattori di trascrizione. Proteine che legano il DNA in maniera sequenza specifica (i principali domini proteici). Controllo dei regolatori trascrizionali (coattivatori e corepressori). L’assemblaggio del complesso di trascrizione. Il modello dell’enhanceosoma. L’epigenetica Modifiche a carico degli istoni (metilazione, acetilazione). Metilazione del DNA. Isole CpG. Rimodellamento della cromatina. L’imprinting genomico. L’inattivazione del cromosoma X. I processi di modificazione dell’RNA Modifiche chimiche a carico dell’RNA (snoRNP e RNA ribosomiale). Lo splicing dell’RNA. Gli introni capaci di autosplicing (gruppo I e di gruppo II). Splicing assistito (gruppo III) , spliceosoma. Le modifiche al 5’ e al 3’. Lo splicing alternativo. Editing dell’RNA. Il trasporto dell’mRNA. La traduzione Il codice genetico. Struttura e assemblaggio dei ribosomi. Le amminoacil-tRNA sintetasi e il caricamento dell’amminoacil-tRNA. L’attività di correzione delle bozze delle amminoacil-tRNA sintetasi. I fattori di traduzione. L’inizio della traduzione. Fase di allungamento e formazione del legame peptidico. Traslocazione. Fase di terminazione. La traduzione negli eucarioti. Fattori di traduzione negli eucarioti e differenze con i procarioti. Controllo traduzionale e post-traduzionale. RNA regolatori Regolazione genica post-trascrizionale. Produzione e funzionamento dei miRNA e dei siRNA. Oligonucleotidi antisenso, interferenza da RNA (RNAi). Applicazioni. Tecniche di Biologia molecolare Il Progetto Genoma Umano. Le classi principali di endonucleasi di restrizione. .La tecnologia del DNA ricombinante e il clonaggio molecolare (vettori e plasmidi, tecniche di trasformazione). La reazione a catena della polimerasi (PCR) e sue applicazioni. Produzione di proteine ricombinanti in sistemi batterici, animali e vegetali. Organismi geneticamente modificati (OGM) e relative tecniche di produzione. |
FISIOLOGIA UMANA
| Codice | A001505 |
|---|---|
| CFU | 2 |
| Docente | Bernard Fioretti |
| Docenti |
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| Ore |
|
| Attività | Base |
| Ambito | Scienze biomediche |
| Settore | BIO/09 |
| Tipo insegnamento | Obbligatorio (Required) |
| Lingua insegnamento | ITALIANO |
| Contenuti | - Neurofisiologia: potenziale di riposo, potenziale d'azione, potenziali graduati, trasmissione sinaptica, canali ionici, conduzione del potenziale d'azione, sinapsi neuromuscolare e contrazione muscolare. Fisiologia sensoriale. - Sistema cardiovascolare: emodinamica, resistenza dei vasi, fisiologia cardiaca, attività elettrica del cuore, meccanica cardiaca, ciclo cardiaco, gittata cardiaca, pressione arteriosa e regolazione. - Fisiologia del sistema gastrointestinale, digestione e assorbimento, secrezioni dell'apparato digerente. - Sistema respiratorio: meccanica respiratoria, scambi alveolari, trasporto dei gas, regolazione della respirazione, equilibrio acido base. - Sistema urinario: funzioni dell'apparato renale, filtrazione glomerulare, riassorbimento, secrezione, clearance renale, bilancio idroelettrolitico, equilibrio acido-base. -Fisiologia della riproduzione: follicolgenesi e spermatogenesi: il ciclo ovarico e gli ormoni sessuali |
| Testi di riferimento | Fisiologia Umana – Elementi –editore Edi-ermes (testo di riferimento) Fisiologia - molecole, cellule e sistemi - editore Edi-ermes - a cura di D'Angelo e Peres (testo di approfondimento) |
| Obiettivi formativi | Conoscenza del funzionamento integrato dei vari sistemi fisiologici atti al mantenimento dell'omeostasi. |
| Prerequisiti | Per una miglior comprensione dei contenuti e per il raggiungimento degli obiettivi dell'insegnamento è auspicabile che, all'inizio delle lezioni, lo studente sia già in possesso delle conoscenze di base di Biochimica |
| Metodi didattici | Il corso è organizzato in lezioni frontali in aula su tutti gli argomenti previsti dal programma. L'attività didattica prevede anche la proiezione di filmati relativi ad alcuni argomenti trattati che integreranno le lezioni frontali. |
| Altre informazioni | |
| Modalità di verifica dell'apprendimento | L'esame consiste in un esame orale finale per valutare le capacità logiche ed espositive sugli argomenti svolti. Per informazioni sui servizi di supporto agli studenti con disabilità e/o DSA visita la pagina http://www.unipg.it/disabilita-e-dsa |
| Programma esteso | Omeostasi, feedbacks ad anticipazioni. Le membrane biologiche e la diffusione: trasportatori e canali. Potenziale di membrana a riposo e il Potenziale d'Azione. Sinapsi chimiche ed elettriche. I neurotrasmettitori. Trasmissione neuromuscolaree l'accoppiamento eccitazione-contrazione del muscolo scheletrico. Il muscolo liscio. Sistema nervoso autonomo: Sistema ortosimpatico e la trasmissione catecolaminergica e il sitema parasimpatico e la trasmissione colinergica. La fisiologia del sonno. Fisiologia del sistema cardiovascolare: relazione fra pressione, flusso e resistenza, la legge di Poiseuille. Parametri che determinano le resistenze vascolari. La ritmicità cardiaca e la conduzione del potenziale d'azione cardiaco. Basi ioniche dei potenziali d'azione. Identificazione della sequenza temporale di attivazione elettrica delle varie regioni del cuore e della velocità di conduzione nelle diverse parti del sistema di conduzione: ECG. Controllo della frequenza cardiaca e della gittata sistolica e la fisiologia del microcircolo e circolazione linfatica. Meccanismi alla base degli scambi tra sangue e liquido interstiziale. Fisiologia del sistema respiratorio: Meccanismi di modificazione del volume polmonare, movimenti di aria e pressioni che lo determinano.. Legge di Laplace applicata all'alveolo. Concetto di compliance. Misura dei volumi polmonari, spirometro. Spazio morto anatomico. Volume minuto respiratorio, ventilazione polmonare, alveolare e dello spazio morto. Scambi gassosi alveolo-capillari. Composizione e pressioni parziali nell'aria atmosferica, inspirata ed alveolare. Diffusione dell'ossigeno e dell'anidride carbonica. Legge della diffusione e fattori che influenzano la velocità di diffusione. Trasporto dell'ossigeno nel sangue. Curva di dissociazione dell'ossiemoglobina, analisi della curva e suo significato fisiologico. Fattori che influenzano la curva di dissociazione dell'ossiemoglobina. Trasporto dell'anidride carbonica. Fisiologia del sistema renale: il nefrone e le caratteristiche della barriera di filtrazione glomerulare. Le Funzioni renali di filtrazione, riassorbimento e secrezione. Definizione di VFG e clearance dell'inulina, clearance della creatinina e del glucosio. Controllo fisiologico della filtrazione glomerulare e del flusso ematico renale.. Riassorbimento e secrezione nei diversi tratti del neufrone. Controllo osmotico della secrezione di ADH. Sistema renina-angiotensina, aldosterone. Le difese contro le variazioni del pH, i sistemi tampone. Il controllo renale dell'equilibrio acido-base. Quantificazione della capacità acidificante del rene: riassorbimento del bicarbonato e glucosio, eliminazione ione ammonio. La masticazione e la deglutizione. Le funzioni motorie dello stomaco, dell'intestino tenue e del colon. La peristalsi e la sua neurobiologia. I riflessi gastrointestinali, la defecazione e il vomito. Meccanismi di secrezione salivare, esofagea, gastrica, pancreatica, biliare e regolazione neuro-ormonale. Il ricircolo enteroepatico. Digestione ed assorbimento di carboidrati, proteine e grassi. Principi fondamentali dell'assorbimento gastrointestinale. Fisiologia del sistema endocrino: Meccanismi intercellulari mediati da ormoni. Meccanismi di secrezione degli ormoni e sua regolazione: controllo nervoso, cronotropo e a feedback. |