Università degli Studi di Roma "Tor Vergata"

La genetica e l' organismo. Genotipo e fenotipo. Gli esperimenti di Mendel. Incroci tra piante che differiscono per uno o due caratteri. Genetica mendeliana negli altri organismi e nell'uomo: eredità autosomica, dominante, recessiva. Teoria cromosomica dell'eredità. Mitosi e Meiosi. L' eredità legata al sesso (Morgan). Prove della teoria cromosomica. Segregazioni anomale dei fenotipi. Allelia multipla, dominanza incompleta. Interazione genica: epistasi, soppressione, complementazione. Geni letali. Associazione e ricombinazione. Ricombinazione mitotica. La struttura e replicazione del DNA. I telomeri. La Trascrizione. Genetica batterica e dei virus . Coniugazione. Trasduzione. Trasformazione. Plasmidi e trasposoni. Mutazioni Geniche. Mutazioni somatiche e germinali. Meccanismi di insorgenza delle mutazioni. Mutazioni cromosomiche. Mosaicismo somatico, germinale. Malattie legate al sesso. Traslocazioni cromosomiche e cancro. Il codice genetico. Il controllo dell' espressione genica nei procarioti. Cenni di regolazione genica negli eucarioti. Inattivazione dell’X . Imprinting parentale.

Genetica : principi di analisi formale Griffiths A.J.F. et al., sesta edizione italiana

Citologia.
Cosa sono la Citologia e l’Istologia. Cellule Procariotiche ed Eucariotiche. La Teoria Cellulare. Eccezioni alla teoria. Proprietà delle cellule. Metodi di Studio. Microscopia Ottica ed Elettronica. Colorazioni ed allestimento preparati. Biochimica della cellula, le macromolecole. Struttura delle Membrane Biologiche. Membrana plasmatica e sue specializzazioni. Giunzioni cellulari e trasporto di membrana. Sistema delle endo-membrane celluari e Sintesi delle Proteine: Reticolo Endoplasmatico Rugoso, Ribosomi, Reticolo Endoplasmatico Liscio, Apparato di Golgi. Mitocondri: struttura e funzione, produzione di energia. Citoscheletro: Microfilamenti, Filamenti Intermedi e Microtubuli. Trasporto vescicolare, meccanismi di eso- ed endo-citosi, lisosomi e perossisomi. Nucleo: involucro nucleare, cromatina, nucleolo. Struttura dei cromosomi. Ciclo cellulare. Mitosi e meiosi. Segnalazione cellulare.
Istologia.
Epiteli di rivestimento e ghiandolari. Classificazione degli epiteli. Differenziazione della superficie libera, laterale e basale. Le mucose. Epiteli ghiandolari. Modalità di secrezione. Classificazione morfologica delle ghiandole. Ghiandole Unicellualri, Ghiandole gastriche, intestinali, salivari, sudoripare, sebacee; Pancreas, Mammella, Prostata. Ghiandole endocrine: Tiroide, Paratiroidi, Surrene, Ipofisi, Isolotti di Langherans.
Generalità del tessuto connettivo. Le cellule connettivali e loro origine. Le fibre connettivali. Struttura delle fibrille. Fibrillogenesi. I Collageni. I Proteoglicani. Sostanza Fondamentale. Classificazione dei Tessuti Connettivi. Tessuti Cartilaginei: Cartilagine Jalina, elastica e fibrosa.
Tessuto osseo spugnoso e compatto. Osteoblasti, Osteociti ed Osteoclasti. Sostanza fondamentale. Fibrille. Ossificazione Pericondrale ed Endocondrale. Riassorbimento dell’osso.
Apparato Gastro-intestinale. Struttura generale: Mucosa, Sottomucosa, Muscolare propria, Avventizia. Esofago, Stomaco, Intestino Tenue e Crasso.
Ghiandole annesse all’apparato digerente. Struttura e funzione del Fegato: circolazione epatica, lobuli epatici, spazi portali, canalicoli biliari, spazi di Disse, epatociti. Pancreas esocrino: struttura e funzione degli acini pancreatici. Cistifellea.
Il Rene. Struttura microscopica. Circolazione renale. Struttura e funzione del Nefrone: Glomeruli di Malpighi, Capsula di Bowman, Tubuli contorti prossimali e distali, Ansa di Henle, Tubuli collettori. Podociti, Capillari fenestrati, Membrana basale. Apparato Juxta-glomerulare.
Anatomia dell’apparato genitale maschile e femminile. Anatomia del testicolo e delle vie spermatiche. La spermatogenesi. La meiosi. Cellule del Sertoli. Spermioistogenesi, spermatozoi. Anatomia dell’ovaio. L’oogenesi e ciclo ovarico. Ciclo mestruale. Follicoli, corpo luteo.
Tessuto Muscolare. Generalità. Muscolare striato. Struttura microscopica delle fibre muscolari. Struttura ultramicroscopica delle fibrille muscolari. Microfilamenti. Reticolo sarcoplasmatico. Tubuli a T. Triadi. Tessuto muscolare liscio, Struttura ed ultrastruttura delle fibrocellule. Tessuto muscolare cardiaco. Strie intercalari. Fibrocellule. Sistema di conduzione.
Il Sangue. Composizione del plasma. La coagulazione. Le cellule del Sangue. Osservazione di preparati istologici di sangue al MO e ME. Struttura del midollo rosso. Ematopoiesi. Vari tipi cellulari. Sistema circolatorio: cuore, arterie, vene e capillari.
Gli organi linfatici. Timo, Milza, Linfonodi. Circolazione Linfatica. Struttura della Milza.
Il sistema immunitario. Immunità innata ed adattativa. MHC. Linfociti B e T. Anticorpi. Citochine. Ruolo dei Macrofagi.
Apparato respiratorio. Struttura generale, Trachea, Bronchi, Bronchioli e alveoli polmonari. Pneumociti. Barriera aria-sangue.
Tessuto Nervoso. Caratteristiche delle cellule: assoni e dendriti e strutture citoplasmatiche. Classificazione dei neuroni e loro funzioni. Guaina Mielinica. Cellule di schwann. Fibre mieliniche ed amieliniche. Impulso nervoso:generazione e conduzione. Terminazioni nervose: le sinapsi chimiche ed elettriche. Giunzione neuromuscolare (Placca motrice). Organizzazione del Sistema Nervoso Centrale e Periferico. Encefalo, Cervelletto e Midollo Spinale. Struttura dei nervi. La Neuroglia. Oligodendrociti. Sistema volontario ed autonomo (simpatico e parasimpatico).
Organi di senso. La sensibilità, corpuscoli e cellule. Organi di senso, mucosa olfattiva, calici gustativi. La retina, struttura dei coni e dei bastoncelli.

Cellule, Lewin-Zanichelli; Il mondo della Cellula, Becker-Pearson; Junqueira Istologia testo atlante, Mescher-Piccin; Atlante di Istologia ed Anatomia Microscopica, Ross-Zanichelli. Presentazioni power point delle lezioni.

La linea germinale: determinazione precoce, migrazione delle cellule germinali primordiali, gametogenesi e fecondazione, inibizione della polispermia. Stadi fondamentali dello sviluppo embrionale
fecondazione, segmentazione, gastrulazione e neurulazione
Lo sviluppo del sistema nervoso: formazione e differenziamento del tubo neurale, derivati delle creste neurali e vie di migrazione: tipi e meccanismi, potenzialità di sviluppo. Differenziamento del mesoderma dorsale e lateral e sviluppo del sistema immunitario, formazione delle membrane extraembrionali e degli annessi embrionali, differenziamento dell’ectoderma e dell’endoderma. Affinità differenziale delle cellule nello sviluppo, riconoscimento intercellulare e interazioni cellulari, morte cellulare programmata, autofagia.

Scott F. Gilbert, Biologia dello Sviluppo, Zanichelli C. Houillon, Embriologia dei Vertebrati, Casa Editrice Ambrosiana.

Legame chimico e isomeria. Alcani e cicloalcani. Isomeria conformazionale e isomeria geometrica. Alcheni e alchini. Composti aromatici. Stereoisomeria. Composti organici alogenati: reazioni di sostituzione ed eliminazione. Alcoli, fenoli e tioli. Eteri ed epossidi. Aldeidi e chetoni. Acidi carbossilici e loro derivati. Ammine e composti azotati. Composti eterociclici. Lipidi e detergenti. Carboidrati. Amminoacidi, peptidi e proteine. Nucleotidi e acidi nucleici.

H. Hart, L. E. Craine, D. J. Hart, C. M. Hadad "Chimica Organica" 7a edizione, Zanichelli, 2012

Il metodo scientifico sperimentale. Grandezze fisiche e unità di misura. Posizione, velocità e accelerazione. Sistemi di riferimento in moto relativo. Principio di relatività galileiana. Sistemi di riferimento inerziali. Principio d'inerzia. Forza, massa inerziale e massa gravitazionale. Secondo principio della dinamica. Trasformazioni di Galileo. Riferimenti non inerziali e forze apparenti. Impulso e quantità di moto. Momento di una forza e momento angolare. Pendolo. Lavoro di una forza. Teorema dell'energia cinetica. Campi conservativi. Energia potenziale. Conservazione dell'energia meccanica Equilibrio di un punto materiale. Attrito statico. Attrito dinamico. Forze elastiche. Oscillatore armonico. Termologia. Trasformazioni termodinamiche. Trasmissione del calore. I° Principio della Termodinamica. Energia interna del gas perfetto. Calori specifici. Gas reali. II° Principio della Termodinamica. Macchine termiche e frigorifere. Ciclo di Carnot. Teorema di Carnot. Teorema di Clausius. Entropia. Cenni al III° Principio. Teoria cinetica dei gas. Distribuzione delle velocità di Maxwell. Interpretazione microscopica di energia interna, calori molari, entropia. Elettrostatica nel vuoto: carica elettrica, campo, potenziale, dipolo. Conduttori, condensatori. Energia elettrostatica. Corrente stazionaria: densità di corrente, leggi di Ohm, forza elettromotrice. Magnetostatica: forza di Lorentz, sorgenti di campo. Ottica geometrica. Le leggi della riflessione e della rifrazione attraverso superfici piane. Riflessione da specchi sferici. Rifrazione attraverso lenti sottili. Fuoco, immagine, ingrandimento. Costruzione dell'immagine mediante i raggi principali. Strumenti ottici: lente d'ingrandimento, l'ingrandimento angolare. Il microscopio. Elementi di Ottica Fisica

PROBLEMI DI FISICA GENERALE
Carla Andreani, Giulia Festa, Andrea Lapi, Alice Miceli, Roberto Senesi, ISBN: 9788888748733 Edizioni TexMat (2014)

La cellula vegetale. I tessuti vegetali. Gli Organi: radice, fusto, foglia.
Riproduzione sessuata e vegetativa. Cicli biologici. Riproduzione delle angiosperme: fiore ed infiorescenze. Impollinazione. Fecondazione. Seme: formazione e sviluppo dell’embrione e del seme. Modalità di dispersione dei semi. Frutto.
La diversità dei vegetali. Classificazione: metodi di classificazione. Concetto di specie, ranghi tassonomici e nomenclatura. Caratteri con valore tassonomico.
Cianobatteri. Alghe. Emersione dall’acqua. Briofite. Pteridofite. Gimnosperme. Angiosperme. Funghi

Pasqua G., Abbate G., Forni C. “Botanica generale e Diversità dei vegetali” Piccin. III edizione

Biochimica: Proprietà generali e funzioni degli aminoacidi. Struttura e funzione delle proteine. Avvolgimento e stabilità delle proteine. Mioglobina ed emoglobina. Proteine fibrose e collagene, immunoglobuline e proteine muscolari.
Proprietà generali e classificazione degli enzimi. Cenni sui meccanismi di catalisi. Aspetti termodinamici della catalisi. Regolazione dell’attività enzimatica.
Proprietà generali e funzionali dei carboidrati, dei lipidi e delle membrane.
Cenni di energetica e di meccanismi di regolazione delle vie metaboliche; intermedi che conservano energia; reazioni ossido-riduttive; cofattori enzimatici.
Glicolisi; fermentazione omolattica e fermentazione alcolica; via del pentosio fosfato; gluconeogenesi; sintesi e degradazione del glicogeno.
Metabolismo dell’AcetilCoA. Il ciclo dell’acido citrico e sua regolazione; la via del gliossilato. Energetica dell’utilizzazione dell’AcetilCoA.
Metabolismo energetico mitocondriale. I sistemi shuttle; la catena di trasporto degli elettroni; i citocromi; fosforilazione ossidativa.
La fotosintesi. Pigmenti fotosintetici e fotosistemi; complessi che sviluppano ossigeno; fotofosforilazione; il Ciclo di Calvin.
Digestione e assorbimento dei lipidi. Catabolismo e Biosintesi degli acidi grassi, biosintesi e trasporto del colesterolo.
Metabolismo degli aminoacidi. Metabolismo del gruppo amminico. Fissazione dell’azoto. Degradazione delle proteine e ciclo dell’urea. Generalità sulle vie di degradazione degli aminoacidi.
Metodologie Biochimiche. Spettrofotometria uv/vis; Tecniche di dosaggio delle proteine; Elettroforesi di proteine e DNA; Cromatografie; centrifugazione; ultrafiltrazione; dialisi. Metodi che utilizzano anticorpi (Western blot, ELISA, RIA, immunocitochimica); tecniche di genomica e proteomica; produzione e caratterizzazione di proteine ricombinanti.

Biochimica:
D. Voet, J.G. Voet, C.W Pratt, Fondamenti di Biochimica, Zanichelli oppure
R.H. Garret, C.M. Grisham, Biochimica, 5° edizione, Piccin
Metodi:
Bonaccorsi di Patti, Contestabile, Di Salvo (a cura di) Metodologie Biochimiche, Ambrosiana

Prima parte
II legge di Newton. Le forze di attrito. Moti in un mezzo resistivo. La sedimentazione. VES. Centrifughe. Coefficiente di Sedimentazione. Elettroforesi.
Onde meccaniche. Onde trasversali e longitudinali. Descrizione di un’onda che si propaga in un mezzo. Lunghezza d’onda, numero d’onda angolare, numero d’onda, periodo, pulsazione e frequenza. La velocità di propagazione dell’onda. Energia e potenza in un onda in moto. Potenza trasferita. Il
principio di sovrapposizione.Interferenza. Onde stazionarie. Onde acustiche. Velocità del suono. Onda di pressione. Interferenza sonora. Intensità e livello sonoro. La scala dei decibel. Effetto Doppler. Ultrasuoni. Flussimetria Doppler. Ecografia. Riflessione e Rifrazione della luce. Riflessione totale.
Endoscopio. Dispersione cromatica. Spettrofotometria. Interferenza. Diffrazione. Esperienza di Young. Intensità dell’interferenza da una doppia fenditura. Interferenza su pellicole sottili. Diffrazione da una singola fenditura. Diffrazione attraverso un foro circolare. Potere risolutivo. Il vantaggio del microscopio elettronico. Diffrazione da una doppia fenditura. Reticolo di diffrazione. Dispersione e potere risolvente per un reticolo. Diffrazione dei raggi X.
Seconda parte
Introduzione alla misura. Errori. Propagazione degli errori -­ Uso dei grafici - Analisi statistica degli errori. La distribuzione normale. Deviazione standard. Deviazione standard della media. Confronto di valori medi dal punto di vista statistico. Media pesata. Metodo dei minimi quadrati. Covarianza, correlazione. Regressione lineare. Il significato quantitativo del coefficiente di correlazione lineare. Il test chi-­quadro, la distribuzione del t-­Student (cenni).

Testi:
Molti argomenti si trovano sui testi di Fisica usati nel primo anno (esempio: Halliday – Resnik – Walker).
Gli argomenti integrativi si trovano sulle note presenti nel sito web di Ateneo. Consigliato: J.R. Taylor ‐
Introduzione all'analisi degli errori – Zanichelli

IL MERCATO E LA LEGGE DELLA DOMANDA E DELL’OFFERTA
Teoria del consumatore
Teoria del produttore
MERCATO E FORME DI MERCATO
Monopolio
Oligopolio
Concorrenza perfetta
LE DETERMINANTI DEL REDDITO NAZIONALE E LE IMPLICAZIONI DI POLITICA ECONOMICA
ESTERNALITA’ E FALLIMENTI DI MERCATO; BENI PUBBLICI & TEOREMA DI COASE
RISORSE RINNOVABILI
RISORSE NON RINNOVABILI

Slides fornite dal docente

Cenni storici, struttura DNA ai raggi X, nucleotidi, codice genetico, strutture DNA. Topologia, enzimi di restrizione. Genomi, valore C. Esoni-introni. Organizzione geni, famiglie geniche. DNA ripetuto, retrotrasposoni. Cromosomi e cromatina. Replicone e replicazione. Trascrizione e regolazione trascrizionale procarioti. Trascrizione e regolazione trascrizionale eucarioti. Terminazione e antiterminazione nei procarioti. Maturazione rRNA, mRNA eucariotico. Modificazioni RNA splicing, editing. tRNA, mRNA ribosoma. Traduzione e regolazione traduzionale. Localizzazione mRNA. Localizzazione proteine. Trasporto nucleo-citoplasma. Modificazioni post-traduzionali. Tecniche di Biologia Molecolare: screening, blotting sistemi espressione

Amaldi et al., Biologia Molecolare, Editrice Ambrosiana, oppure
Lewin, Il gene Edizione compatta, Zanichelli

Il ruolo della Bioinformatica nell’era postgenomica; struttura dell’elaboratore elettronico e delle reti di elaboratori; programmi per accedere alla rete; il sistema operativo UNIX; elementi di struttura del DNA e delle proteine; banche dati biologiche primarie e secondarie; metodi di allineamento delle sequenze di acidi nucleici e di proteine; predizione della struttura secondaria di proteine e di RNA; modelli per omologia; reti neurali e Hidden Markov Models; analisi strutturale delle proteine; metodi di riconoscimento di fold, calcoli energetici: minimizzazione dell’energia e dinamica molecolare, procedure di docking.

Bioinformatica, dalla sequenza alla struttura delle proteine. S.Pascarella, A.Paiardini Ed. Zanichelli. Materiali didattici distribuiti a lezione

Concetti e definizioni dei livelli di organizzazione della materia vivente. Fattori abiotici: luce, temperatura, ossigeno, pH, CO2, ecc. Fattori biotici: relazioni intra e interspecifiche (competizione, predazione, parassitismo, mutualismo). Livelli di organizzazione della materia vivente. Popolazioni: definizione, caratteristiche statistiche (natalità/mortalità, curve di sopravvivenza e di accrescimento, distribuzione nello spazio, ecc.). Comunità: definizione, struttura e composizione, variazioni sui gradienti ambientali. Biomi. Ecosistema: definizioni, struttura trofica, circuiti energetici e flussi di energia, diversità nello spazio e nel tempo, successioni ecologiche, flussi di energia, cicli bio-geochimici. Alterazione delle funzioni e dei servizi ecosistemici. Casi di studio: il global warming, gli OGM, l’inquinamento da farmaci, contaminazione dei vari comparti. Le biotecnologie per la conoscenza e la risoluzione di problemi ambientali: le tecniche ‘omics’ in ecologia. Ecologia e teorie economiche, sostenibilità, biodiversità. Concetti e definizioni in Ecotossicologia. Relazioni dose-risposta, ormesi. Test di tossicità ed elaborazione dei dati. Test su Daphnia, Artemia, Vibrio, bioremediation con i microbi (Pseudomonas sp.), razionale e prove in laboratorio.

Sadava D. et al. (2014) L’Ecologia Vol 6. In: Biologia IV Edizione. Zanichelli

Mappatura genetica del genoma: eredità mendeliana ed analisi della variabilità genetica umana. Definizione di marcatore genetico ed analisi della segregazione alla meiosi; studio dell’associazione nell’uomo e costruzione di mappe; tipi di marcatori del DNA, caratteristiche e metodi di rilevazione. Identificazione di geni responsabili di malattie attraverso il clonaggio posizionale.
Mappatura fisica del genoma: costruzioni di genoteche e loro rappresentatività; vettori di clonaggio in procarioti ed eucarioti. Metodi di identificazione dei cloni ricombinanti e loro assemblaggio in contigui. Tecniche di studio dei genomi: principi e tecniche di marcatura degli acidi nucleici; l’ibridazione molecolare. La reazione a catena della polimerasi (PCR): principi ed applicazioni. PCR quantitativa. Sequenziamento del DNA.
Post-genomica: studio dell’espressione e della funzione dei geni; librerie di cDNA; DNA microarray. Produzione di proteine da geni clonati in procarioti, eucarioti ed animali vivi; metodi di identificazione delle interazioni proteiche. Produzione di farmaci ricombinanti. Creazione di animali transgenici; modelli animali di malattie genetiche.
Terapia genica: principi, strategie, utilizzazione e problematiche.

Griffiths A.J.F et al.: Genetica: principi di analisi formale. Ed. Zanichelli (capitoli selezionati).
Brown T.A.: Biotecnologie Molecolari: principi e tecniche. Ed. Zanichelli.

Biochimica: Proprietà generali e funzioni degli aminoacidi. Struttura e funzione delle proteine. Avvolgimento e stabilità delle proteine. Mioglobina ed emoglobina. Proteine fibrose e collagene, immunoglobuline e proteine muscolari.
Proprietà generali e classificazione degli enzimi. Cenni sui meccanismi di catalisi. Aspetti termodinamici della catalisi. Regolazione dell’attività enzimatica.
Proprietà generali e funzionali dei carboidrati, dei lipidi e delle membrane.
Cenni di energetica e di meccanismi di regolazione delle vie metaboliche; intermedi che conservano energia; reazioni ossido-riduttive; cofattori enzimatici.
Glicolisi; fermentazione omolattica e fermentazione alcolica; via del pentosio fosfato; gluconeogenesi; sintesi e degradazione del glicogeno.
Metabolismo dell’AcetilCoA. Il ciclo dell’acido citrico e sua regolazione; la via del gliossilato. Energetica dell’utilizzazione dell’AcetilCoA.
Metabolismo energetico mitocondriale. I sistemi shuttle; la catena di trasporto degli elettroni; i citocromi; fosforilazione ossidativa.
La fotosintesi. Pigmenti fotosintetici e fotosistemi; complessi che sviluppano ossigeno; fotofosforilazione; il Ciclo di Calvin.
Digestione e assorbimento dei lipidi. Catabolismo e Biosintesi degli acidi grassi, biosintesi e trasporto del colesterolo.
Metabolismo degli aminoacidi. Metabolismo del gruppo amminico. Fissazione dell’azoto. Degradazione delle proteine e ciclo dell’urea. Generalità sulle vie di degradazione degli aminoacidi.
Metodologie Biochimiche. Spettrofotometria uv/vis; Tecniche di dosaggio delle proteine; Elettroforesi di proteine e DNA; Cromatografie; centrifugazione; ultrafiltrazione; dialisi. Metodi che utilizzano anticorpi (Western blot, ELISA, RIA, immunocitochimica); tecniche di genomica e proteomica; produzione e caratterizzazione di proteine ricombinanti.

Biochimica:
D. Voet, J.G. Voet, C.W Pratt, Fondamenti di Biochimica, Zanichelli oppure
R.H. Garret, C.M. Grisham, Biochimica, 5° edizione, Piccin
Metodi:
Bonaccorsi di Patti, Contestabile, Di Salvo (a cura di) Metodologie Biochimiche, Ambrosiana

Statistica descrittiva:
Distribuzione di frequenze, istogrammi. Indici di posizione e di dispersione. Regressione lineare.
Calcolo delle probabilità:
Introduzione. Probabilità condizionate e indipendenza. Variabili aleatorie. Variabili "famose": Binomiale, Poisson, Gaussiana. Approssimazione normale.
Statistica inferenziale:
Stima puntuale della media e della varianza. Intervalli di confidenza per la media e per la differenza di medie. Test d'ipotesi per la media e per la differenza di medie. Test del chi quadro.

M. Bramanti “Calcolo delle Probabilità e Statistica” Esculapio (1997)

Compartimenti liquidi dell’organismo e loro composizione. Meccanismi di trasporto attraverso la membrana plasmatica. Diffusione semplice. Diffusione facilitata. Le proteine carrier. Trasporto attivo primario. Na+/K+ ATPasi. Trasporto attivo secondario. Canali ionici. Il potenziale di membrana. Movimento dell’acqua tra i diversi comparti dell’organismo: osmosi.
Meccanismi di comunicazione intercellulare. Trasduzione del segnale operata da recettori accoppiati a proteine G. Adenilato ciclasi e cAMP. Fosfolipasi C, idrolisi del PIP2 e funzioni di diacilglicerolo e IP3. Gli ormoni: caratteristiche generali.
I neuroni. Potenziali graduati. Sommazione spaziale e temporale. La zona trigger come centro d’insorgenza dei potenziali d’azione. Il potenziale d’azione: ruolo dei canali del Na+ e del K+ voltaggio-dipendenti. Periodi di refrattarietà assoluta e relativa. Conduzione del potenziale d’azione. Fibre mieliniche: conduzione saltatoria. Sinapsi chimiche ed elettriche. Vie efferenti somatiche: i motoneuroni. Innervazione del muscolo scheletrico: sinapsi neuromuscolare e concetto di unità motoria. Sistema nervoso autonomo simpatico e parasimpatico.
I diversi tipi di muscolo. Il muscolo scheletrico. Elementi strutturali ed ultrastrutturali. Actina e miosina. L’organizzazione dei sarcomeri. Tropomiosina e troponina. Il ruolo del Ca2+ nella contrazione muscolare. Il ciclo dei ponti trasversali. Accoppiamento eccitazione-contrazione. Scossa semplice e tetano. Muscolo scheletrico: relazione lunghezza tensione, contrazioni isometriche ed isotoniche. Muscolo liscio. Differenze strutturali e funzionali rispetto al muscolo scheletrico. Contrazione del muscolo liscio: ruolo del Ca2+ e della MLCK. Concetto di muscolo liscio unitario e multiunitario.
Visione d’insieme dell’apparato cardiovascolare. Relazione tra flusso sanguigno, pressione e resistenze vascolari. I diversi tipi di vasi sanguigni. Struttura del cuore. Struttura e funzione delle valvole atrio-ventricolari e semilunari. Caratteristiche istologiche e funzionali del miocardio di lavoro. Potenziali d’azione nel miocardio di lavoro. Accoppiamento eccitazione-contrazione nel miocardio di lavoro. Basi della non tetanizzabiltà del muscolo cardiaco. Cellule autoritmiche: funzione e genesi del potenziale d’azione. Il sistema di conduzione. Il cuore come pompa. Il ciclo cardiaco. Gittata sistolica e cardiaca. Regolazione della funzione cardiaca da parte del sistema nervoso autonomo. Scambi tra capillari e liquido interstiziale. I vasi linfatici.
Apparato respiratorio. Meccanica respiratoria e muscoli respiratori. Modificazioni della composizione dell’aria durante il passaggio nelle vie aeree superiori e negli alveoli. Scambi gassosi tra alveoli e sangue e tra sangue e tessuti. Trasporto di O2 e CO2 Funzione polmonare e regolazione del pH plasmatico.
La funzione renale. Il nefrone: elementi vascolari e tubulari Meccanismo dell’ultrafiltrazione glomerulare e sua regolazione. Ruolo della macula densa. I processi di riassorbimento di acqua e soluti nel tubulo prossimale e nell’ansa di Henle. Processi di riassorbimento a livello del tubulo distale e dei dotti collettori. Il ruolo dell’ aldosterone ed dell’ADH. Il sistema renina-angiotensina-aldosterone.

MATERIALE FORNITO DAL DOCENTE E APPUNTI

Introduzione alla Biochimica clinica. Equilibrio elettrolitico; funzione renale ed equilibrio acido-base; funzione respiratoria e trasporto dell’ossigeno; enzimi, infarto del miocardio, funzionalità epatica, metabolismo del glucosio e diabete, regolazione di calcio, fosfato e magnesio. Endocrinologia. Marcatori tumorali. Metabolismo dei lipidi e lipoproteine del plasma. Disordini del ferro e metabolismo delle porfirine. Rame e zinco. Disordine metabolico delle purine. Applicazioni della biologia molecolare alla biochimica clinica: malattie genetiche mono e poligeniche. Applicazioni cliniche dello studio del proteoma. Meccanismi biochimici di farmaci e sostanze tossiche: struttura e funzione degli enzimi che metabolizzano farmaci e xenobiotici (citocromo P450, glucuronosil trasferasi, solfotrasferasi, epossido idrolasi, glutazione trasferasi), farmacogenetica e meccanismi di induzione. Meccanismi di tossicità e di protezione cellulare.

A. Gaw et al. Biochimica Clinica, Elsevier, 3a edizione (2007)
A.F.Smith et al. Clinical Biochemistry, Blackwell Science, ed. Sixth edition (1998)
G. Federici et al. Medicina di Laboratorio, McGraw Hill, 3a edizione (2008)

Introduzione al sistema immunitario; immunità innata; captazione dell’antigene e sua presentazione ai linfociti T; riconoscimento antigenico e meccanismi di attivazione dei linfociti T CD4+ e T CD8+; risposte Th1, Th2 e Th17; risposta immunitaria cellulo-mediata; citochine; anticorpi e risposte anticorpali; ricombinazione somatica e commutazione isotipica; tolleranza centrale e periferica (linfociti T regolatori e anergia); concetto di malattia; patologia cellulare (danno e morte cellulare, apoptosi, necrosi); infiammazione (mediatori chimici dell’infiammazione, cellule coinvolte nel processo infiammatorio, infiammazione acuta, infiammazione cronica, fibrosi); immunopatologia (le reazioni di ipersensibilità, autoimmunità, rigetto dei trapianti, immunodeficienze); tumori (alterazioni molecolari della cellula neoplastica e metastasi, le risposte immunitarie antitumorali)

Abbas, Luchtman, Pillai. Immunologia Cellulare e Molecolare. Ed. Elsevier; Robbins, Cotran. Le basi patologiche delle malattie (volume 1) Ed. Elsevier

La storia della Microbiologia: l’evoluzione del pensiero e delle tecniche. Struttura cellulare dei procarioti. Come si muovono i batteri? Organizzazione e struttura del genoma. Tipi nutrizionali, fonti e strategie per ottenere energia. Cenni sui cicli biogeochimici di carbonio e azoto. Nutrienti: acquisizione e trasporto. Crescita delle cellule e della popolazione. Crescita sessile (biofilm). Influenza dei fattori abiotici. I Batteriofagi. La divisione cellulare, replicazione del nucleoide e formazione del setto; esempi di cicli cellulari. Le mutazioni il trasferimento genico laterale. DNA mobile. Ricombinazione genetica omologa e illegittima. Espressione genica e regolazione. Regolazioni Quorum sensing e tassie. Importanza dei microrganismi nei cicli biogeochimici degli elementi (carbonio azoto), cenni sul trattamento di reflui e rifiuti solidi compostabili. Interazioni tra microrganismi, cenni sulle interazioni microrganismi-eucarioti.
Interazioni parassita/ospite, fattori e strategie di virulenza, antibiotici e antibiotico-resistenza. Cenni di immunologia.
Microrganismi eucariotici: lieviti, funghi microscopici e protozoi

schaechter-ingraham-neidhardt. Microbiologia zanichelli /Dispense del corso

Funzioni della cellula, dei tessuti e degli organi vegetali. Flusso dell’energia nei sistemi vegetali. Termodinamica e modalità di trasporto nelle cellule vegetali. Potenziale elettrochimico. Trasporto dell’acqua e traspirazione. Metabolismo delle piante: fotosintesi, fotorespirazione, piante C4 e CAM. Sintesi del saccarosio e dell’amido. Traslocazione dei fotoassimilati. Crescita e sviluppo della pianta: ormoni vegetali - struttura, biosintesi, effetti fisiologici e meccanismo di azione dell’auxina, delle citochinine, delle gibberelline, dell’acido abscissico e dell’etilene; fotomorfogenesi e fototropismo.
Nozioni di biologia molecolare delle piante: Arabidopsis pianta modello, utilizzo dei mutanti per lo studio della funzione dei geni. Colture di cellule e tessuti, micropropagazione.
Miglioramento genetico tradizionale. Metodologie di trasformazione genetica delle piante: Agrobacterium e sistema biolistico; sistemi di selezione delle piante trasformate. Progettazione di un costrutto transgenico; promotori costitutivi, tessuto-specifici e inducibili; sovraespressione e silenziamento. Applicazioni delle biotecnologie vegetali in campo agroalimentare, industriale e farmaceutico. Problematiche degli OGM.

Taiz L., Zeiger E., Fisiologia Vegetale, quarta edizione, Ed. Piccin, Padova
Slater, N.W. Scott, Plant Biotechnology, Oxford University Press
Materiale fornito dal docente

Il corso si articola, in una prima parte in cui saranno approfonditi i temi prettamente giuridici della tutela delle invenzioni industriali ed in special modo di quelle biotecnologiche, con alcuni cenni anche al sistema delle fonti del diritto nazionale e di quello comunitario; ed in una seconda parte in cui saranno affrontati gli aspetti etici dei trovati coinvolgenti il mondo del vivente.
Per quanto riguarda la prima parte, questa avrà ad oggetto, tra l’altro, le regole della attribuzione dei diritti di proprietà industriale in occasione di risultati prodotti dal lavoratore dipendente o su commissione.
Per quanto attiene alla seconda parte, essa si caratterizzerà per lo studio delle origini della bioetica, dei suoi trattati e convenzioni istituzionali, della formazione e del ruolo dei comitati etici, delle tecniche di sperimentazione clinica, ed infine dei conflitti d’interesse nella ricerca biomedica.

Al fine del superamento dell’esame, chi ha frequentato le lezioni può basare la propria preparazione sugli appunti e sul materiale bibliografico distribuito nel corso delle lezioni; diversamente, chi non ha avuto la possibilità di assistere alle lezioni può prepararsi studiando, per le fonti del diritto nazionale e comunitario, su un qualsiasi manuale di Istituzioni di diritto privato e su di uno di Diritto europeo, a propria scelta, tra quelli di recente pubblicazione, mentre per il diritto industriale, sul SENA, G., I diritti sulle invenzioni e sui modelli di utilità, in Trattato di diritto civile e commerciale, IV ed., Giuffrè, Milano, 2011, pagg. 43-49, 52-69, 71-281, 305-345, 407-418, il tutto integrato dai materiali bibliografici distribuiti dal docente nel corso delle lezioni; mentre per i temi della seconda parte, si può fare riferimento a BORGIA L.M., Manuale di Bioetica per la sperimentazione clinica e i Comitati Etici, C.G. Edizioni Medico Scientifiche, 2008, pagg. 1-18, 21-36, 121-134.

Caratteristiche generali dei virus e loro classificazione.
Morfologia, struttura e composizione chimica delle particelle virali.
Acidi nucleici virali e strategie replicative dei virus a DNA ed RNA
Genetica ed evoluzione dei virus.
Il ciclo di replicazione virale: meccanismi di penetrazione, montaggio e liberazione dei virioni.
Metodi di coltivazione e titolazione dei virus animali.
Malattie virali: vie di ingresso e diffusione ad organi bersaglio. Meccanismi di difesa dell’ospite. Interferone.
Azione patogena dei virus: meccanismi diretti e indiretti.
Infezioni umane litiche, croniche, latenti. Meccanismi di oncogenesi virale.
Vaccini: produzione e efficacia dei differenti tipi di vaccino.
Farmaci antivirali: meccanismo di azione dei principali farmaci. Farmaco-resistenza.
Vettori virali e loro applicazioni biotecnologiche.

G. Antonelli, M. Clementi “Principi di virologia medica”, CEA
A.J. Cann "Elementi di virologia molecolare", CEA

Funzioni della cellula, dei tessuti e degli organi vegetali. Flusso dell’energia nei sistemi vegetali. Termodinamica e modalità di trasporto nelle cellule vegetali. Potenziale elettrochimico. Trasporto dell’acqua e traspirazione. Metabolismo delle piante: fotosintesi, fotorespirazione, piante C4 e CAM. Sintesi del saccarosio e dell’amido. Traslocazione dei fotoassimilati. Crescita e sviluppo della pianta: ormoni vegetali - struttura, biosintesi, effetti fisiologici e meccanismo di azione dell’auxina, delle citochinine, delle gibberelline, dell’acido abscissico e dell’etilene; fotomorfogenesi e fototropismo.
Nozioni di biologia molecolare delle piante: Arabidopsis pianta modello, utilizzo dei mutanti per lo studio della funzione dei geni. Colture di cellule e tessuti, micropropagazione.
Miglioramento genetico tradizionale. Metodologie di trasformazione genetica delle piante: Agrobacterium e sistema biolistico; sistemi di selezione delle piante trasformate. Progettazione di un costrutto transgenico; promotori costitutivi, tessuto-specifici e inducibili; sovraespressione e silenziamento. Applicazioni delle biotecnologie vegetali in campo agroalimentare, industriale e farmaceutico. Problematiche degli OGM.

Taiz L., Zeiger E., Fisiologia Vegetale, quarta edizione, Ed. Piccin, Padova
Slater, N.W. Scott, Plant Biotechnology, Oxford University Press
Materiale fornito dal docente