Scienze Biologiche

Obiettivi principali L’insegnamento riguarda la biologia della cellula e lo studio dei tessuti. Obiettivo principale del corso è far acquisire allo studente le conoscenze fondamentali sulla struttura e le funzioni della cellula e sull’organizzazione delle cellule differenziate dei diversi tessuti umani. Il corso richiede conoscenze di base di chimica, biochimica e anatomia umana acquisite nella scuola superiore, che si ritengono accertate con il superamento del test d’ingresso. I contenuti iniziali del corso si raccordano con quelli dell’insegnamento parallelo di Chimica generale e inorganica, per le conoscenze sulle proprietà di atomi e molecole. Il corso comprende lezioni frontali e sessioni di laboratorio, dedicate al funzionamento delle tecniche istologiche di base e all’uso del microscopio ottico per il riconoscimento di cellule e tessuti. Durante il corso viene appreso anche l’uso del microscopio digitale, una risorsa disponibile sul Web, utile per il ripasso delle conoscenze istologiche ai fini della preparazione personale dello studente.
Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione -Conoscenza della composizione chimica e della struttura delle cellule procariotiche e eucariotiche -Conoscenza e comprensione delle attività cellulari attraverso lo studio delle funzioni dei componenti cellulari specializzati e degli organuli -Conoscenza e comprensione delle proprietà strutturali e funzionali delle cellule differenziate dei tessuti umani -Conoscenza e comprensione dei principali metodi di studio in citologia e istologia
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - saper usare la terminologia specifica -saper identificare le giuste procedure per risolvere i quesiti di Biologia cellulare -saper riconoscere cellule e tessuti al microscopio ottico, in base alle loro caratteristiche strutturali e ai metodi istologici impiegati
C) Autonomia di giudizio -acquisire capacità di giudizio critico, attraverso lo studio in chiave storica del progresso delle conoscenze in Biologia cellulare e l’analisi dettagliata di alcuni esperimenti fondamentali - imparare a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese
D) Abilità comunicative -saper comunicare quanto appreso nel corso dell’esame orale
E) Capacità di apprendimento - apprendere la terminologia specifica - connettere in modo logico le conoscenze acquisite - identificare i temi più rilevanti delle materie trattate.

Programma di Biologia cellulare e Istologia ITA (8+1 CFU, 72 + 12 ore)

MODULO 1: BIOLOGIA CELLULARE (45 ore)

La prima parte del corso è una introduzione alla Biologia cellulare in cui saranno affrontati gli aspetti fondamentali della struttura e delle funzioni delle cellule.

Cenni di teoria cellulare. Differenze tra cellula procariotica e cellula eucariotica, animale e vegetale. Ordini di grandezza e unità di misura (3 ore).

Chimica e macromolecole della cellula: glucidi, lipidi, proteine ed acidi nucleici (6 ore).

Enzimi e reazioni chimiche (2 ore).

Membrana plasmatica: struttura e funzione. Trasporto attraverso le membrane. Cenni sui meccanismi di trasduzione del segnale. Matrice extracellulare. Adesione e giunzioni tra cellule (8 ore).

Struttura e funzioni degli organelli delimitati da membrana: reticolo endoplasmatico, apparato di Golgi, endosomi, lisosomi e perossisomi (6 ore).

Cenni di glicolisi, mitocondri e respirazione cellulare (2 ore). Citoscheletro: filamenti intermedi, microtubuli e microfilamenti (4 ore).

Nucleo interfasico: DNA, cromatina, cromosoma. Nucleolo e ribosomi. Replicazione del DNA. Espressione genica: codice genetico, trascrizione, sintesi e smistamento delle proteine. Cenni sulla regolazione dell’espressione genica (11 ore).

Ciclo cellulare. Mitosi e meiosi (3 ore).

MODULO 2: ISTOLOGIA (27 ore)

Il secondo modulo riguarda la struttura istologica e le funzioni dei principali tessuti animali.

Epiteli di rivestimento e ghiandolari (8 ore). Tessuto connettivo propriamente detto (4 ore). Cartilagine e osso (4 ore). Sangue, cenni di emopoiesi e risposta immunitaria (4 ore). Tessuti muscolari (3 ore). Tessuto nervoso (4 ore).

SESSIONI DI LABORATORIO (12 ore). Osservazione dei tessuti al microscopio ottico

L’esame comprende una prova scritta e un colloquio orale. La prova scritta comprende 60 quesiti a risposta multipla di Biologia cellulare + 30 quesiti a risposta aperta di Istologia, che comprendono sia domande teoriche che quesiti sul riconoscimento di immagini istologiche. Il tempo dedicato alle prove è di 75 minuti per la Biologia cellulare e 30 minuti per Istologia. Al termine dell’erogazione delle lezioni del primo modulo è prevista una prova intermedia di Biologia cellulare che dà diritto all’esonero dallo scritto di Biologia cellulare nei primi due appelli di esame (gen-feb).

La prova scritta ha l’obiettivo di accertare la capacità dello studente di applicare le conoscenze acquisite per risolvere semplici quesiti di Biologia cellulare e per identificare e classificare i tessuti animali.

Scritti e orali si svolgono in presenza

Punteggi. Il punteggio attribuito a ciascun quesito è pari ad 1 per ogni risposta corretta, 0 per ogni risposta non data/errata. Nella prova di Istologia possono essere attribuite frazioni di punto per risposte incomplete. Il punteggio dello scritto è pari alla media ponderata dei punteggi conseguiti in Biologia cellulare e Istologia, ovvero la somma dei due punteggi diviso 3. Il punteggio minimo per superare lo scritto è 54/90 (conseguito con almeno 36 punti in BC e almeno 18 punti in Istologia) che corrisponde a 18/30. L'esame orale è facoltativo

TESTO UNICO: DALLE DONNE “Citologia e istologia” EdiSES 2025 (o I edizione 2019)

Oppure uno dei testi consigliati di seguito per Biologia cellulare e uno per Istologia

BIOLOGIA CELLULARE

ALBERTS et al. “L’essenziale di biologia molecolare della cellula” ZANICHELLI, 5° Ed. (2020) e altre edizioni recenti

BECKER, KLEINSMITH, HARDIN e BERTONI “Il mondo della cellula” Pearson 10° Ed. (2022) e altre edizioni recenti

GINELLI e MALCOVATI “Molecole, Cellule e Organismi” Edises, 2° Ed. (2022) o precedente

KARP, “Biologia molecolare e cellulare”, EdiSES, 6 Ed (2022) e altre edizioni recenti

ISTOLOGIA

ADAMO S. et al., “Istologia di V. Monesi”, Piccin, 7 Ed (2018), e altre edizioni recenti

DALLE DONNE “Istologia” EdiSES 2019

COLOMBO, OLMO “Biologia Cellula e Tessuti” edi-ermes 2014

JUNQUEIRA MESCHER, “Istologia - Testo e Atlante”, Piccin, 8 Ed. 2020 e altre edizioni recenti

SCHICCHITANO et al. “Fondamenti di Istologia”, Ed. Scientifiche Falco 2025

ATLANTI (solo per la CONSULTAZIONE)

BURKITT, YOUNG e HEATH, “Wheater Istologia e anatomia microscopica, Testo Atlante", 3° ed., Ambrosiana 2001

EROSHENKO “Atlante di Istologia e anatomia microscopica” Delfino Editore, 2004

FAMILIARI, RELUCENTI, HEYN “Anatomia microscopica” Piccin 2016

GARTNER e HIATT, "Atlante di istologia e anatomia microscopica", Edises, 2007

ROSS MH, WOJECICH P, TODD AB “ Atlante di Istologia e Anatomia microscopica”, Ambrosiana, 2010

STEVENS e LOWE “Istologia Umana” Casa Editrice Ambrosiana 2008 (III ediz.)

ZACCHEO e PESTARINO “Anatomia Microscopica”, Pearson 2013

Per un aggiornamento dei testi o del materiale didattico distribuito dal docente consultare la pagina web del corso:

https://elearning2.uniroma1.it

La bibliografia di riferimento aggiornata è consultabile alla pagina web del corso:

https://elearning2.uniroma1.it

Obiettivi principali L’insegnamento riguarda la biologia cellulare, l’istologia, l’anatomia, la riproduzione e la sistematica degli organismi vegetali. Obiettivo principale del corso è far acquisire allo studente le conoscenze fondamentali dell’organizzazione strutturale e funzionale di cellule, tessuti e organi vegetali. Conoscenza e comprensione dei metodi di classificazione. Concetto di specie, ranghi tassonomici e nomenclatura. Caratteri con valore tassonomico degli organismi vegetali e criteri di identificazione (Alghe, Briofite, Pteridofite, Gimnosperme, Angiosperme e Funghi). Il corso richiede conoscenze di base di chimica e biochimica acquisite nella scuola superiore, che si ritengono accertate con il superamento del test d’ingresso. I contenuti iniziali del corso si raccordano con quelli dell’insegnamento di Chimica generale e inorganica, per le conoscenze sulle proprietà di atomi e molecole. Il corso comprende lezioni frontali e laboratori didattici, dedicati all’apprendimento delle tecniche istologiche di base e all’uso del microscopio ottico per il riconoscimento di cellule e tessuti.
Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione -Conoscenza delle peculiarità strutturali dei procarioti fotosintetici e della cellula vegetale eucariotica con riferimento a: cianobatteri, alghe, funghi, briofite, pteridofite, gimnosperme ed angiosperme -Conoscenza e comprensione dei vari livelli di organizzazione degli organismi vegetali: cellulare, tissutale, di organo e di organismo -Conoscenza e comprensione dei principali metodi di studio in citologia, istologia, organografia. -Conoscenza e comprensione dei metodi di identificazione e classificazione degli organismi vegetali
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione -Saper usare la terminologia specifica della materia -Saper identificare le giuste procedure per risolvere i quesiti di Biologia vegetale -Saper riconoscere cellule e tessuti vegetali al microscopio ottico, in base alle loro caratteristiche strutturali e ai metodi istologici impiegati -Saper individuare e riconoscere i principali caratteri morfologici ed utilizzare strumenti (chiavi analitiche dicotomiche) per il riconoscimento delle piante C) Autonomia di giudizio -Acquisire capacità di riconoscere le interrelazioni tra struttura e funzione ai diversi livelli di organizzazione, da quello subcellulare a quello di organo - Imparare a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese
D) Abilità comunicative -saper esporre, nel corso dell’esame orale, le conoscenze acquisite nel corso delle lezioni frontali, dei laboratori didattici e durante lo studio
E) Capacità di apprendimento - apprendere la terminologia specifica della materia - connettere in modo logico le conoscenze acquisite - identificare i temi più rilevanti delle materie trattate.

BOTANICA GENERALE (6 CFU, 48 ore)

INTRODUZIONE. Cellula procariotica ed eucariotica. Autotrofia ed eterotrofia. Principali differenze fra cellula animale e vegetale. CITOLOGIA VEGETALE. Membrane biologiche. Parete cellulare. Vacuolo. Plastidi. Perossisomi. Citoscheletro. Sistema di endomembrane. Ciclo cellulare, mitosi e meiosi nella cellula vegetale. ISTOLOGIA. Tessuti meristematici primari e secondari. Tessuti definitivi: tegumentali, parenchimatici, meccanici, conduttori e secretori. MORFOLOGIA ED ANATOMIA DEGLI ORGANI VEGETATIVI DELLA PIANTA. Fusto. Foglia. Radice. RIPRODUZIONE. La riproduzione vegetativa. Il fiore. Il seme. Il frutto. Cicli biologici di funghi, alghe e piante.

DIVERSITÀ VEGETALE (2 CFU, 16 ore)

Basi di classificazione e nomenclatura degli organismi.

Sistematica, caratteristiche generali, evoluzione e riproduzione dei taxa in studio. Cianobatteri. Alghe. Funghi. Briofite. Pteridofite. Gimnosperme. Angiosperme. Esempi di simbiosi tra organismi fotoautotrofi ed organismi eterotrofi.

Le principali famiglie di angiosperme della flora italiana. Nympheaceae. Magnoliaceae. Eudicotiledoni: Apiaceae, Asteraceae, Brassicaceae, Fabaceae, Fagaceae, Ranunculaceae, Oleaceae, Rosaceae, Euphorbiaceae, Lamiaceae. Angiosperme Monocotiledoni: Liliaceae, Orchidaceae, Poaceae, Arecaceae.

LABORATORI DIDATTICI (1 CFU, 12 ore)

Allestimento di preparati. Osservazione della cellula vegetale al microscopio ottico: parete, plastidi, vacuolo. Preparati istologici da campioni di radice, fusto e foglia e loro analisi al microscopio ottico. Osservazione di alcuni cianobatteri, funghi ed alghe al microscopio ottico. Uso delle chiavi analitiche dicotomiche per il riconoscimento delle specie vegetali, mediante stereomicroscopio. Visita all'Orto Botanico di Roma.

La parte di Botanica Generale sarà svolta nei mesi di marzo e aprile, mentre il mese di maggio sarà dedicato alla parte sulla diversità vegetale. I laboratori didattici avranno inizio a metà aprile e si concluderanno alla fine di maggio.

• Tutti gli argomenti elencati nel programma si trovano nel libro di testo consigliato
• Testi di riferimento: - Botanica generale e diversità vegetale - Pasqua, Abbate, Forni - Editore: Piccin - IV Edizione- Botanica. Fondamenti di biologia delle piante - James D. Mauseth - Editore: Idelson-Gnocchi - III Edizione- Biology of Plants - Ray F. Evert, Susan E. Eichhorn - Editore: Zanichelli - VII Edizione

L'esame consiste in una prova orale in cui sarà richiesto al candidato: (1) di dimostrare di aver acquisito e compreso gli argomenti di questo insegnamento; (2) di saper riconoscere e descrivere immagini macroscopiche di organismi vegetali e micrografie di tessuti e organi delle piante. Le due parti dell'esame hanno approssimativamente lo stesso peso nella valutazione finale.

• Botanica generale e diversità vegetale - Pasqua, Abbate, Forni - Editore: Piccin - IV Edizione
• Botanica. Fondamenti di biologia delle piante - James D. Mauseth - Editore: Idelson-Gnocchi - III Edizione
• Biology of Plants - Ray F. Evert, Susan E. Eichhorn - Editore: Zanichelli - VII Edizione

Crang R., Lyons-Sobaski S., Wise R. - Plant Anatomy - Springer

Gli studenti dopo aver frequentato il corso saranno in grado di: A) Conoscenze e capacità di comprensione Conoscere gli elementi chimici più comuni nelle loro proprietà di comportamento in semplici reazioni, sapendo risolvere esercizi di stechiometria e di equilibri chimici in soluzione; Conoscere le principali classi di composti (acidi, basi e sali) e il loro comportamento in soluzione attraverso lo studio delle proprietà termodinamiche fondamentali; Comprendere gli aspetti qualitativi e quantitativi delle trasformazioni chimiche ottenute sia a lezione che nelle esercitazioni numeriche; Disporre di manuali di riferimento da consultare per l’apprendimento delle materie oggetto dei corsi degli anni successivi.
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione Disporre delle conoscenze di base per correlare proprietà macroscopiche e struttura elementare della materia a livello degli elementi chimici e di molecole semplici.
C) Autonomia di giudizio acquisire capacità di giudizio critico, attraverso lo studio in chiave storica del progresso delle conoscenze in chimica; imparare a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese.
D) Abilità comunicative Saper trasmettere le conoscenze sia teoriche che sperimentali di base acquisite.
E) Capacità di apprendimento apprendere la terminologia specifica; connettere in modo logico le conoscenze acquisite; identificare i temi più rilevanti delle materie trattate.

Programma:

Nozioni introduttive. Oggetto della ricerca chimica. Fenomeni chimici. Leggi fondamentali della chimica. Particelle elementari, protone, neutrone, elettrone, numero atomico, numero di massa, simboli e notazione chimica. La mole. Teoria atomica. Atomi e loro proprietà. Massa atomica. Numero di Avogadro. Molecole e peso molecolare. Tipi di composti chimici e loro nomenclatura. Reazioni chimiche: reazioni acido-base. reazioni di ossido-riduzione, conservazione della massa e della carica, bilanciamento di una reazione chimica. Calcoli stechiometrici. Bilanciamento delle reazioni di ossido-riduzione. Applicazioni numeriche.

Struttura atomica. Spettri atomici. Modello di Bohr. Ipotesi di De Broglie. Modello ondulatorio dell’atomo di idrogeno. Numeri quantici e orbitali atomici. Spin elettronico. Principio di esclusione di Pauli. Configurazione elettronica degli atomi polielettronici. Tavola periodica. Metalli e non-metalli.

Legame chimico: concetto di valenza. I diversi tipi di legame e loro proprietà: ordine, energia, distanza di legame, momento dipolare. Teoria del legame di valenza. Legami σ e π. Orbitali ibridi, risonanza. Geometria molecolare. Modello della repulsione delle coppie elettroniche (VSEPR), Elettronegatività, molecole polari. Legami intermolecolari. 30 ore

Stati di aggregazione e cambiamenti di stato. Stato aeriforme, liquido e solido. Diagrammi di stato. Le soluzioni e le loro proprietà colligative. Equilibri tra fasi e regole delle fasi. Principio di Le Chatelier. Concetto di equilibrio. Reazioni ed equilibri chimici. Costante di equilibrio Fattori che influenzano la posizione dell’equilibrio. Applicazioni numeriche. 24 ore

Dissociazione elettrolitica. Elettroliti e loro proprietà in soluzione. Acidi e basi. Definizione e teorie sugli equilibri acido-base. Relazioni tra struttura molecolare e proprietà acido-base. Equilibri acido-base nelle soluzioni acquose. Titolazioni. Indicatori. Solubilità. Equilibri di solubilità e fattori che li influenzano. Reazioni di ossidoriduzione. Elementi di cinetica. Velocità, ordine, molecolarità di una reazione, costante cinetica e sua dipendenza dalla temperatura. Equazione di Arrhenius, energia di attivazione. Cenni sulla teoria delle collisioni. Catalisi. Cenni di Chimica inorganica. Nomenclatura sistematica. Elementi dei gruppi principali e loro composti. Applicazioni numeriche. 30 ore

La docente rende disponibile sul sito del corso il materiale didattico esposto durante le lezioni così da consentire agli studenti di avere una precisa idea sulla materia svolta e sul grado di approfondimento.

• il docente valuterà anno per anno in base alle conoscenze di base degli studenti come impartire le nozioni agli studenti, pertanto non può fare una programmazione sistematica delle lezioni

Lo scopo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di comprensione e approfondimento sulla materia esposta durante il corso. Essa intende anche valutare le capacità di ragionamento dello studente e la capacità di sintesi degli argomenti svolti nella visione di un quadro organico della materia.

L’esame si compone di una prova scritta a stimolo chiuso con risposte sia chiuse che aperte, (durata della prova circa un ora e mezza) e alcuni giorni dopo, per gli studenti che hanno ottenuto una votazione uguale o maggiore a 18/30 si ha la verbalizzazione del voto con eventuale integrazione con una prova orale.

Le prove di esame si svolgono nei periodi d’esame previsti dal regolamento didattico di ateneo mentre sono escluse prove in itinere per non interferire con lo svolgimento e la frequenza regolare alle lezioni del semestre, come stabilito dal consiglio di corso di studio.

Testi adottati (uno a scelta fra i seguenti) :

M. Schiavello, L. Palmisano “Fondamenti di Chimica” EdiSES

F. Cacace, U. Croatto “Istituzioni di Chimica” La Sapienza Editrice

D. W. Oxtoby, H. P. Gillis, A. Campion “Chimica moderna” EdiSES

Whitten, Davis, Peck, Stanley “Chimica” Piccin

R. H. Petrucci, F. G. Herring, J. D. Madura, C. Bissonnette “Chimica generale” Piccin

e per la parte di stechiometria:

F. Cacace, M. Schiavello “Stechiometria” Bulzoni Editore

Obiettivi principali L'insegnamento di Fisica riguarda concetti di base di meccanica, termodinamica, elettricità e magnetismo. L'obiettivo principale del corso è di far acquisire la conoscenza dei fenomeni fisici e, soprattutto, la loro descrizione mediante leggi e modelli matematici. Lo studente alla fine del corso deve essere in grado di formalizzare un semplice problema identificando quali leggi descrivono il fenomeno e di trovarne quantitativamente la soluzione. L'obiettivo finale è l'acquisizione di un metodo scientifico rigoroso per affrontare non solo semplici problemi di fisica ma anche tematiche che incontreranno nei corsi successivi. Il corso richiede conoscenze di base di calcolo analitico e numerico e comprende lezioni frontali, dedicate alla spiegazione dei fenomeni fisici e delle leggi ad essi associate, ed esercitazioni volte a consolidare la comprensione dei fenomeni fisici e la loro applicazione a problemi specifici. Il corso prevede una serie di attività in itinere di autovalutazione (quiz su piattaforma elearning) e due prove di esonero, la prima a metà del corso e la seconda al termine delle lezioni.
Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione - conoscenza delle leggi della fisica che riguardano la meccanica, in particolare le tre leggi di Newton e le leggi di conservazione della quantità di moto e dell'energia; - conoscenza delle leggi della fisica che riguardano la fluidodinamica e la termodinamica, con riferimenti ad applicazioni in campo biologico; - conoscenza delle leggi della fisica che riguardano l'elettricità e il magnetismo, con riferimenti ad applicazioni in campo biologico.
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - saper descrivere un fenomeno fisico, prima qualitativamente e poi quantitativamente, distinguendo gli effetti principali da quelli secondari; - saper schematizzare in maniera rigorosa un fenomeno fisico individuando le leggi fisiche fondamentali per descriverlo; - saper identificare il metodo più adatto alla risoluzione di problemi fisici.
C) Autonomia di giudizio - acquisire capacità di giudizio critico attraverso l'applicazione a problemi diversi delle conoscenze apprese.
D) Abilità comunicative - saper comunicare quanto appreso nel corso dell’esame orale utilizzando un linguaggio scientifico rigoroso.
E) Capacità di apprendimento - apprendere la terminologia specifica; - connettere in modo logico le conoscenze acquisite.

FISICA (9 CFU, 118 ore)

Prof. A. Sinibaldi, FIS/01 -Fisica Sperimentale

MECCANICA: Cinematica del punto materiale. La legge oraria di un punto materiale. Velocità ed accelerazione istantanee. Moti piani su traiettoria qualsiasi. I principi della dinamica del punto materiale. Sistemi di riferimento inerziali. Forza e accelerazione. Sistemi non inerziali e forze dette apparenti o fittizie. Impulso e quantità di moto. Momento angolare e momento della forza. Lavoro e energia. Teorema dell'energia cinetica. Campi di forze conservative. Energia potenziale. Il teorema della conservazione dell'energia meccanica. La potenza. La forza peso. Forze elastiche. Forze viscose di resistenza del mezzo. Moto di un grave sottoposto a forza di resistenza viscosa. Reazioni vincolari. Forze di attrito. Attrito statico. Attrito cinematico radente. Le leggi della gravitazione universale.

Oscillatori meccanici. Le leggi della dinamica dei sistemi. Centro di massa. Equazioni cardinali della dinamica dei sistemi ed il moto del centro di massa. Assi liberi di rotazione. Energia cinetica e teorema di Koenig. Sistemi di forze applicate. Sistemi rigidi Equilibrio dei corpi rigidi. Momento angolare rispetto al baricentro e momento di inerzia. Energia cinetica di un sistema rigido. Momento angolare rispetto un polo fisso. Moto di Precessione. Moto di una trottola. Corpo rigido girevole intorno ad un asse fisso. Moto di rotolamento. Urto centrale elastico fra particelle puntiformi. Urti anelastici. Statica dei fluidi. Equazioni della statica dei fluidi, legge di Stevino. Principio di Archimede.

TERMODINAMICA Definizione di Temperatura. Interpretazione microscopica delle grandezze termodinamiche. Interpretazione microscopica della pressione. Interpretazione microscopica della temperatura. Principio di equipartizione dell'energia, calori molari. Teoria cinetica di un gas perfetto. Legge empirica per gas perfetti monoatomici e biatomici. Sistemi termodinamici. Stati di equilibrio termodinamico. Calore e calorimetri. Trasformazioni termodinamiche. Variabili di stato intensive ed estensive. Lavoro in una trasformazione termodinamica. Rappresentazione grafica delle trasformazioni e del lavoro -Il primo principio della termodinamica. L’equivalente meccanico della caloria. Applicazioni del primo principio ad un corpo solido. Applicazioni del primo principio ad un gas perfetto. Il piano di Clapeyron. Trasformazioni quasi statiche, lavoro e reversibilità. L'energia interna di un gas perfetto. Calori specifici di un gas perfetto. Adiabatica reversibile di un gas perfetto. Secondo principio della termodinamica. Enunciati del secondo principio. Il ciclo di Carnot. Teorema di Carnot. Integrale di Clausius ed entropia. L 'entropia e il secondo principio della termodinamica. L'entropia come parametro di stato. Entropia di alcuni sistemi termodinamici notevoli.

• Cinematica del punto materiale
• Dinamica del punto materiale
• Energia e Lavoro punto materiale
• Meccanica dei sistemi di punti materiali
• Meccanica del corpo rigido
• Idrostatica e leggi di Stevino e Archimede
• Introduzione alla Termodinamica
• Primo principio della Termodinamica
• Gas perfetti e trasformazioni termodinamiche
• Cicli termodinamici notevoli
• Secondo principio della Termodinamica ed Entropia

Libro di testo: Mazzoldi, Nigro, Voci - Fisica - volume I, Meccanica e Termodinamica (edises.it) TERZA EDIZIONE

oppure

Libro di testo: Mencuccini, Silvestrini - FISICA Meccanica e Termodinamica

Mazzoldi, Nigro, Voci - Fisica - volume I, Meccanica e Termodinamica (edises.it) TERZA EDIZIONE

Obiettivi principali
Il corso fornisce le conoscenze di base della Genetica, ed ha l’obiettivo di portare gli studenti a comprendere le regole dell’ereditarietà, le loro basi molecolari, le loro principali applicazioni e le loro implicazioni per l’evoluzione. Inoltre, il corso fornisce una conoscenza di base su come l’informazione genetica viene codificata a livello di DNA e come i processi biochimici della cellula traducono l’informazione genetica in un fenotipo. Il corso si propone di raggiungere questi obiettivi attraverso un’analisi delle evidenze sperimentali e della loro interpretazione.
Obiettivi specifici
A) Conoscenze e capacità di comprensione

• Conoscenza e comprensione delle caratteristiche del materiale genetico - Conoscenza e comprensione delle regole della trasmissione genetica - Conoscenza e comprensione delle mutazioni e loro implicazioni - Conoscenze di base sulle dinamiche dei geni nelle popolazioni e sulle basi genetiche dell’evoluzione.
  B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione
• usare la terminologia specifica - identificare le giuste procedure per risolvere i problemi di genetica - formalizzare ipotesi sulla trasmissione ereditaria dei caratteri; - costruire e interpretare mappe genetiche e alberi genealogici; - acquisire strumenti concettuali per la dissezione genetica di sistemi biologici - utilizzare metodologie biostatistiche di base per l’analisi dei dati e la verifica di ipotesi.
  C) Autonomia di giudizio
• acquisire una capacità di un giudizio critico sulle problematiche della Genetica formale, attraverso lo studio dell’evoluzione del concetto di gene da Mendel ai giorni nostri e l’analisi dettagliata di alcuni esperimenti fondamentali. - imparare a porsi domande per l’elaborazione e l’approfondimento delle conoscenze apprese
  D) Abilità comunicative - comunicare con terminologia appropriata i concetti genetici acquisiti durante il corso
  E) Capacità di apprendimento - connettere in modo logico le conoscenze acquisite - identificare i temi più rilevanti delle materie trattate

Esperimenti e leggi di Mendel. Genotipo e fenotipo. Teorie sull’eredità. Basi cromosomiche dell’eredità. Mitosi e meiosi. Estensioni dell’analisi genetica mendeliana. Interazioni fra geni e fra geni e fattori ambientali. Eredità legata al sesso. Studio di pedigree. Associazione e crossing-over. Mappe genetiche in eucarioti e procarioti (30 ore).

Mutazioni cromosomiche e del genoma (6 ore).

Struttura e funzione del gene: Test di complementazione e ricombinazione intragenica. Esperimenti di Benzer (6 ore).

Il DNA: proprietà chimiche. Replicazione del DNA, trascrizione, traduzione e riparazione del DNA (cenni, 1 ora).

Codice genetico e sua decifrazione (2 ore).

Struttura e funzione del cromosoma eucariotico (4 ore).

Regolazione genica nei procarioti e concetto di operone (5 ore).

Cenni sulla regolazione dell’espressione genica degli eucarioti. Determinazione del sesso. Compensazione dosaggio (4 ore).

Basi genetiche del cancro (2 ore).

Genetica di popolazioni ed evoluzione (4 ore).

Esercitazioni numeriche per gli argomenti che le prevedono e sessioni di laboratorio in cui gli studenti dedurranno i pattern di trasmissione di alcuni geni di Drosophila esaminando la progenie risultante da alcuni incroci (12 ore).

L’esame consiste in una prova scritta ed una prova orale

La prova scritta comprende 4 esercizi (da svolgere in un'ora e mezza) sui principali argomenti trattati a lezione quali:

• analisi di pedigree
• leggi di Mendel e citogenetica
• costruzione di mappe genetiche
• genetica batterica
• analisi delle tetradi
• genetica di popolazioni

La prova scritta ha l’obiettivo di accertare la capacità dello studente di applicare le conoscenze acquisite per risolvere quesiti genetica.

Il punteggio minimo per l’ammissione alla prova orale è 18/30.

La prova orale consiste in un colloquio con il docente allo scopo di verificare il raggiungimento degli obiettivi in termini di conoscenze e competenze acquisite, così come le abilità comunicative, la proprietà di linguaggio, la chiarezza espositiva e la capacità critica di fronte a problemi genetici.

Il tempo dedicato alla prova orale è di circa 20/30 minuti complessivi.

Il voto finale risulterà da una media fra le due prove scritta e orale.

GENETICA: dall'Analisi Formale alla Genomica- Hartwell, Hood, Goldberg, Reynolds, Silver, Veres - MCGRAWHILL

L’insegnamento riguarda l'applicazione dei metodi del calcolo matematico, della statistica e della probabilità alla risoluzione di problemi che emergono nell'ambito delle scienze naturali, con particolare riferimento alle scienze biologiche. Obiettivo principale del corso è far acquisire allo studente le conoscenze fondamentali di algebra lineare, calcolo differenziale e integrale, probabilità discreta e continua, che troveranno in seguito applicazione nell'analisi dei dati empirici della biologia, in particolare nell'ambito della genetica, dell'evoluzione e dell'ecologia. Il corso comprende lezioni frontali ed esercitazioni in aula, utili per la verifica delle conoscenze ai fini della preparazione personale dello studente. Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione Conoscenza e comprensione dei concetti fondamentali dell'algebra lineare (vettori, sistemi lineari). Conoscenza e comprensione del concetto di limite e dei fondamenti del calcolo differenziale e integrale. Conoscenza e comprensione dei fondamenti della probabilità e di alcuni strumenti di statistica descrittiva. B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione Capacità di utilizzare propriamente la terminologia specifica della matematica e della statistica. Capacità di tradurre un problema concreto, ad esempio legato alle scienze biologiche, in un corrispondente problema matematico, attraverso opportune procedure di approssimazione, astrazione e modellizzazione. Capacità di utilizzare il ragionamento deduttivo in contesti astratti. Capacità di riconoscere gli strumenti matematici usati negli altri corsi (Fisica, Chimica, Genetica, Ecologia) e di utilizzarli con padronanza e sicurezza. Capacità identificare le procedure più convenienti per risolvere problemi matematici. C) Autonomia di giudizio Capacità di giudicare la rigorosità della formulazione e della dimostrazione di un enunciato matematico. Capacità di porsi domande finalizzate all’elaborazione e all'approfondimento delle conoscenze apprese.
Capacità di valutare, in modo autonomo, la validità di un modello quantitativo per la descrizione di un dato fenomeno delle scienze naturali e biologiche. D) Abilità comunicative Abilità di comunicare quanto appreso nella redazione di temi dell'esame scritto e nell'esposizione nel corso dell'esame orale. Capacità di articolare un discorso in modo logicamente strutturato, distinguendo chiaramente tra ipotesi, procedimento deduttivo e conclusioni. E) Capacità di apprendimento Apprendere la terminologia specifica. Connettere in modo logico le conoscenze acquisite. Identificare i temi più rilevanti delle materie trattate.

Matematica di base. Numeri e operazioni algebriche; equazioni e disequazioni; rappresentazione geometrica dei numeri reali.

Algebra lineare. Vettori, rappresentazione geometrica, operazioni tra vettori. Sistemi di equazioni lineari e loro interpretazione geometrica.

Calcolo. Funzioni. Dominio e codominio di una funzione. Composizione di funzioni e funzione inversa. Lettura del grafico di una funzione. Funzioni lineari, esponenziali, logaritmiche: principali proprietà, rappresentazione grafica, utilizzo nella modellizzazione biologica. Grafici in scala logaritmica. Leggi a potenza e grafici in scala log-log. Concetto di limite. Comportamento asintotico. Calcolo di limiti. Rapporto incrementale e derivata di una funzione; significato geometrico di derivata, retta tangente. Approssimazione lineare delle funzioni. Regole di derivazione. Crescenza e decrescenza di una funzione. Massimi e minimi. Integrali definiti, significato geometrico e loro proprietà. Primitive. Teorema di Torricelli-Barrow / teorema fondamentale del calcolo. Calcolo di integrali per sostituzione e per parti.

Probabilità e biostatistica. Eventi casuali e probabilità: definizioni e proprietà fondamentali, eventi incompatibili. Probabilità uniforme. Probabilità condizionata, eventi indipendenti, formula di Bayes e test diagnostici. Ripetizioni di prove indipendenti e formula binomiale. Variabili aleatorie: valore atteso, varianza, covarianza. Variabili aleatorie binomiali. Variabili aleatorie poissoniane. Variabili aleatorie continue, densità di probabilità, distribuzione di probabilità / probabilità cumulata. Variabili uniformi, esponenziali, gaussiane.

La prova d'esame comprende una prova scritta, volta ad accertare le competenze di base, ed una prova orale. La prova scritta, della durata di 120 minuti, consiste di quesiti a risposta aperta, eventualmente preceduti da una preselezione mediante quesiti a risposta multipla. La prova orale consiste in un colloquio di durata variabile che conduce – insieme alla prova scritta – alla definizione del voto complessivo.

Sono previste due prove in itinere che, se superate con successo, permettono di accedere direttamente alla prova orale.

D. Benedetto, M. Degli Esposti, C. Maffei "Matematica per le scienze della vita" Ed. CEA

Sheldon M. Ross "Probabilità e statistica per l'ingegneria e le scienze" , Apogeo Education

Ulteriore materiale didattico, comprendente il “Diario delle lezioni” ed una ricca selezione di esercizi, è distribuito dal docente attaverso la pagina web del corso.

C. Cammarota, "Elementi di Calcolo e di Statistica", LSD, 2008

Sheldon M. Ross "Introduzione alla Statistica" , Apogeo Education, 2008

C. Neuhauser , M. Roper "Calculus For Biology And Medicine" Pearson Education, 2018.

Obiettivi principali L’insegnamento riguarda l’Anatomia Comparata dei Vertebrati. Obiettivo principale del corso è far acquisire allo studente le conoscenze fondamentali sul livello “organismico” di organizzazione Biologica prendendo come modello i taxon dei Vertebrati. Lo studente verrà introdotto alla sistematica e alla storia evolutiva dei Vertebrati e approfondirà l’Anatomia Comparata di alcuni sistemi organici. Il corso richiede conoscenze di base di Biologia Cellulare, Istologia e cenni di Embriologia. Il corso comprende lezioni frontali e sessioni di laboratorio. Queste ultime sono dedicate all’esame macroscopico e alla dissezione di Vertebrati (pesce cartilagineo, pesce osseo, uccello), alla osservazione con interpretazione adattativa ed evolutiva della morfologia cranio. Al termine del corso è prevista una visita al Museo di Anatomia Comparata (Università Sapienza) a completamento delle conoscenze acquisite durante il corso.
Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione -Conoscenza e comprensione della sistematica ed evoluzione dei vertebrati, a livello di ordine. -Conoscenza e comprensione della struttura, funzione ed evoluzione di alcuni sistemi organici nelle diverse classi di vertebrati con particolare riferimento alla loro evoluzione nel passaggio dall’ambiente acquatico a quello terrestre ed aereo: sistema tegumentario; sistema scheletrico; sistema digerente; sistema respiratorio; sistema circolatorio; sistema nervoso (cenni); organi di senso.
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - saper usare la terminologia specifica. - saper interpretare un albero filogenetico. - saper riconoscere, attraverso l’osservazione della morfologia esterna, gli appartenenti ai principali ordini di vertebrati. - saper interpretare, in chiave funzionale ed evolutiva, la morfologia delle strutture relative ai sistemi inclusi nel programma.
C) Autonomia di giudizio - Attraverso le lezioni frontali e le esercitazioni pratiche lo studente imparerà a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese. In particolare, sarà in grado di sapere se ha correttamente identificato un vertebrato a livello di ordine sulla base della morfologia esterna. Inoltre sarà in grado di valutare se lo studio di una determinata struttura anatomica può essere considerato completo (vale a dire se ne è stata studiata la sua Forma, Funzione ed Evoluzione).
D) Abilità comunicative -saper comunicare quanto appreso nel corso dell’esame orale
E) Capacità di apprendimento - apprendere la terminologia specifica - connettere in modo logico le conoscenze acquisite - identificare i temi più rilevanti delle materie trattate

Concetti fondamentali e principi dell’Anatomia Comparata

Definizione della disciplina, metodo e oggetto di studio. Forma, funzione, evoluzione. Piano strutturale dei Vertebrati. Piani e assi del corpo. La similarità biologica: omologia e analogia. Adattamento. Convergenza. Principi di Sistematica filogenetica. Gruppi monofiletici e parafiletici.

Sistematica, diversità dei Vertebrati e loro storia evolutiva

I Cordati, caratteristiche e filogenesi. I Cranioti e i Vertebrati. “Agnati” e Gnatostomi. Condritti. Osteitti: Attinopterigi e Sarcopterigi. I primi Tetrapodi. Gli anfibi attuali. I rettilomorfi. Gli Amnioti. I cheloni. I Diapsidi: Lepidosauri e Arcosauri e l’origine degli Uccelli. I Sinapsidi e l’origine dei Mammiferi.

I SISTEMI ORGANICI NEI VERTEBRATI

Sistema Tegumentario

Caratteristiche generali e funzioni. La colorazione del tegumento.

Il tegumento dei “Pesci”. Ghiandole e organi luminosi cutanei (fotofori). Le scaglie ossee dermiche (placoidi, cosmoidi, ganoidi, cicloidi e ctenoidi) e loro evoluzione.

Il tegumento dei Tetrapodi. Ghiandole dei tetrapodi non mammiferi. Ghiandole dei Mammiferi: sebacee, sudoripare, merocrine e apocrine, mammarie. Strutture cornee di origine ectodermica: squame e piastre, penne, peli. L’evoluzione delle penne. Altre specializzazioni del tegumento: unghie, artigli e zoccoli; corna e palchi; fanoni.

Sistema Scheletrico

La suddivisione dello scheletro dei cranioti. Scheletro del cranio: componenti endoscheletriche e dermiche e loro derivazione embrionale. Condrocranio, splancnocranio, dermatocranio. Il cranio nel corso della filogenesi dei Vertebrati. Il cranio degli Agnati. Gnatostomi e la comparsa dell’arco mandibolare. Tipi di sospensione dell’arco mandibolare. Il cranio dei Condritti. Il cranio degli Attinopterigi, dai Paleoniscoidei ai Teleostei. Il cranio dei Coanati e dei Tetrapodi primitivi. Il cranio degli Anfibi attuali. Evoluzione delle finestre temporali negli Amnioti. Il cranio dei “Rettili” attuali (Cheloni, Lepidosauri). Il cranio degli Arcosauri e degli Uccelli attuali. I crani cinetici. Il cranio dei Sinapsidi ed evoluzione del cranio dei Mammiferi; evoluzione dell’articolazione della mandibola. Derivati dell’arco ioideo e degli archi branchiali.

Scheletro assile: notocorda e colonna vertebrale. Morfologia ed evoluzione delle vertebre. Coste e sterno. Le pinne impari dei “Pesci” ed evoluzione della pinna caudale. La colonna vertebrale dei vertebrati acquatici e dei vertebrati terrestri. Regionalizzazione della colonna vertebrale.

Scheletro delle appendici: i cinti (pettorale e pelvico) dei vertebrati acquatici e dei vertebrati terrestri. Le pinne pari dei “Pesci”. Gli arti dei Tetrapodi e loro origine. Piano del chiropterigio. Modificazioni dell’arto nei principali adattamenti agli ambienti terrestri, arboreo, aereo, acquatico.

Sistema Nervoso

Generalità e funzioni. Neuroni e cellule di nevroglia. Cenni sullo sviluppo e l’organizzazione del sistema nervoso dei Vertebrati: Sistema Nervoso Cerebro-Spinale e Sistema Nervoso Autonomo. I quattro gruppi funzionali di neuroni. Midollo spinale e nervi spinali. Nervi cranici degli Gnatostomi (Condritti). I branchiomeri e innervazione della muscolatura della testa (Condritti). L’encefalo dei Condritti e sue suddivisioni. Principali tendenze nell’evoluzione dell’encefalo. Meningi e liquido cerebro-spinale.

Organi di Senso

I diversi tipi di recettori. Organi olfattivi. Bottoni gustativi. Meccanocettori. Sistema della linea laterale. Orecchio e sue funzioni: equilibrio statico e percezione del suono. Evoluzione dell’orecchio nei Vertebrati: orecchio interno, medio ed esterno. Elettrocettori. Fotorecettori: l’occhio mediano e gli occhi. Origine, sviluppo e piano strutturale dell’occhio. Adattamenti in vertebrati acquatici e in vertebrati terrestri.

Sistema Digerente

Funzione e organizzazione. Le diverse regioni del canale alimentare. Meccanismi per l’assunzione del cibo nei Vertebrati. La bocca e la cavità orale; il palato; la lingua; le ghiandole salivari. Il faringe. I denti: origine e struttura, i denti nei “Pesci” e nei Tetrapodi non Mammiferi. L’eterodontia e la masticazione nei Mammiferi.

Sistema Respiratorio

Funzioni del sistema respiratorio. Respirazione e ventilazione. Le branchie degli “Agnati”, dei Condritti, degli Actinopterigi. I meccanismi ventilatori nei “Pesci”. Organi respiratori accessori. Evoluzione della vescica gassosa. Forma e funzione della vescica natatoria. Le branchie esterne. Evoluzione dei polmoni e i meccanismi di ventilazione nei Tetrapodi. Respirazione cutanea. I polmoni e la ventilazione negli Uccelli.

Sistema Circolatorio

Funzioni del sistema circolatorio. Componenti del sistema cardiovascolare: sangue, cuore, vasi sanguigni. Circolazione semplice e circolazione doppia. Sistema arterioso: gli archi aortici. Evoluzione degli archi aortici nei “Pesci”, nei Dipnoi, negli Anfibi e negli Amnioti. L’evoluzione del cuore nelle varie classi di vertebrati: il cuore nei “Pesci”, Anfibi, coccodrilli, Mammiferi, Uccelli.

Argomenti delle esercitazioni (opzionali)

Esame macroscopico e dissezione di Vertebrati

Esame di reperti osteologici di Vertebrati

Visita al museo di Anatomia Comparata

La prova consiste in un colloquio orale e/o prova scritta.

L'obiettivo della prova è valutare la conoscenza degli argomenti in programma che devono essere presentati con l'opportuna proprietà di linguaggio.

La prova scritta è costituita in un test a risposta multipla

Stingo et al. Anatomia Comparata 2016

Liem et al. Anatomia Comparata 2004

Kardong et al. Antomia Comparata dei vertebrati 2005

Non prevista

Obiettivi principali L’insegnamento è focalizzato sullo studio dell’embriologia e dei meccanismi che controllano le varie fasi dell’embriogenesi e del differenziamento cellulare e sui processi della gametogenesi e fecondazione. Obiettivo principale del corso è quello di fare acquisire allo studente le conoscenze di base delle varie fasi dell’embriogenesi con una visione comparata fra i vari modelli animali (invertebrati e vertebrati) e dei principali meccanismi che controllano la specificazione cellulare, la maturazione dei gameti e delle modalità della fecondazione. Il corso richiede conoscenze consolidate di biologia cellulare e dei meccanismi base della biologia molecolare. Il corso comprende lezioni frontali e sessioni di laboratorio, dedicate alla osservazione e al riconoscimento di embrioni di vari modelli animali e nella osservazione di sezioni istologiche di embrioni a varie fasi dello sviluppo. Lo studente pertanto deve avere già conoscenze di base del microscopio e delle principali tecniche istologiche. Il corso prevede alla fine 2-3 seminari bio-applicativi che hanno come scopo la trattazione di argomenti come la clonazione, l’uso di cellule staminali adulte e iPS nella terapia medica, la fecondazione assistita
Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione -Conoscenza delle tappe dell’embriogenesi e dei principali eventi che caratterizzano la formazione di cellule specializzate -Conoscenza e comprensione delle varie modalità di sviluppo embrionale con una visione comparata -Conoscenza e comprensione dei meccanismi che controllano la formazione di cellule specializzate -Conoscenza e comprensione della modalità di formazione della linea germinale e dei gameti maturi.
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - saper usare la terminologia appropriata -saper riconoscere le varie fasi dell’embriogenesi -saper riconoscere i vari embrioni e i principali tessuti e organi in sviluppo sia in toto che in sezioni istologiche
C) Autonomia di giudizio -acquisire capacità di giudizio critico, attraverso lo studio in chiave storica del progresso delle conoscenze della Biologia dello sviluppo e delle evoluzione delle varie metodologie utilizzate dalla embriologia sperimentale alla più moderna biologia molecolare - valutazione delle conoscenze apprese attraverso test di autovalutazione e attraverso una prova di esonero
D) Abilità comunicative -saper descrivere quanto appreso attraverso la prova orale utilizzando proprietà di linguaggio scientifico e sapendo integrare, discutere e analizzare in modo critico quanto appreso
E) Capacità di apprendimento - apprendere la terminologia appropriata - connettere ed integrare in modo logico le conoscenze acquisite - identificare i temi più rilevanti e la loro potenziale applicabilità a problematiche attuali.

L’insegnamento riguarda la natura del materiale genetico, il flusso di informazione genetica e i meccanismi che ne controllano il mantenimento, la variabilità e la regolazione dell’espressione. Obiettivo principale del corso è quello di far acquisire allo studente le conoscenze fondamentali sulle macromolecole biologiche (DNA, RNA, Proteine) sulle loro interazioni e sul riconoscimento molecolare, sui processi di trasmissione, conservazione ed espressione del materiale genetico e sulle regolazioni coinvolte. Il corso richiede quindi come prerequisito conoscenze di genetica, chimica generale, chimica biologica, biologia cellulare, nonché conoscenze di base di fisica (termodinamica).
A) Conoscenze acquisite Gli studenti che abbiano superato l’esame saranno in grado di discutere problematiche inerenti la struttura delle macromolecole che portano l’informazione genetica, i meccanismi che permettono il mantenimento della continuità e della qualità dell’informazione e i principali tipi di regolazione dell’espressione genica. Inoltre saranno aggiornati sulle principali tecniche e approcci di biologia molecolare e DNA ricombinante.
B) Competenze acquisite Gli studenti che abbiano superato l’esame saranno in grado di: utilizzare le conoscenze acquisite per intraprendere un percorso professionale nella ricerca di base o applicata in Italia o all’estero; utilizzare le conoscenze di biologia molecolare come strumento di analisi e valutazione critica dell’impatto delle biotecnologie ricombinanti sulla società; individuare e sviluppare temi chiave per costruire percorsi didattici in ambito biologico molecolare; analizzare in modo critico i temi oggi in discussione legati all’impatto genetico e ambientale delle tecnologie di ingegneria genetica e di genome editing, della terapia genica e in generale delle più moderne tecnologie basate sul DNA ricombinante.
C) Autonomia di giudizio (making judgements) Gli studenti saranno in grado di raccogliere ed interpretare i dati scientifici relativi agli esperimenti di base della biologia molecolare;
D) Abilità comunicative (communication skills) Gli studenti saranno in grado comunicare informazioni, idee, e soluzioni sia ad interlocutori specialisti che non.
E) Capacità di apprendimento (learning skills) Gli studenti saranno in grado sviluppare le competenze necessarie per proseguire con gli studi molecolari con un ottimo grado di autonomia

Il corso si aprirà con l’analisi del DNA polimorfico, approfondendo la sua composizione chimica (basi azotate, zuccheri e scheletro fosfodiesterico) e la struttura del DNA B. Saranno inoltre trattate le conformazioni alternative del DNA, la topologia del DNA, i fenomeni di avvolgimento e svolgimento, il numero di legame (linking number) e il ruolo delle topoisomerasi.

Seguirà lo studio del Codice Genetico: decodifica, struttura e funzione.

Si affronteranno poi i meccanismi di replicazione del DNA nei procarioti e negli eucarioti, e i processi di trascrizione, con particolare attenzione alla trascrizione nei batteri (macchinario trascrizionale e segnali di posizionamento della RNA polimerasi) e alla regolazione trascrizionale nei procarioti (attivazione, repressione, struttura e funzione degli operoni).

La seconda parte del corso sarà dedicata alla trascrizione negli eucarioti: macchinario trascrizionale, segnali di posizionamento della RNA polimerasi, fattori di trascrizione e regolazione dell'espressione genica. Verrà analizzata l’interazione DNA-proteina.

Ampio spazio sarà riservato allo studio dell’RNA: caratteristiche chimiche e strutturali, struttura e funzione di tRNA, rRNA, pre-mRNA, mRNA, snRNA e snoRNA, non coding RNA. Saranno analizzati i processi di capping e poliadenilazione dell’mRNA e il loro ruolo regolativo.

Si studierà inoltre la struttura della cromatina negli eucarioti, dai nucleosomi ai livelli superiori di organizzazione, includendo le modificazioni istoniche e i loro effetti regolativi, e il rimodellamento della cromatina a livello dei promotori.

La sezione successiva sarà dedicata allo splicing dell’RNA, con approfondimenti su:

• ruolo degli snRNA;
• interazioni RNA/RNA e modificazioni strutturali nello spliceosoma attivo;
• interazioni proteina/proteina (con attenzione alle proteine SR);
• splicing alternativo e auto-splicing;
• trasporto dell’mRNA;
• ribozimi;
• sintesi e funzione regolativa dei miRNA.

La biosintesi proteica sarà trattata a partire dai principi generali: struttura e funzione del ribosoma, confronto tra i sistemi procariotici ed eucariotici, meccanismi di inizio, allungamento e terminazione della traduzione.

Il corso si concluderà con l’introduzione alle principali tecniche di Biologia Molecolare:

• purificazione e quantificazione degli acidi nucleici;
• PCR e RT-PCR;
• Southern e Northern blot;
• tecniche di clonaggio di base;
• utilizzo dei geni reporter;
• metodi per l’analisi della localizzazione delle proteine nel genoma.
• Tecniche di genome editing

test scritto e orale

Biologia Molecolare del gene VIII edizione, Watson et al. Zanichelli

Obiettivi generali
Al termine del corso e al superamento dell’esame, lo studente avrà acquisito le conoscenze e competenze nelle aree sotto riportate. In generale sarà in grado di: descrivere la struttura e la funzione delle principali classi di macromolecole biologiche; spiegare le principali vie metaboliche in termini di reazioni chimiche, riconoscendo e riproducendo le strutture dei metaboliti; spiegare i principi e le applicazioni delle più comuni metodologie biochimiche. Sulla base delle conoscenze acquisite, lo studente avrà la capacità di interpretare e spiegare i fenomeni biologici in chiave biochimica, descrivendone le basi molecolari in termini di strutture e reazioni chimiche. Le capacità critiche e di giudizio degli studenti saranno sviluppate grazie a esercitazioni in classe, in cui saranno proiettati video e svolti esercizi numerici, ed esperienze pratiche di laboratorio, in cui essi applicheranno i concetti studiati a lezione, eseguendo e interpretando esperimenti che in futuro saranno in grado di riprodurre autonomamente. Anche le capacità di comunicazione saranno esercitate durante le lezioni teoriche, che prevedono momenti di discussione aperta. In futuro lo studente potrà contare sulle conoscenze e competenze appena descritte per la comprensione di altre discipline e per il lavoro in laboratori di analisi e di ricerca.
Obiettivi specifici. a) conoscenza e capacità di comprensione: Conoscenza e comprensione del rapporto tra struttura e funzione delle principali classi di macromolecole e molecole biologiche; comprensione della logica chimica del metabolismo; conoscenza delle principali vie metaboliche e delle reazioni che le costituiscono; comprensione dei principi e fenomeni alla base delle principali metodologie biochimiche;
b) capacità di applicare conoscenza e comprensione: capacità di interpretare e spiegare i fenomeni biologici in chiave biochimica; capacità di applicare a problemi sperimentali specifici le tecniche appropriate;
c) autonomia di giudizio: saper risolvere autonomamente problemi biochimici anche numerici; saper individuare i fenomeni biologici e biomedici che possono essere spiegati in chiave biochimica; saper selezionare e valutare le tecniche più appropriate a risolvere un determinato problema sperimentale;
d) abilità comunicative: saper illustrare e spiegare i fenomeni biochimici con termini appropriati e con rigore logico; saper riprodurre le principali strutture di metaboliti e biomolecole in generale; saper descrivere il funzionamento delle principali tecniche biochimiche;
e) capacità di apprendimento: acquisizione dei fondamenti e degli strumenti cognitivi per proseguire autonomamente nell’approfondimento della biochimica; acquisizione delle conoscenze di base per progredire autonomamente in altre discipline biologiche; capacità di apprendere rapidamente e applicare le tecniche biochimiche in contesti lavorativi di laboratorio;

acqua, lipidi, carboidrati, amminoacidi, legame peptidico, struttura delle proteine, metodologie di espressione e purificazione delle proteine, spettroscopia di assorbimento, tecniche elettroforetiche, tecniche cromatografiche, tecniche di determinazione struttura tridimensionale, emoglobina e mioglobina, effetto cooperativo, effettori allosterici, enzimi, catalisi enzimatica, cinetica enzimatica. Metabolismo; glicolisi, gluconeogenesi, via dei pentoso fosfati, ossidazione e sintesi degli acidi grassi, metabolismo degli amminoacidi, ciclo dell'urea, ciclo di krebs, fosforilazione ossidativa, sintesi e degradazione del glicogeno.

• Lezione introduttiva

Acqua/ legami

Struttura delle proteine

Struttura delle proteine

Folding

Lipidi

Membrane:

struttura/trasporto

Zuccheri/DNA

1.Tecniche

2.Tecniche

3.Tecniche

4. Tecniche

5.Tecniche

6. Emoglobina

7.Emoglobina/Introduzine enzimi

8.Enzimi

9. Enzimi

10.Metabolismo

11.Metabolismo

12.Metabolismo

13.Metabolismo

14.Metabolismo

15.Metabolismo

16.Metabolismo

17.Metabolismo

18.Metabolismo

19.Metabolismo

Degr. Glicogeno Sintesi

Glicogeno

Fosforilazione ossidativa

Trasduzione del segnale

Insufficiente: Non riesce a focalizzare l’argomento richiesto. Se lo identifica, non sa descriverlo neanche per gli aspetti più elementari. Non risponde alle sollecitazioni o ai suggerimenti del docente

18-20: Risponde in modo generico. Esprimere i concetti essenziali con difficoltà. Diverse lacune su concetti fondamentali, molte su concetti non essenziali. Usa un linguaggio approssimativo. Non usa alcuno schema scritto. Riesce a descrivere una via metabolica solo nelle sue linee generali (A cosa serve, qual è il precursore, qual è il prodotto). Descrive solo gli elementi minimi essenziali. Non sa descrivere le singole reazioni. Non

conosce la regolazione. Non riesce a contestualizzare la via metabolica (quali rapporti con gli altri metabolismi, dove avviene, etc.). Non usa o usa con molta difficoltà i concetti della chimica.

21:23: Sa descrivere l’argomento proposto in modo sufficientemente preciso e corretto. Più di due lacune su concetti essenziali, diverse lacune su concetti non essenziali. Linguaggio accettabile con molte imprecisioni. Fa un uso molto limitato e impreciso di schemi. Riesce a descrivere una via metabolica con sufficiente precisione (conosce diverse reazioni intermedie ma non tutte). Conosce gli aspetti regolativi e termodinamici anche se non con precisione (per esempio: sa quali sono alcuni degli gli effettori ma non i bersagli o viceversa; non sa come vengono regolate le concentrazioni intracellulari degli effettori, etc.) Non sa o sa scrivere con molta approssimazione la struttura di alcune delle principali molecole.

24-26: Sa descrivere l’argomento proposto in modo discretamente preciso e corretto. Non più di due lacune su concetti essenziali, qualche lacuna su concetti non essenziali. Linguaggio accettabile con alcune imprecisioni. Fa un uso sufficiente di schemi. Riesce a descrivere una via metabolica con buona precisione (conosce molte delle reazioni intermedie anche se non tutte). Conosce gli aspetti regolativi e termodinamici con sufficiente precisione (per esempio: sa quali sono gli effettori e i bersagli ma non sa come vengono regolate le concentrazioni intracellulari degli effettori, etc.) Sa scrivere con sufficiente approssimazione la struttura di alcune delle principali molecole coinvolte.

27-29: Sa descrivere l’argomento proposto in modo molto preciso e corretto. Qualche lacuna su concetti non essenziali. Linguaggio abbastanza preciso e rigoroso. Sa collegare argomenti diversi con buona logica. Si aiuta spesso con grafici e schemi. Descrive con precisione e sintesi la via metabolica oggetto del colloquio. Sa identificare i passaggi chiave. Conosce gli aspetti termodinamici e regolativi. Sa descrivere un meccanismo di reazione in modo corretto almeno nei punti chiave Riesce a rapportare la via metabolica al contesto generale. Sa scrivere con buona precisione le strutture della maggior parte delle principali molecole coinvolte (qualche errore nelle parti non essenziali, per esempio, dei cofattori). Ha acquisito una visione generale e organica dell’argomento.

30 e più: Sa descrivere l’argomento proposto in modo preciso e corretto. Massimo una lacuna su concetti marginali. Usa concetti quantitativi con rigore e precisione. Ha approfondito l’argomento e mostra una comprensione strutturata. Sa fare collegamenti. Usa grafici e schemi con disinvoltura e precisione. Usa un linguaggio molto preciso. Risponde con sicurezza e disinvoltura. Nessuna difficoltà nello scrivere le strutture delle principali molecole e i meccanismi di reazione Padroneggia i concetti fondamentali di chimica e chimica organica. Non ha bisogno di sollecitazioni. Sa autocorreggersi.

VOET Donald , VOET Judith G , PRATT Charlotte

PRINCIPI DI BIOCHIMICA (Zanichelli)

NELSON David L , COX Michael M

I PRINCIPI DI BIOCHIMICA DI LEHNINGER (Zanichelli)

Mathews, Van Holde, Ahern

BIOCHIMICA (Casa Editrice Ambrosiana)

Obiettivi principali Conoscere nomenclatura, struttura, proprietà fisiche e chimiche, metodi di sintesi e reattività delle principali classi di composti organici. Questa conoscenza dovrebbe consentire allo studente di programmare le reazioni chimiche necessarie per lo svolgimento del proprio futuro lavoro e di pervenire ad una comprensione approfondita delle reazioni chimiche che incontrerà nel settore biochimico e nello studio della biogenesi dei metaboliti secondari.
Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione -Conoscenza della nomenclatura, struttura, proprietà fisiche e chimiche delle molecole organiche -Conoscenza della stereochimica e comprensione delle conseguenze correlate alla chiralità molecolare in chimica organica e biologica -Conoscenza e comprensione della reattività dei diversi gruppi funzionali
C) Autonomia di giudizio -acquisire capacità di giudizio critico, attraverso lo svolgimento di specifici esercizi, sulla comprensione delle nozioni studiate - imparare a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese
D) Abilità comunicative -saper comunicare quanto appreso nel corso dell’esame orale
E) Capacità di apprendimento - apprendere la terminologia specifica - connettere in modo logico le conoscenze acquisite - identificare i temi più rilevanti delle materie trattate.

Programma dettagliato del Corso di Chimica Organica (9 CFU) (canale II, Li-Z), a.a. 2024-2025

Introduzione alla Chimica Organica: struttura elettronica degli atomi; modello di legame di Lewis;

elettronegatività; momento dipolare di legami e molecole. Legame covalente secondo il modello del legame

di valenza: ibridazione degli orbitali atomici. Carica formale. Risonanza. Interazioni intermolecolari

(interazioni dipolo-dipolo, legame idrogeno, forze di van der Waals); polarizzabilità; solubilità e proprietà

fisiche dei composti organici. Proprietà̀acido-base: acidità̀e basicità̀secondo Brønsted-Lowry (Ka e pKa) e

secondo Lewis.

Alcani. Isomeri di struttura. Modelli molecolari. Formule prospettiche e proiettive. Gruppi alchilici.

Nomenclatura. Proprietà fisiche. Conformazione di alcani (rappresentazioni di Newman e a cavalletto).

Cicloalcani. Nomenclatura. Proprietà fisiche. Isomeria cis-trans. Tensione d’anello. Conformazione di

cicloalcani e cicloalcani sostituiti.

Chiralità. Molecole chirali e achirali. Centro chirale. Notazioni R/S.

Proiezioni di Fischer. Enantiomeri. Molecole con più centri chirali: diastereoisomeri e composti meso.

Proprietà degli stereoisomeri. Attività ottica (rotazione osservata e rotazione specifica).

Reazioni organiche. Reazione di sostituzione, eliminazione addizione, centro elettrofilo, centro nucleofilo.

Cinetica Chimica: diagrammi di energia, energia di attivazione, stato di transizione, meccanismi a singolo

stadio, meccanismi a più stadi, intermedi, equazioni cinetiche (cenni). Scissione omolitica ed eterolitica.

Reattività di alcani e cicloalcani. Combustione. Alogenazione. Radicali. Stabilità dei radicali. Reattività/regio

selettività.

Alcheni. Struttura e nomenclatura. Isomeria geometrica (cis/trans e E/Z). Reazioni degli alcheni. Addizioni

elettrofile al doppio legame: addizione di acidi alogenidrici. Regola di Markonikov. Stabilità dei carbocationi

e trasposizioni. Idratazione di alcheni acido catalizzata. Addizione acido-catalizzata di alcol ad alcheni;

addizione di cloro e bromo ad alcheni: ione alonio. Regioselettività e stereoselettività nelle addizioni ad

alcheni. Stabilità degli alcheni. Addizioni radicaliche (HX). Stabilità dei radicali. Reattività/regio selettività.

Alchini. Struttura e nomenclatura. Reattività di alchini. Addizione di H2, X2, HX e idratazione. Acidità di alchini.

Alchilazione di anioni acetiluro.

Alogenuri alchilici. Struttura e nomenclatura. Preparazione: alogenazione degli alcani, addizione di X2 e HX

agli alcheni, bromurazione allilica, formazione da alcoli. Sostituzione nucleofila alifatica. Meccanismi SN2 ed

SN1: stereochimica ed evidenze cinetiche. Fattori che influenzano la velocità dei processi SN2 ed SN1: struttura

del nucleofilo, di RX, del gruppo uscente ed effetto del solvente. Esempi di processi SN2 ed SN1. Reazioni di

beta-eliminazione. Regola di Zaitzev, meccanismo E2 ed E1. Confronto E2 ed E1. Stereochimica delle E2.

Alcoli. Struttura, nomenclatura e proprietà fisiche. Reazioni acido-base. Preparazione degli alcoli da alcheni

e da alogenuri alchilici. Reazioni degli alcoli: conversione in alogenuri alchilici e in tosilati. Reazioni degli alcoli:

disidratazione acido-catalizzata.

Eteri. Struttura, nomenclatura e proprietà fisiche. Preparazione degli eteri: sintesi di Williamson. Reazioni

degli eteri: scissione con acidi.

Epossidi Struttura, nomenclatura e loro reattività in processi acido- o base- catalizzati.

Ossidazioni e riduzioni: Ossidazioni e riduzioni in chimica organica. Principali agenti ossidanti e riducenti.

Ossidazione degli alcheni: formazione di glicol, epossidazione, ozonolisi. Riduzione di alcheni. Ossidazione di

alcoli primari e secondari.

Benzene e derivati. Nomenclatura. Energia di risonanza e aromaticità. Benzeni mono- e polisostituiti.

Composti aromatici policiclici ed eterociclici. Sostituzione elettrofila aromatica: alogenazione, nitrazione,

solfonazione, alchilazione e acilazione di Friedel-Crafts. Effetto dei sostituenti (attivazione/disattivazione ed

orientamento nella sostituzione elettrofila aromatica di benzeni sostituiti).

Chetoni e aldeidi. Nomenclatura. Caratteristiche strutturali del gruppo carbonilico. Preparazione di aldeidi e

chetoni. Addizione nucleofila al carbonio carbonilico: addizione di HCN, di alcoli, di ammine, di reattivi di

Grignard. Ossidazione e riduzione di aldeidi e chetoni.

Acidi carbossilici. Struttura e nomenclatura. Proprietà fisiche. Acidità ed effetto dei sostituenti. Preparazione

di acidi carbossilici. Riduzione di acidi carbossilici

Nitrili. Nomenclatura. Idrolisi dei nitrili.

Derivati degli acidi carbossilici. Struttura e nomenclatura. Conversione degli acidi carbossilici in cloruri acilici,

anidridi, esteri, ammidi e alcoli. Sostituzione nucleofila acilica. Reazioni di alogenuri acilici, anidridi, esteri e

ammidi.

Anioni enolato. Tautomeria cheto-enolica. Racemizzazione in alfa al carbonile. Alogenazione in posizione

alfa. Acidità degli idrogeni in alfa ad un carbonile. Formazione di enolati. Alchilazione di enolati.

Sintesi malonica e sintesi acetacetica. Condensazione aldolica: aldoliche simmetriche, incrociate e

intramolecolari.

Ammine. Classificazione delle ammine. Nomenclatura. Basicità delle ammine. Relazione struttura-basicità

nelle ammine alifatiche, aromatiche ed eterocicliche aromatiche. Preparazione delle ammine. Reazioni delle

ammine. Piridina, pirrolo, imidazolo.

Carboidrati. Classificazione. D- ed L-monosaccaridi: proiezioni di Fischer. Struttura ciclica emiacetalica:

formule di Haworth e conformazioni a sedia. Epimeri e anomeri. Mutarotazione. D-Glucosio, D-fruttosio, Dribosio, D-mannosio, D-galattosio. Reazioni dei monosaccaridi: formazione di glicosidi, riduzione ed

ossidazione. Disaccaridi: maltosio, cellobiosio, lattosio, saccarosio. Polisaccaridi: amido, glicogeno e cellulosa.

Amminoacidi. Classificazione. a-amminoacidi naturali. Proprietà acido-base. Punto isoelettrico. Sintesi di

amminoacidi. Polipeptidi e proteine: struttura primaria, secondaria (a-elica e struttura b a foglietto

ripiegato), terziaria e quaternaria. Sintesi chimica di polipeptidi: gruppi protettori e attivanti. Cenni sulla

sintesi in fase solida.

Lipidi. Classificazione. Trigliceridi: acidi grassi saturi e insaturi. Oli e grassi. Saponi e detergenti. Struttura di

fosfolipidi, prostaglandine, terpeni e steroidi.

Acidi nucleici. Basi azotate puriniche e pirimidiniche, nucleosidi, nucleotidi, DNA, RNA (cenni).

L’esame prevede una prova scritta seguita da una prova orale.

La prova scritta consiste di due parti: 1) una parte costituita da 10 domande teoriche e pratiche

sugli argomenti trattati a lezione. Alcune saranno a scelta multipla, altre richiederanno una breve

risposta scritta; 2) due problemi a risposta aperta (durata totale dell’esame 90 minuti).

La prova orale, della durata di circa 30 minuti, consiste di 3 domande su tutto il programma.

Si può accedere all’esame orale se la votazione dello scritto è uguale o superiore a 17/30.

Per accedere alla prova scritta gli studenti dovranno registrarsi sulla pagina e-learning del corso e

su INFOSTUD. Per accedere all’orale, gli studenti dovranno registrarsi su e-learning.

J. McMurry

CHIMICA ORGANICA

Piccin, IX edizione (2017)

W. H. Brown, B. L. Iverson, E. V. Anslyn, C. S. Foote

CHIMICA ORGANICA

EdiSES, V edizione (2015)

(e-book compreso nel prezzo della copia cartacea; disponibilità: 18 mesi dalla

attivazione)

K. P. C. Vollhardt, N. Schore

CHIMICA ORGANICA

Zanichelli, quarta Edizione (2021)

P. Y. Bruice

CHIMICA ORGANICA

EdiSES, III edizione (2017)

(e-book compreso nel prezzo della copia cartacea; disponibilità: 18 mesi dalla

attivazione)

Per gli esercizi:

T. W. Graham Solomons, C. B. Fryhle, R. G. Johnson

LA CHIMICA ORGANICA ATTRAVERSO GLI ESERCIZI

Zanichelli II edizione (2010)

M. V. D’Auria, O. Taglialatela Scafati,

GUIDA RAGIONATA ALLO SVOLGIMENTO DI ESERCIZI DI CHIMICA ORGANICA

Editore Loghia, quinta edizione, 1 gennaio 2020

F. Nicotra L. Cipolla,

ESERCIZIARIO DI CHIMICA ORGANICA

Edises (2013)

N. E: Schore, K. P. C. Vollhardt

ESERCIZI RISOLTI DI CHIMICA ORGANICA

Zanichelli prima edizione italiana (2016)

Obiettivi generali
L’obiettivo principale è preparare gli studenti alla conoscenza della struttura e del funzionamento degli ecosistemi, naturali e antropizzati, delle interazioni tra le specie e tra queste e l’ambiente fisico-chimico. Lo studente sarà in grado di comprendere: (1) il ruolo dei fattori ambientali nelle variazioni numeriche delle popolazioni e (2) l’importanza delle interazioni nei processi di sviluppo degli ecosistemi (successioni ecologiche) e nelle variazioni dei flussi di energia allocata all’accrescimento e al mantenimento della componente biologica. Saprà comprendere il ruolo dell’uomo nelle accelerazioni delle modificazioni ambientali. Lo studente sarà guidato attraverso esempi di casi di studio reali che saranno oggetti di discussione in aula per concorrere allo sviluppo delle competenze nell’ecologia di base.
Obiettivi specifici
Conoscenza e comprensione: Lo studente conoscerà teorie, meccanismi e modelli dei processi ecologici alle diverse scale di organizzazione biologica, dalle popolazioni agli ecosistemi. Comprenderà il ruolo dei fattori ambientali nelle variazioni numeriche delle popolazioni e l’importanza delle interazioni tra le specie nei processi di sviluppo degli ecosistemi. Comprenderà il significato di sostenibilità delle dinamiche di popolazioni naturali inclusa quella umana.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Alla fine del corso lo studente avrà padronanza delle teorie dell'ecologia e delle esperienze che hanno portato alla loro formulazione. Lo studente saprà definire, circoscrivendoli, i diversi aspetti di uno stesso problema ecologico. Sarà in grado di applicare modelli grafici alle interazioni tra le specie e alle successioni ecologiche.
Autonomia di giudizio: Lo studente saprà interpretare e confrontare i dati di letteratura. Saprà porsi domande per l’elaborazione e l’approfondimento delle conoscenze apprese. Questi obiettivi saranno raggiunti tramite una forte interattività docente/studente e tra studenti sugli argomenti trattati.
Abilità comunicative: Lo studente durante le lezioni sarà stimolato ad interagire con il docente e a comunicare quanto appreso tramite la discussione in classe di argomenti fondamentali dell’ecologia. Le sue capacità comunicative saranno valutate durante l’esame orale.
Capacità di apprendimento: Lo studente conoscerà i principi dell’ecologia di base e i più importanti contributi alle teorie ecologiche di altre discipline della biologia, fisica, chimica e matematica, utilizzando una chiave di lettura evoluzionistica e apprendendo la terminologia specifica. Questo consentirà allo studente nel prosieguo della sua carriera di non limitarsi all’osservazione e descrizione dei fenomeni naturali come eventi a se stanti ma di connettere in modo logico le conoscenze acquisite identificando i meccanismi sottesi e le relazione di causa/effetto.

Obiettivi formativi (risultati di apprendimento attesi)
-Obiettivi generali Lo studente al termine del corso avrà acquisito una conoscenza descrittiva dei piani organizzativi, della biologia adattativa ed evoluzionistica dei principali Phyla animali. Sarà altresì in grado di identificare a livello di Classe i principali gruppi zoologici.

• Obiettivi specifici:
  Conoscenza e comprensione: Lo studente acquisirà le conoscenze morfo-funzionali dei piani organizzativi dei phyla animali, indispensabili all’interpretazione degli adattamenti e della storia evolutiva dei Metazoi.
  Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente acquisirà le capacità diagnostiche per l’identificazione dei gruppi animali e gli strumenti critici per la selezione degli appropriati modelli animali per la biologia sperimentale.
  Capacità critiche e di giudizio: Lo studente nel corso dei laboratori didattici svilupperà capacità critiche e di giudizio confrontandosi con preparati museali e campioni in vivo dei principali phyla animali, attraverso l’osservazione macroscopica e microscopica di morfologie e comportamenti ed il disegno di parti anatomiche.
  Capacità di comunicare quanto si è appreso: Gli studenti, soprattutto durante i laboratori didattici, sono stimolati ad interagire vicendevolmente e con i docenti nella realizzazione delle attività pratiche (osservazione, identificazione, analisi e commento critico dei preparati).
  Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo nel corso della vita: Lo studente acquisirà il linguaggio proprio della Zoologia, in termini sia di nomenclatura tassonomica, sia di nomenclatura descrittiva di morfologie e processi funzionali ed evolutivi degli animali. Queste capacità renderanno lo studente in grado di affrontare i futuri studi biologici, incluse le attività sperimentali, laddove gli animali saranno il modello di studio.

Modulo generale – 8 h

Generalità su: simmetrie, apparati organici (tegumentale, di sostegno e mobilità, respiratorio e circolatorio, digerente, escretorio, riproduttivo, sensoriale). Cenni su cicli di sviluppo, ecologia, dispersione, comportamento, distribuzione, tassonomia.

Modulo Sistematica - 56 h (include esercitazioni pratiche)

Piani organizzativi dei principali phyla dei Metazoi e dei Protozoi e cenni di fisiologia adattativa riferiti ai vari gruppi animali trattati: respirazione, osmoregolazione, escrezione, riproduzione, locomozione, alimentazione, sensibilità, termoregolazione, stadi di resistenza. Ritmi biologici, migrazioni, orientamento.

1. Protozoi. (Flagellati, Ciliati, Sporozoi, Sarcodini)

2. Spugne (Calcispongie, Demospongie, Silicospongie).

3. Cnidari: Idrozoi (Idroidi, Sifonofori), Scifozoi, Antozoi (Esacoralli e Ottocoralli). Ctenofori.

4. Platelminti (Turbellari, Trematodi Cestodi). Nematodi. Rotiferi.

5. Molluschi (Caudofoveati e Solenogastri, Poliplacofori, Monoplacofori, Gasteropodi, Cefalopodi, Bivalvi,Scafopodi)

6. Anellidi (Policheti, Oligocheti, Irudinei). Echiuridi. “Lofoforati”(Briozoi, Brachiopodi, Foronidei).

7. Onicofori. Artropodi Chelicerati Merostomi, Aracnidi (Ragni, Scorpioni, Acari), Picnogonidi. Miriapodi (Diplopodi, Chilopodi).

8. Artropodi Crostacei (Remipedia, Malacostraci (Decapodi, Stomatopodi, Peracaridi), Branchiopodi (Anostraci, Notostraci, Cladoceri), Copepodi, Cirripedi, Ostracodi).

9. Artropodi: Collemboli; Insetti Ametaboli (Tisanuri); Insetti Eterometaboli (Odonati, Efemerotteri, Fasmoidei, Ortotteri, Isotteri, Eterotteri e Omotteri); Insetti Olometaboli (Coleotteri, Ditteri, Lepidotteri, Tricotteri, Imenotteri).

10. Echinodermi (Echinoidei, Oloturoidei, Asteroidei, Ofiuroidei, Crinoidei).

11. Cordati Urocordati (Larvacei, Ascidiacei, Taliacei), Cefalocordati, Vertebrati (Ciclostomi, Condroitti, Osteiti, Anfibi, Rettili, Uccelli, Mammiferi)

Modulo ecologico-evoluzionistico – 12 h

Cenni di ecologia: comunità biotica ed ecosistema, habitat, biotopo, catene alimentari. Principali biocenosi marine, di acque dolci e terrestri.

Processi riproduttivi: riproduzione sessuale, significato adattativo ed aspetti evolutivi; caratteri sessuali primari e secondari; determinazione del sesso; accoppiamento, fecondazione esterna ed interna; gonocorismo ed ermafroditismo. Metagenesi; partenogenesi ed eterogonia; neotenia e pedogenesi. Sviluppo embrionale e post-embrionale, metamorfosi. Moltiplicazione agamica. Variabilità, origine e aspetti adattativi ed evolutivi.

Rapporti intraspecifici: colonie e società; stimoli e segnali, comunicazione, corteggiamento, cure parentali. Territorialismo.

Rapporti interspecifici: predazione, competizione, simbiosi e parassitismo, addomesticamento (razze artificiali). Coevoluzione. Colorazioni adattative: criptismo, aposematismo e mimetismi.

Cenni di fisiologia adattativa riferiti ai vari gruppi animali trattati: respirazione, osmoregolazione, escrezione, riproduzione, locomozione, alimentazione, sensibilità, termoregolazione, stadi di resistenza. Ritmi biologici, migrazioni, orientamento.

Struttura e dinamica delle popolazioni animali. Flusso genico e meccanismi di dispersione. Variazione geografica, razze.

La specie: concetto e definizione di specie biologica. Specie tipologica, nominale, adimensionale, multidimensionale.

L’evoluzione biologica ed origine della diversità animale. La teoria sintetica dell’evoluzione. Microevoluzione, speciazione, macroevoluzione. Anagenesi e cladogenesi. Speciazione geografica e simpatrica. Meccanismi di isolamento riproduttivo. Selezione naturale, deriva genetica, effetto del fondatore e colli di bottiglia. Nicchia ecologica, radiazione adattativa. Evoluzione convergente, parallela e divergente. Meccanismi di isolamento riproduttivo.

Principi di biogeografia. Areali e loro dinamica. Relitti (adattativi e conservativi), endemismi. Faune insulari,

Principi e metodi della sistematica biologica: omologia e analogia, apomorfia e plesiomorfia, ricostruzione dei rapporti filogenetici, taxon e categoria. Sistematica, classificazione, tassonomia, uso dei caratteri. Cenni di nomenclatura zoologica. Cenni di storia del pensiero evoluzionistico.

• Introduzione al corso. I regni dei viventi. I caratteri degli animali. Panoramica funzioni animali. Alimentazione. Circolazione
• Testi di riferimento: Argano v. 1: 3.Casiraghi: 6, 7.Hickman: 7, 6.Diapositive docente
• Respirazione. Escrezione. Osmoregolazione. Recettori sensoriali. Riproduzione.
• Testi di riferimento: Argano v. 1: 3 Casiraghi: 7, 8, 10, 11 Hickman: 2, 5, 6, 8. Diapositive docente Argano v. 1: 3
• Introduzione alla gerarchia Linneana. Protozoi. Origine Metazoi. Poriferi
• Testi di riferimento: Argano v. 2 : 2, 3, 5. Casiraghi: 2, 12, 13. Hickman: 16, 17, 18. Diapositive docente
• Introduzione agli Eumetazoi. Sviluppo animale. Cnidari. Introduzione alle esercitazioni
• Testi di riferimento: Argano v. 1: 4; Argano v. 2: 6. Casiraghi: 4, 14. Hickman: 3, 19. Diapositive docente
• Ctenofori. Origine bilateri. Platelminti.
• Testi di riferimento: Argano v. 2: 7, 8. Casiraghi: 14, 15. Hickman: 19, 20. Diapositive docente
• Origine celomati. Anellidi. Molluschi parte 1.
• Testi di riferimento: Argano v. 2: 14, 15. Casiraghi: 18, 19. Hickman: 23, 22. Diapositive docente
• Molluschi parte 2; Lofoforati parte 1. Cenni di ecologia animale (autoecologia)
• Testi di riferimento: Argano v. 1: 2; Argano v. 2: 15, 12. Casiraghi: 19, 25. Hickman: 22, 21, 14, 5. Diapositive docente
• Lofoforati 2. Rotiferi. Nematodi. Bauplan Artropodi. Chelicerati.
• Testi di riferimento: Argano v. 2: 12, 11, 17, 20 Casiraghi: 25, 17, 16, 20, 22. Hickman: 21, 20, 24, 25. Diapositive docente
• Crostacei
• Testi di riferimento: Argano v. 2: 20. Casiraghi: 23. Hickman: 26. Diapositive docente
• Insetti
• Testi di riferimento: Argano v. 2: 20. Casiraghi: 24. Hickman: 27. Diapositive docente
• Miriapodi. Onicofori. Tardigradi. Microevoluzione. Concetto di specie. Meccanismi d’isolamento riproduttivo. Speciazione.
• Testi di riferimento: Argano v. 1: 5; Argano v. 2: 20, 19. Casiraghi: 22, 21, 2. Hickman: 25, 24. Diapositive docente
• Echinodermi. Urocordati. Cefalocordati
• Testi di riferimento: Argano v. 2: 21, 23. Casiraghi: 26, 27 Hickman: 28, 29. Diapositive docente
• Vertebrati: cenni su Pesci, Anfibi, Rettili, Uccelli, Mammiferi. Zoogeografia (Macroevoluzione). Metodi della sistematica biologica.
• Testi di riferimento: Argano v. 1: 6, 8; Argano v. 2: 24. Casiraghi:28, 29, 30, 31, 32, 3. Hickman: 29, 30, 31, 32, 33, 34. Diapositive docente

L'esame prevede una singola prova orale.

Per superare l'esame occorre conseguire un voto non inferiore a 18/30. Lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente dei piani organizzativi, della biologia adattativa ed evoluzionistica dei principali Phyla animali e di essere in grado di identificare a livello di Classe i preparati zoologici d’esame.

Per conseguire punteggi superiori, fino a 30/30 e lode, lo studente deve invece dimostrare di aver acquisito una conoscenza approfondita (fino ad eccellente) degli argomenti trattati durante il corso, essendo in grado di raccordarli in modo logico e coerente, e di essere in grado di corredare con una diagnosi differenziale l’identificazione tassonomica dei preparati d’esame.

Per un immediato aggiornamento dei testi o del materiale didattico distribuito dal docente si consiglia la consultazione della pagina web del corso, sul sito del Dipartimento di Biologia e Biotecnologie "Charles Darwin" sezione didattica http://bbcd.bio.uniroma1.it/bbcd/didattica/offerta-formativa

Testi consigliati

Argano R., Boero F., Bologna M.A., Dallai R., Lanzavecchia G., Luporini P., Melone G., Sbordoni V., Scalera Liaci L., 2007.

Zoologia - Evoluzione e adattamento

Zoologia - Diversità animale

Monduzzi Editore

Cleveland P. Hickman, Susan L. Keen, David J. Eisenhour, Allan Larson, Helen Lanson, Vincenzo Arizza, Olimpia Coppellotti, Laura Guidolin, 2020. Zoologia; 18a Edizione. McGraw-Hill

Casiraghi M., De Eguileor M., Cerrano C., Puce S., 2018. Zoologia; 1a Edizione. UTET Università

Iconografia per le esercitazioni

Sabelli B., 2009. Atlante di diversità e morfologia degli invertebrati. Piccin

Altri testi disponibili

Zoologia generale e sistematica

Wehner R., Gehring W., 1994. Zoologia. Zanichelli

Dorit R.L., Walker W.F. Jr, Barnes R.D., 1997. Zoologia. Zanichelli

Mitchell L.G., Mutchmor J.A., Dolphin W.D., 1991. Zoologia. Zanichelli

Baccetti B. et al., 1993. Trattato italiano di zoologia. Zanichelli

Barnes R.S.K., Calow P., Olive P., 1990. Invertebrati. Una nuova sintesi. Zanichelli

Zoologia degli invertebrati e dei vertebrati

Westheide W., Rieger R., 2011. Zoologia sistematica, Filogenesi e diversità degli animali. Zanichelli

Pearse V., Pearse J., Buchsbaum M., Buchsbaum R., 1993. Invertebrati viventi. Zanichelli

Brusca R.C., Brusca G.J., 1996. Invertebrati. Zanichelli.

Ruppert E.E., Fox R.S., Barnes R.D., 2006. Zoologia degli Invertebrati. Piccin

Pough H., Janis C., Heiser J., 2001. Zoologia dei vertebrati, 2a edizione. Casa Editrice Ambrosiana, Zanichelli.

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Obiettivi principali Scopo generale del corso è l’apprendimento dei principi e delle finalità della biochimica di laboratorio. Sono descritte le tecniche analitiche di più frequente applicazione nei laboratori di analisi biochimiche. Obiettivi principali sono l’apprendimento dei principi e finalità della biochimica di laboratorio, lo sviluppo delle capacità di interpretazione critica dei risultati dei test di laboratorio e la valutazione critica dei vari procedimenti analitici. Il programma prevede la presentazione di alcune tra le principali metodiche di indagine di laboratorio e la loro applicazione nella diagnostica di patologie. Il corso richiede conoscenze di base di chimica e biochimica acquisite negli insegnamenti dei primi anni della laurea triennale di Scienze Biologiche. Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione - Conoscenza dei principi delle tecniche generali di biochimica: centrifugazione, cromatografia, elettroforesi, spettroscopia - Apprendimento di tecniche immunologiche in uso nel laboratorio di biochimica clinica - Determinazioni di attività enzimatiche - Diagnosi di alcune patologie B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - Saper usare la terminologia specifica - Saper identificare le giuste procedure per risolvere alcuni quesiti di Biochimica Clinica C) Autonomia di giudizio - Acquisire capacità di giudizio critico, attraverso lo studio anche in chiave storica del progresso delle conoscenze in Biochimica Clinica - Imparare a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese D) Abilità comunicative - Saper comunicare quanto appreso nel corso dell’esame orale E) Capacità di apprendimento - Apprendere la terminologia specifica - Connettere in modo logico le conoscenze acquisite - Identificare i temi più rilevanti delle materie trattate.

• Caratteristiche tecniche dei test di laboratorio biochimico-clinico. Principi di interpretazione dei test di laboratorio. Caratteristiche di affidabilità delle analisi biochimico-cliniche.
• Prelievo e frazionamento dei materiali biologici. Tecniche centrifugative. Tecniche cromatografiche.
• Tecniche elettroforetiche. Elettroforesi mono e bidimensionale. Focalizzazione per punto isoelettrico. Quadri elettroforetici di liquidi biologici e loro utilizzazione diagnostica (sieroproteine totali, emoglobine, proteine urinarie).
• Tecniche Spettroscopiche. Spettroscopia nell'ultravioletto e visibile. Spettrofluorimetria. Turbidimetria e nefelometria. Luminometria.
• Determinazioni di attività enzimatiche. Quadri enzimatici ed isoenzimatici dei tessuti e dei liquidi biologici. Dosaggi di metaboliti, valutazione degli stati dismetabolici. Enzimi immobilizzati. Biosensori.
• Produzione e uso di antisieri e di anticorpi monoclonali. Tecniche immunologiche d'uso nella biochimica clinica e loro applicazioni diagnostiche (immunoprecipitazione, metodi immunoelettroforetici, immunoenzimatici e radioimmunologici, immunoblotting, immunofluorescenza). I gruppi sanguigni e le prove di compatibilità trasfusionale.- Produzione e uso di antisieri e di anticorpi monoclonali. Tecniche immunologiche d'uso nella biochimica clinica e loro applicazioni diagnostiche (immunoprecipitazione, metodi immunoelettroforetici, immunoenzimatici e radioimmunologici, immunoblotting, citofluorimetria e immunofluorescenza). I gruppi sanguigni e le prove di compatibilità trasfusionale.

La valutazione delle conoscenze dello studente sarà accertata tramite una prova orale che verterà sull'intero programma

Il materiale didattico del corso di Analisi Biochimico Cliniche è costituito da: review, siti internet specializzati e libri di testo

Il docente mette a disposizione le diapositive e gli articoli che saranno caricate sulla piattaforma e-learning

Libri di testo

Wilson and Walker's Principles and Techniques of Biochemistry and Molecular Biology (versione italiana)

Ciaccio and Lippi: Biochimica Clinica e Medicina di Laboratorio

Introduzione allo studio della natura, dell'evoluzione e della biodiversità umana. Verranno presi in esame: la variabilità e gli adattamenti fondamentali dei primati non-umani, la filogenesi nel corso degli ultimi 65 milioni di anni, con particolare riferimento alla famiglia degli ominidi (grandi scimmie antropomorfe), all'acquisizione del bipedismo e al fenomeno dell'encefalizzazione, la comparsa evolutiva di Homo sapiens e la storia del popolamento umano, la biodiversità e la struttura genetica delle popolazioni attuali e estinte in relazione alla diffusione planetaria della specie e ai processi di adattamento; biologia ed ecologia umana.

Conoscenza dei principi di base della Biologia della Conservazione, con particolare riferimento a casi di studio che riguardano le popolazioni animali. Definizione della biodiversità, dal livello intra-specifico fino agli ecosistemi, del valore della biodiversità e delle principali minacce alla sua conservazione. Conoscenza del concetto di estinzione e della vulnerabilità delle specie e popolazioni. Conoscenza delle principali minacce alla conservazione della biodiversità animale e del ruolo delle aree protette. Conoscenza dei principi di base dello sviluppo sostenibile. Il corso richiede conoscenze di base di genetica, tassonomia ed ecologia che si ritengono acquisite negli insegnamenti del primo e del secondo anno; in particolare, i contenuti del corso si raccordano con quelli dell’insegnamento di Zoologia e di Ecologia.
Obiettivi specifici A) Conoscenze - Conoscenza dei principi di base della Biologia della Conservazione e delle sue basi filosofiche. - Conoscenza del concetto di biodiversità e del suo valore - Conoscenza delle principali minacce alla biodiversità - Conoscenza del concetto di estinzione e della vulnerabilità delle specie e popolazioni - Conoscenza delle principali applicazioni della biologia della conservazione, dai modelli di distribuzione alle analisi di viability delle popolazioni - Conoscenza del ruolo e importanza delle aree protette nella biologia della conservazione - Conoscenza dei principi di base dello sviluppo sostenibile
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - uso corretto della terminologia specifica - contestualizzazione teorica dei casi applicativi - identificazione dei parametri ecologici, sociologici ed economici chiave che caratterizzano i problemi di conservazione - identificazione degli approcci metodologici più idonei per le applicazioni della conservazione
C) Autonomia di giudizio - acquisire capacità di giudizio critico attraverso la conoscenza della materia e la sua contestualizzazione in ambito applicato tramite la disamina di caso di studio - valutare la necessità di approfondimento delle conoscenze apprese
D) Abilità comunicative - saper comunicare in maniera accurata e adeguata quanto appreso nel corso
E) Capacità di apprendimento - mostrare un uso appropriato della terminologia specifica e delle tecniche di comunicazione - connettere in modo logico le conoscenze acquisite - identificare i temi più rilevanti degli argomenti trattati

Obiettivi formativi (risultati di apprendimento attesi)
-Obiettivi generali: Lo studente al termine del corso avrà acquisito una conoscenza dei processi evolutivi e dei pattern da questi generati e avrà sviluppato una visione scientifica della diversità biologica che vada oltre la sua mera descrizione, anche in funzione della costruzione di percorsi didattici in biologia.

• Obiettivi specifici:
  Conoscenza e comprensione: Lo studente acquisirà le conoscenze dei processi evolutivi e dei pattern da questi generati, indispensabili per una visione scientifica della diversità biologica che vada oltre la sua mera descrizione.
  Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente acquisirà le capacità di comprensione e interpretazione della biodiversità e degli adattamenti degli organismi all’ambiente, in funzione dei meccanismi evolutivi.
  Capacità critiche e di giudizio: Attraverso la discussione in aula dei temi principali della biologia evoluzionistica lo studente comprenderà i motivi che fanno di questa disciplina il tema centrale unificante della biologia, e la sua rilevanza nelle applicazioni della Biologia nella società attuale.
  Capacità di comunicare quanto si è appreso: Gli studenti in aula sono costantemente stimolati ad interagire vicendevolmente e con il docente nella discussione dei temi evoluzionistici in discussione.
  Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo nel corso della vita: Lo studente acquisirà la visione critica e il linguaggio propri della moderna biologia evoluzionistica. Queste capacità renderanno lo studente in grado di affrontare i futuri studi biologici, incluse le attività sperimentali, avendo compreso anche la dimensione storica (filogenetica) di questa disciplina.

OBIETTIVI GENERALI
Al termine del corso, gli studenti saranno in grado di: Spiegare come i concetti fondamentali della genetica molecolare siano emersi da osservazioni sperimentali e da ricerche basate sulla formulazione e verifica di ipotesi. Comprendere il ragionamento scientifico, le strategie sperimentali e i progressi tecnologici che hanno portato alle principali scoperte in genetica, dall’identificazione del DNA come materiale ereditario fino alle moderne tecnologie di genome editing. Spiegare i principi, le applicazioni e i limiti delle moderne tecnologie genomiche e trascrittomiche, incluse le tecniche di next-generation sequencing e gli approcci di editing genomico. Mettere in relazione le scoperte classiche della genetica molecolare con i più recenti sviluppi della genomica, epigenomica e biotecnologia. Sviluppare una consapevolezza della scienza come processo dinamico e in continua evoluzione, basato sulla scoperta, piuttosto che come semplice insieme di conoscenze già acquisite.
OBIETTIVI SPECIFICI
-Conoscenza e comprensione Gli studenti acquisiranno conoscenze relative a: Lo sviluppo storico dei principali concetti della genetica molecolare. Gli esperimenti fondamentali che hanno portato alla scoperta della struttura del DNA, della replicazione del DNA, dell’espressione e regolazione genica, dell’organizzazione della cromatina e dell’ereditarietà epigenetica. I principi alla base delle moderne tecnologie genomiche ed epigenomiche e le loro applicazioni nella ricerca biologica. La scoperta e lo sviluppo dei sistemi CRISPR-Cas come strumenti rivoluzionari per l’ingegneria del genoma.
-Capacità di applicare conoscenza e comprensione Gli studenti saranno in grado di: Interpretare dati sperimentali provenienti da studi classici e contemporanei in genetica molecolare. Identificare ipotesi, metodologie, controlli e conclusioni presentati nelle pubblicazioni scientifiche. Collegare osservazioni sperimentali allo sviluppo di concetti e modelli biologici. Capacità critiche e di giudizio Gli studenti svilupperanno la capacità di: Valutare criticamente il disegno sperimentale e l’evidenza scientifica. Analizzare punti di forza e limiti dei diversi approcci metodologici. Distinguere tra risultati sperimentali, interpretazioni e implicazioni scientifiche più ampie. Confrontare spiegazioni alternative di fenomeni biologici e valutarne il supporto sperimentale.
-Capacità di comunicare quanto si è appreso Gli studenti saranno in grado di: Presentare e discutere articoli scientifici utilizzando una terminologia appropriata. Riassumere in modo chiaro ed efficace studi sperimentali complessi. Partecipare alla discussione scientifica e sostenere le proprie interpretazioni sulla base delle evidenze sperimentali.
-Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo nel corso della vita Gli studenti svilupperanno la capacità di: Lettura e interpretazione autonoma della letteratura scientifica primaria. Valutazione critica delle nuove scoperte e delle tecnologie emergenti in genetica molecolare e nei campi affini.

Il corso di Biotecnologie Cellulari si propone di introdurre gli elementi di base per lo studio dei sistemi sperimentali cellulari animali e vegetali di interesse biotecnologico. In particolare, sono illustrate le caratteristiche e le potenzialità delle colture cellulari animali e vegetali, i requisiti specifici per la loro crescita, e le metodologie per la valutazione di proliferazione e vitalità e per la loro modificazione genetica. Le conoscenze e competenze acquisite nel presente insegnamento costituiranno un quadro di riferimento per lo studio delle applicazioni biotecnologiche nei campi biomedico, farmaceutico ed agronomico.

Obiettivi Formativi Obiettivi principali Il corso di biotecnologie microbiche per la nutrizione e l’ambiente ha come obiettivo di fornire agli studenti gli strumenti necessari per la comprensione del ruolo svolto dai microrganismi in diversi ambiti di studio e applicazione delle biotecnologie in campo ambientale e per la produzione e/o trasformazione degli alimenti. Il corso fornisce una comprensione dei principali fenomeni che avvengono nel mondo dei microrganismi nell’interazione con l’ambiente e con l’uomo. Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione -Conoscenza dei principali microrganismi utilizzati nelle applicazioni biotecnologiche mirate al miglioramento dell’ambiente e della nutrizione -Conoscenza e comprensione delle applicazioni dei microrganismi nei processi di biorisanamento e nell’industria alimentare -Conoscenza e comprensione delle strategie per l’isolamento e la caratterizzazione dei microrganismi utilizzati per le applicazioni biotecnologiche nei settori dell’ambiente e della nutrizione
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - saper usare la terminologia specifica -saper identificare i processi basati sull’utilizzo dei microrganismi nei settori dell’ambiente e della nutrizione -saper individuare le tecniche per l’isolamento e la caratterizzazione dei microrganismi più comunemente utilizzati nei campi di applicazione delle biotecnologie industriali
C) Autonomia di giudizio -acquisire capacità di giudizio critico, attraverso lo studio delle principali applicazioni dei microrganismi nei settori dell’ambiente e della nutrizione - imparare a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese
D) Abilità comunicative -saper comunicare quanto appreso nel corso dell’esame orale
E) Capacità di apprendimento - apprendere la terminologia specifica - connettere in modo logico le conoscenze acquisite - identificare i temi più rilevanti degli argomenti trattati.

Lezioni teoriche sulle biotecnologie microbiche terrestri:

Archea, batteri alofili, Bacillus bioinsetticida, biotecnologie nere: B.anthracis. Bioplastiche, carbonio e cattura di anidride carbonica, carbonato di calcio di origine biogenica e applicazioni: biorestauro e produzione di biobricks. Biologia sintetica e sue applicazioni, terre rare e microorganismi, biopigmenti e biotessuto. Lievito e vino, microbiota e sue applicazioni nella medicina e nella biologia forense. Intelligenza artificiale applicata alle biotecnologie, Biosafety e biosecurity, concetto di dual use nel campo delle biotecnologie. Concetto DURC, Dual use research of concern.

Lezioni teoriche sulle biotecnologie microbiche nello Spazio:

microbiota della Stazione Spaziale Internazionale e degli astronauti, esperimenti biotecnologici nelle stazioni spaziali, biomining nello Spazio.

• variabilità microbica
• archaea e batteri alofili
• archaea e biotecnologie
• biopigmenti
• vino e fermentazione
• api, miele e fermentazioni
• fermentazione cacao e cioccolato
• Inquinamento da microplastiche, Produzione microbica di bioplastiche
• Degradazione microbica di plastiche/bioplastiche
• batteri lattici formaggio
• carne sintetica
• eco-pelle
• nutrizione in ambiente spazio
• Bacillus
• microbiota della Stazione Spaziale Internazionale
• biotecnologie nello Spazio
• settore CBRN e biotecnologie
• dual use nella ricerca biotecnologica
• protein folding ed Intelligenza artificiale
• Tossine sintetiche
• batteri carbonatogeni per carbon capture
• applicazione dei batteri carbonatogeni e bioconsolidamento
• microbiota umano 1
• microbiota umano 2

La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti del programma dell’insegnamento e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode).

La valutazione consiste in una prova orale. L’esame complessivamente consente di verificare il raggiungimento degli obiettivi in termini di conoscenze e competenze acquisite così come le abilità comunicative.

Articoli monotematici e dispense forniti dal docente;

Biotecnologie di base. Ed. Zanichelli A cura di Colin Ratledge, Bjørn Kristiansen.

Consultazione:

Cornelis Klein, Anthony R. Philpotts. MINERALOGIA E PETROGRAFIA

OBIETTIVI PRINCIPALI L’insegnamento riguarda l’organizzazione strutturale e funzionale della cromatina interfasica e dei cromosomi metafasici e meiotici e lo studio dei meccanismi della mutagenesi. Obiettivo principale del corso è di fornire e far acquisire agli studenti una conoscenza aggiornata sull’organizzazione del genoma in cromatina interfasica e in cromosomi metafasici, sulle interconnessioni tra organizzazione strutturale e funzionale della cromatina e sulle principali metodologie necessarie per studiare, analizzare e riconoscere un cariotipo umano normale da un cariotipo con aberrazioni cromosomiche, ed eventuali patologie associate. Far conoscere e sottolineare l’importanza di studi approfonditi sui principali mutageni fisici e chimici dell’ambiente, analizzare i danni su cellule somatiche e germinali con la selezione di opportuni test in modo da fornire e da far acquisire agli studenti le capacità di una valutazione scientificamente accurata dei rischi per l’uomo e per l’ambiente di sostanze presenti o che potrebbero essere immessi nell’ambiente. Il corso richiede la conoscenza della genetica, soprattutto la parte riguardante il comportamento dei cromosomi in meiosi, le mutazioni cromosomiche e geniche, che saranno comunque brevemente ”ripassati” a lezione. Si svolgeranno inoltre, attività che concorrano allo sviluppo di abilità autonome di approfondimento e critica delle conoscenze acquisite, in modo che gli studenti siano messi in grado di trasmetterle e proseguire in modo autonomo nel loro studio.
OBIETTIVI SPECIFICI A) Conoscenze e capacità di comprensione - Conoscenza e comprensione delle componenti e dei meccanismi che portano la cromatina interfasica a organizzarsi in cromosoma metafasico o meiotico e il ruolo di strutture specializzate dei cromosomi lineari, come il centromero e i telomeri e di regioni genomiche fondamentali come l’organizzatore nucleolare. - Conoscenza e comprensione dei principali meccanismi di controllo del riparo riguardante le rotture a singolo e doppio filamento del DNA. - Conoscenza e comprensione dei principali metodi di studio della citogenetica classica e molecolare e dei principali test mutagenici atti ad identificare eventuali effetti mutagenici di sostanze immesse o presenti nell’ambiente . - Conoscenza e comprensione dei principali temi riguardante i mutageni fisici e chimici e l’utilizzo appropriato e corretto di test mutagenici specifici.
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - saper usare la terminologia corretta e specifica - saper identificare i test più indicati e le procedure metodologiche atte ad individuare gli effetti mutageni sul genoma e sulle cellule in generale - saper identificare le giuste procedure metodologiche per riconoscere le aberrazioni cromosomiche e le conseguenze in meiosi.
C) Autonomia di giudizio - acquisire capacità di giudizio critico, attraverso lo studio del progresso delle conoscenze in Citogenetica e Mutagenesi e l’analisi dettagliata di alcuni esperimenti fondamentali - imparare a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese
D) Abilità comunicative -saper comunicare quanto appreso nel corso dell’esame orale
E) Capacità di apprendimento - apprendere e usare correttamente la terminologia specifica - connettere in modo logico le conoscenze acquisite - saper identificare e comunicare i temi più rilevanti delle materie trattate.

Obiettivo principale del corso è far comprendere i principi fondamentali della didattica della biologia, con particolare attenzione alle metodologie più efficaci per l'insegnamento delle scienze della vita coerenti con gli obiettivi fissati dalle linee guida ministeriali. Lo studente acquisirà conoscenze e abilità relative ai processi di insegnamento per favorire l’apprendimento della biologia mediante strumenti e tecnologie incluse le risorse multimediali e tecnologie digitali in ambito didattico. e come sviluppare strategie di comunicazione scientifica per favorire la comprensione e l'interesse degli studenti verso la biologia. Obiettivo fondamentale sarà anche quello di dare allo studente gli strumenti didattici necessari finalizzati all’insegnamento della materia. Particolare attenzione verrà indirizzata all’importanza del linguaggio e delle competenze lessicali specifiche, alla capacità di applicare conoscenza e comprensione per un corretto trasferimento dei contenuti e alla capacità di discutere gli argomenti appresi. L’intenzione del corso è quello di fornire agli studenti una visione della potenzialità dell’insegnamento della biologia nel contesto scolastico, con specifica enfasi sui metodi di ragionamento che possono essere impartiti agli studenti di scuola secondaria. L’approccio didattico verrà formulato attraverso un percorso teorico sempre strettamente associato ad attività pratiche che comprenderanno facili esperimenti da poter riproporre nelle classi, uso di simulazioni al computer, impiego di semplici modelli per spiegare processi e funzioni, realizzazione di schede per attività integrative.

Obiettivi generali L’obiettivo principale è preparare lo studente alla conoscenza delle applicazioni dei principi dell’ecologia di base alla risoluzione di emergenti problemi ambientali (inquinamento, sfruttamento delle risorse biologiche, cambiamenti globali, ecc.), attraversando i livelli di organismo, popolazione, comunità ed ecosistema fino alla scale macroecologiche (paesaggio, regionale e globale). Lo studente mediante lezioni frontali, attività seminariali ed esempi pratici saprà orientarsi nella diagnosi e nel recupero degli ecosistemi, nella conservazione e nella gestione della biodiversità e delle popolazioni naturali in ambienti acquatici e terrestri. Casi di studio reali saranno oggetto di discussione in aula per favorire lo sviluppo delle competenze nell’ecologia applicata.
Obiettivi specifici
Conoscenza e comprensione Lo studente conoscerà e comprenderà l’origine dell’attuale crisi dei sistemi ecologici e gli approcci alla sua gestione. Conoscerà la terminologia specifica dell’ecologia applicata, nonché le teorie e i meccanismi dei processi ecologici alle diverse scale di organizzazione biologica, dalle popolazioni all’ecosfera. Comprenderà il ruolo dei fattori ambientali nelle variazioni numeriche delle popolazioni e nei processi di sviluppo degli ecosistemi e l’interferenza da parte dell’uomo. La comprensione dell’interdipendenza tra fenomeni ambientali sarà fortemente stimolata anche attraverso l’analisi di casi specifici e la loro discussione in classe.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Alla fine del corso lo studente conoscerà approfonditamente le principali applicazioni delle teorie ecologiche utili alla soluzione dei problemi ambientali attuali e saprà utilizzare la terminologia specifica. Saprà affrontare problemi e quesiti relativi ai vari temi dell’ecologia applicata. Comprenderà le dinamiche delle popolazioni minacciate di estinzione e delle specie nocive e sarà in grado di applicare i principi ecologici alla loro gestione. Conoscerà le cause dell’inquinamento, saprà come misurarlo, e avrà acquisito strumenti critici per interpretare e confrontare le strategie di recupero anche attraverso l’analisi di casi di studio.
Autonomia di giudizio Lo studente saprà leggere criticamente e discutere, alla luce delle proprie conoscenze, i dati di letteratura per affrontare problemi specifici relativi alle tematiche dell’insegnamento. Questo obiettivo sarà raggiunto tramite una forte interattività docente/studente, e tra studenti, sugli argomenti trattati.
Abilità comunicative Lo studente sarà stimolato ad interagire con il docente e a comunicare quanto appreso tramite la discussione in classe di argomenti fondamentali dell’ecologia applicata tratti dalle lezioni e dalla letteratura scientifica. Le sue capacità comunicative saranno valutate durante l’esame orale.
Capacità di apprendimento La buona conoscenza della ecologia applicata e dei principali approcci nella soluzione di problemi pratici dell’ambiente con basilari integrazioni con le altre discipline biologiche consentirà allo studente di proseguire gli studi bioecologici in modo autonomo e flessibile senza perdere di vista la fisiologia degli organismi e la loro capacità evolutiva. Lo studente al termine del corso acquisirà quindi la capacità individuare aspetti problematici e innovativi in tematiche biologiche e di fruire di strumenti conoscitivi per l’aggiornamento continuo delle conoscenze.

Teorie e concetti dell’ecologia applicabili alla gestione e protezione della natura. Impronta ecologica. Perturbazioni e stress. La stabilità dei sistemi ecologici nell’organizzazione gerarchica. Sistemi di popolazioni nelle comunità: interazioni tra specie, processi dell’ecosistema ed equilibri ecologici. Biodiversità: modelli e misure. Popolazioni: stime numeriche; matrice di Leslie. Conservazione di popolazioni e di comunità. Gestione del prelievo di organismi. Introduzione di specie. Cicli biogeochimici: alterazioni causate dai vari tipi di inquinamento. Eutrofizzazione. Valutazione del carico trofico. Interventi per il recupero di sistemi acquatici. Reti alimentari: la magnificazione biologica; la biomanipolazione per il recupero degli habitat. Introduzione di chemicals. Fattori di accumulo e fattori di concentrazione. Elementi di ecotossicologia. Valutazione del carico organico nei corpi d’acqua. Valutazione del carico termico. Gli indici e gli indicatori biologici. Lotta biologica. Decomposizione biologica e depurazione degli effluenti urbani ed industriali. Principi di valutazione di impatto ambientale. Il telerilevamento.

La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di conoscenza ed approfondimento degli argomenti del programma dell’insegnamento e la capacità di ragionamento sviluppata dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode).

L’esame complessivamente consente di verificare il raggiungimento degli obiettivi in termini di conoscenze e competenze acquisite così come le abilità comunicative.

Provini, Galassi, Marchetti. Ecologia applicata. CittàStudiEdizioni

Per ulteriori testi e materiale didattico si consiglia la consultazione della pagina web del corso https://elearning2.uniroma1.it/course/view.php?id=1974

Gli obiettivi del corso sono quelli di far acquisire allo studente le conoscenze di base per poter comprendere la relazione tra clima e distribuzione delle piante, l’importanza del rapporto struttura e funzione nella capacità di adattamento delle piante ai fattori ecologici, la capacità di uso delle risorse delle piante attraverso l’identificazione delle strategie adattative, la relazione tra i tratti funzionali della pianta, il processo di crescita e la modalità di allocazione della biomassa in risposta ai fattori ecologici di tipo abiotico, la relazione tra i tratti funzionali delle piante e la struttura delle comunità vegetali e il funzionamento dell’ecosistema anche in relazione agli effetti del cambiamento climatico. Il corso si propone, inoltre, di fornire allo studente le conoscenze partiche sul funzionamento delle strumentazioni utilizzate per l’analisi dei tratti funzionali delle piante. Capacità di applicare conoscenza e comprensione Saper usare la terminologia specifica. Saper identificare le metodologie di misura in base all’obiettivo da raggiungere nell’ambito dell’Ecologia Vegetale. Saper riconoscere le caratteristiche strutturali delle piante superiori e degli ecosistemi e quelle morfologiche, anatomiche e fisiologiche della foglia. Autonomia di giudizio Acquisire capacità di giudizio critico sul funzionamento delle specie vegetali e sulla loro capacità adattativa attraverso lo studio dei tratti funzionali delle piante. Acquisire capacità di analisi per l’approfondimento e l’applicabilità delle conoscenze apprese. Abilità comunicative Saper comunicare quanto appreso durante l’esame orale. Capacità di apprendimento Apprendere la terminologia specifica. Connettere in modo logico le conoscenze acquisite. Identificare i temi più rilevanti degli argomenti trattati.

L'insegnamento si propone di offrire a studenti e studentesse le risorse e gli strumenti utili allo sviluppo di adeguate conoscenze nell’ambito dell’etica della ricerca e della bioetica .
Lo studente e la studentessa svilupperanno una capacità critica nei confronti delle decisioni scientifiche e delle pratiche pubbliche che riguardano le questioni dell’etica della ricerca, parallelamente saranno approfonditi le questioni rilevanti presenti nel campo della bioetica.
Argomenti:
L’ Etica della ricerca in una prospettiva storica L’ Etica della ricerca nella società contemporanea Il campo delle questioni bioetiche La bioetica: una prospettiva storica Il ruolo della scienza nella società contemporanea Studio di casi
Risultati apprendimento attesi
Il corso si propone i seguenti obiettivi di apprendimento:

• comprensione delle principali questioni e dei principali dilemmi in materia di etica della ricerca e della bioetica;
• competenza in merito alle principali posizioni teoriche e ai criteri metodologici in etica della ricerca e bioetica;
• conoscenza e capacità di sviluppare abilità di argomentazione in merito alle problematiche dell’etica della ricerca e della bioetica.

Obiettivi principali L'obiettivo di questo insegnamento è quello di fornire agli studenti conoscenze riguardanti: i) il comportamento animale, anche tenendo conto della storia naturale specie-specifica e del ruolo svolto dall’interazione geni e ambiente sullo sviluppo del comportamento; ii) metodi scientifici standardizzati finalizzati allo studio del comportamento in un contesto sia naturale sia di laboratorio. Il corso richiede conoscenze di base di genetica, biologia dello sviluppo, zoologia, anatomia comparata ed ecologia, acquisite nel biennio di studi del Corso di Laurea in Scienze Biologiche. E’ articolato in lezioni frontali in aula, che includono seminari di approfondimento, ed esercitazioni sul campo, con escursioni presso parchi urbani e oasi naturali.
Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione: Gli studenti acquisiranno una buona conoscenza dell’approccio etologico, sviluppando la capacità di interpretare il comportamento animale dal punto di vista funzionale, causale, ontogenetico e filogenetico.
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Gli studenti acquisiranno la capacità di applicare un metodo scientifico osservazionale all’analisi del comportamento animale.
C) Autonomia di giudizio: Gli studenti svilupperanno capacità critica e autonomia di giudizio rispetto alla descrizione e interpretazione delle osservazioni comportamentali.
D) Abilità comunicative: Gli studenti dovranno saper comunicare quanto appreso nel corso dell’esame orale.
E) Capacità di apprendimento: Gli studenti apprenderanno il significato dell’approccio etologico quale strumento per lo studio del comportamento animale in un contesto sia naturalistico sia di allevamento in cattività.

Obiettivi formativi
Il corso mira a:
1. Fornire una solida base dei principi dell'evoluzione e della sistematica delle specie vegetali.
2. Fornire gli strumenti necessari per il riconoscimento e la conoscenza delle relazioni evolutive e sistematiche dei principali gruppi di piante vascolari italiane.
3. Studiare strategie di conservazione, valorizzazione ed uso sostenibile delle risorse vegetali con particolare riferimento alla flora d’Italia.
Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione -Conoscenza delle principali famiglie delle piante vascolari - Conoscenza e comprensione della Biodiversità e strategie di conservazione B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - saper usare la terminologia specifica -saper identificare le principali specie della flora italiana - saper valutare la biodiversità e lo stato di conservazione della flora C) Autonomia di giudizio -acquisire capacità di giudizio critico, attraverso lo studio del progresso delle conoscenze botaniche e della biologia della conservazione - imparare a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese D) Abilità comunicative -saper comunicare quanto appreso nel corso di esercitazioni in classe e durante l’esame orale E) Capacità di apprendimento - apprendere la terminologia specifica - connettere in modo logico le conoscenze acquisite - identificare i temi più rilevanti delle materie trattate.

Obiettivi principali:
Il corso ha lo scopo di far conoscere il significato della terminologie adottate nei confronti dei farmaci. Far conoscere le fasi di sviluppo clinico di un farmaco e la normativa della sperimentazione clinica. Ha inoltre il compito di far apprendere e comprendere la farmacocinetica, la farmacodinamica dei farmaci; far conoscere i fattori che influenzano gli effetti farmacologici, le reazioni avverse da farmaci e i meccanismi d’azione delle principali classi di farmaci utilizzati. Il corso ha anche il compito di fornire le basi scientifiche della tossicologia sperimentale ed i criteri di valutazione ed estrapolazione all'uomo dei dati di tossicità, nonché quello di far i principi alla base della valutazione del rischio per l'uomo derivante dall'assunzione diretta (medicamenti, residui ed additivi alimentari, ecc.) o indiretta (inquinanti ambientali, contaminanti, ecc.) di sostanze chimiche.
Obiettivi specifici
Conoscenza e capacità di comprensione
Conoscenza dei fattori che influenzano la risposta farmacologica. Conoscenza dei meccanismi di azioni dei farmaci più impiegati. Conoscenza e comprensione dei criteri adottati per estrapolare all’uomo i dati di tossicità sperimentale
Capacità di applicare le conoscenze
Saper usare terminologie appropriate Saper identificare condizioni che potrebbero portare a risposte farmacologiche differenti Saper comprendere schede tecniche di farmaci e delle etichettature di prodotti presenti nell’ambiente
Autonomia di giudizio Acquisire capacità di giudizio critico su problemi inerenti la farmacologia e la tossicologia
Abilità comunicative Saper comunicare nel corso dell’esame orale quanto appreso durante l’intero corso
Capacità di apprendimento Capacità di fare collegamenti tra le varie conoscenze acquisite Saper identificare gli argomenti più rilevanti tra quelli trattati

Obiettivi principali L’insegnamento di Fisiologia Generale è mirato a fornire conoscenze approfondite sui principi molecolari e cellulari che regolano le normali funzioni di organi e sistemi che caratterizzano un organismo vivente complesso. Il corso prevede una parte iniziale che approfondisce temi più strettamente di fisiologia cellulare, per poi arrivare ad affrontare lo studio della funzione dei singoli organi e dei meccanismi di interazione reciproca tra questi, alla base del delicato equilibrio omeostatico su cui si fonda il corretto funzionamento di una organismo vivente. Lo studio della Fisiologia è fondamentale per la formazione professionale degli studenti delle facoltà di Scienze e poiché è una disciplina molto vasta, il suo studio richiede le conoscenze di Biologia, Istologia, Fisica, Chimica, Biochimica, acquisite nei primi due anni di formazione universitaria. Il corso comprende lezioni frontali e sessioni di laboratorio incentrate sullo studio di principi fisiologici di base. Durante il corso viene appreso anche l’uso di semplici metodiche di indagine di parametri fisiologici.
Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione - Conoscenza della funzione della membrana plasmatica nel mantenimento dell’omeostasi delle cellule eucariotiche, con richiami alla sua struttura - Conoscenza e comprensione del funzionamento dei tipi cellulari che caratterizzano i diversi tessuti - Conoscenza e comprensione dell’organizzazione anatomica, strutturale e funzionale dei singoli organi - Conoscenza e comprensione dei meccanismi di comunicazione tra cellule, organi e sistemi, e di integrazione delle funzioni dei diversi organi, con particolare riguardo a meccanismi di regolazione dell’omeostasi funzionale - Conoscenza e comprensione dei principali metodi di studio in fisiologia
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - Saper usare la terminologia specifica - Saper identificare le giuste procedure per risolvere i quesiti di Fisiologia - Saper riconoscere, nel funzionamento dei sistemi e apparati fisiologici, le leggi chimiche e biofisiche generali che regolano il mondo inanimato
C) Autonomia di giudizio - Acquisire capacità di giudizio critico, attraverso lo studio in chiave storica del progresso delle conoscenze Fisiologiche e l’analisi dettagliata di alcuni esperimenti fondamentali - Imparare a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese
D) Abilità comunicative - Saper comunicare quanto appreso nel corso dell’esame orale
E) Capacità di apprendimento - Apprendere la terminologia specifica - Connettere in modo logico le conoscenze acquisite - Identificare i temi più rilevanti delle materie trattate

1. Membrane cellulari e trasporto transmembrana di soluti e acqua.

Compartimenti cellulari. Specializzazione della membrana plasmatica: rapporti cellula-cellula e cellula-ambiente (giunzione e canali); riconoscimento di materiali endogeni ed esogeni (recettori). Permeabilità della membrana: diffusione passiva e legge di Fick. Osmosi e pressione osmotica. Osmolarità e tonicità. Proprietà osmotiche delle cellule. Trasporto trans-membrana mediato da proteine: trasporto facilitato, trasporto attivo primario e trasporto attivo secondario. Proprietà strutturali e funzionali dei canali ionici. Trasporto attraverso gli epiteli (8 ore)

2. Sistema nervoso e fisiologia delle cellule eccitabili.

Proprietà elettriche delle membrane cellulari. Potenziale trans-membrana. Equilibrio di Gibbs-Donnan. Equilibrio elettrochimico, equazione di Nernst, Equazione di Goldman. Caratteristiche generali delle membrane eccitabili. Proprietà elettriche passive delle membrane: capacità, resistenza, conduttanza. Legge di Ohm e current-clamp (relazione corrente/voltaggio). Corrente elettrotonica e potenziale elettrotonico. Basi ioniche del potenziale d’azione. Il voltage-clamp. Proprietà autorigeneranti del potenziale d'azione. Propagazione del potenziale d'azione: teoria del cavo. Propagazione passiva dei segnali elettrici. Costante di tempo. Costante di spazio. Modalità di propagazione del potenziale d’azione nelle fibre amieliniche e mieliniche. Sinapsi elettriche. Sinapsi chimiche. Meccanismo di rilascio dei neurotrasmettitori: natura quantica del rilascio, influenza della depolarizzazione e del calcio. Recettori post-sinaptici ionotropi e metabotropi. Giunzione neuromuscolare. Sinapsi colinergiche nicotiniche e muscariniche (12 ore).

3. Fisiologia del movimento muscolare.

Il muscolo scheletrico. Meccanica della contrazione muscolare. Basi ultrastrutturali e molecolari della contrazione e accoppiamento eccitazione-contrazione. Componenti attive e passive. Contrazione muscolare in condizioni isotoniche ed isometriche. Scossa singola e tetano. Relazione forza/lunghezza del muscolo in toto e del sarcomero. Modulazione della forza contrattile. Lavoro e fatica muscolare; Potenza muscolare. Fibre muscolari ed unità motorie. Ipotesi molecolare della generazione di forza (4 ore).

4. Circuiti nervosi semplici.

Arco riflesso spinale: riflesso miotatico e riflesso miotatico inverso. Arco riflesso autonomo. Sistema nervoso autonomo ortosimpatico e parasimpatico. Muscolatura liscia e sua innervazione (4 ore).

5. Fisiologia del rene: osmoregolazione ed escrezione.

Considerazioni generali. Omeostasi ed osmoregolazione. Il rene di mammifero: struttura e vascolarizzazione. Il nefrone e le sue funzioni: filtrazione glomerulare, riassorbimento e secrezione tubulare. Modificazioni tubulari del filtrato glomerulare. Scambio e moltiplicazione in controcorrente, gradiente cortico-midollare di osmolarità. Riassorbimento di sali ed acqua nel tubulo distale e nel dotto collettore e loro regolazioni ormonali (ormone antidiuretico, sistema renina-angiotensina-aldosterone, fattore natriuretico atriale). Regolazione renale della pressione osmotica e del pH del sangue (8 ore)

6. Fisiologia del cuore e della circolazione.

Aspetti generali. Il cuore: struttura, proprietà elettriche e contrattili. Potenziali pace-maker. Il ciclo cardiaco: manifestazioni elettriche, meccaniche ed idrodinamiche. Gittata cardiaca. Lavoro del cuore, relazione forza di contrazione sistolica-gittata cardiaca (legge di Starling). Legge di Boyle e relazione pressione-volume. Regolazione nervosa della frequenza cardiaca. Il sangue: caratteristiche generali. Dinamica dei fluidi: flusso, portata, pressione, velocità e resistenza. Emodinamica: viscosità del sangue, principio di Bernoulli (relazione tra velocità e pressione); Flusso laminare stazionario e legge di Poiseuille; Flusso turbolento e numero di Reynolds; Flusso pulsatile e onda sfigmica. Circolo sistemico: arterie, capillari, vene.Flusso e pressione nei vari distretti e loro regolazione. Regolazione della pressione arteriosa: riflessi barocettivi e chemocettivi (8 ore)

7.

Fisiologia della respirazione: scambi gassosi ed equilibrio acido-base.

Composizione dell'aria, pressione parziale dei gas. Leggi dei gas. Meccanismo della ventilazione polmonare (legge di Boyle), dinamica dei gas, resistenze delle vie aeree (legge di Poiseuile), scambio di gas a livello degli alveoli. Tensione superficiale e legge di Laplace. Trasporto di ossigeno e di anidride carbonica nel sangue. Scambi gassosi a livello dei tessuti, consumo di ossigeno. Influenza della pO2 , della pCO2 e del pH sulla ventilazione polmonare. Sistemi tampone e regolazione del pH del sangue. Controllo nervoso della respirazione; centri e riflessi respiratori. Barocettori e chemocettori. Compliance polmonare e volumi polmonari, spirometria (6 ore)

8. Regolazione ormonale.

Generalità sulle ghiandole endocrine. Natura chimica degli ormoni. Ormoni steroidei e recettori intracellulari. Ormoni che agiscono mediante recettori di membrana e secondi messaggeri. Meccanismi di regolazione dei livelli ormonali. Ormoni che regolano il metabolismo energetico: ormoni tiroidei; ormoni pancreatici e loro ruolo nella regolazione della glicemia (8 ore)

9. Nutrizione, digestione ed assorbimento.

Alimentazione ed energia. Generalità sul sistema digerente. Digestione dei carboidrati, lipidi e proteine. Secrezioni gastro-intestinali: acidi, basi ed enzimi digestivi. Meccanismi di assorbimento (6 ore)

SESSIONI DI LABORATORIO DIDATTICO: I laboratori didattici sono incentrati sullo studio di principi fisiologici di base, come la diffusione e la pressione osmotica attraverso le membrane cellulari, la tonicità delle cellule a contatto con soluzioni caratterizzate da diversa osmolarità e/o composizione chimica, la determinazione di attività enzimatiche specifiche all’interno di tessuti. Inoltre, in queste sessioni gli studenti prenderanno confidenza con piccole strumentazioni di laboratorio, quali: bilance, centrifughe, spettrofotometro, nonché nell’utilizzo di pipette graduate e ad alta precisione (12 ore).

La valutazione comprende una prova orale in cui il candidato deve dare prova di aver acquisito i concetti fondanti la materia ed essere in grado di avere una visione comprensiva della fisiologia, ossia di saper collegare tra loro le funzioni di organi e sistemi. L’esame orale prevede anche la schematizzazione di grafici e circuiti, ma sempre nell’ambito delle immagini presentate durante le lezioni e a disposizione degli studenti attraverso le piattaforme istituzionali (https://elearning2.uniroma1.it). I contenuti minimi richiesti per il superamento dell’esame è di essere a conoscenza dei principi chimici, fisici e cellulari di base che regolano il funzionamento degli organismi viventi ed essere in grado di descrivere le funzioni di base di organi e sistemi.

• Fisiologia Generale

Autori: E. D’angelo, A. Peres - Casa Editrice: edi-ermes

• Fisiologia e Biofisica delle cellule

Autori: V. Taglietti e C. Casella – Casa Editrice EdiSES

• Fisiologia Animale

Autori: D. Randall, W. Burggren, K. French - Casa Editrice: Zanichelli

• Fisiologia Umana - Un approccio integrato

Autori: D.U. Silverthorn - Casa Editrice: Pearson

Nel caso si scegliesse l’ultimo testo suggerito, i punti 3 e 4 del programma dovranno essere approfonditi su uno degli altri testi. Tutti i testi sono presenti nella Biblioteca del Dipartimento di Biologia e Biotecnologie “Charles Darwin” e sono a disposizione per consultazione e/o prestiti a breve termine.

Per un immediato aggiornamento dei testi o del materiale didattico distribuito dal docente consultare la pagina web del corso: https://elearning2.uniroma1.it

Obiettivi principali
L’obiettivo principale dell’insegnamento è di fornire la conoscenza dei processi fisiologici e biochimici alla base della vita delle piante. Il corso parte dallo studio del trasporto dell’acqua e dei nutrienti per giungere a temi importanti quali la fotosintesi per poi affrontare il ruolo degli ormoni vegetali fino ai meccanismi che regolano la maturazione del frutto. Lo studente apprenderà il meccanismo biochimico della fotosintesi nelle reazioni alla luce e in quelle di organicazione del carbonio e saprà distinguere i tra i vari metabolismi fotosintetici (C3, C4, CAM). La comprensione delle basi molecolari e fisiologiche dell’interazione simbiotica tra piante e funghi micorrizici e batteri azoto fissatori è anche un obiettivo importante del corso. I contenuti iniziali del corso si raccordano con quelli degli insegnamenti di Biologia Cellulare, Chimica generale ed inorganica, Chimica organica, Biochimica, Biologia Molecolare e Botanica e Diversità vegetale, per le conoscenze di base sulle cellule vegetali e sui meccanismi molecolari e fisiologici alla base del metabolismo cellulare. Il corso comprende lezioni frontali teoriche e metodologiche, dedicate alle tecniche e agli approcci innovativi relativi alla fisiologia e alle biotecnologie vegetali.
Risultati dell’apprendimento attesi A) Conoscenze e capacità di comprensione -Conoscenza dei meccanismi molecolari alla base dei principali processi fisiologici della pianta -Conoscenza dei processi attraverso cui la pianta è in grado di trasformare l’energia luminosa in energia chimica; -Conoscenza dei meccanismi che consentono alla pianta di recuperare dall’ambiente i nutrienti minerali; -Comprensione delle interazioni tra le principali vie metaboliche della pianta nel metabolismo primario -Comprensione dei meccanismi che la pianta sfrutta per reagire alle variazioni ambientali per mezzo di ormoni e fotorecettori. -Conoscenza delle tecniche di base per lo studio della fisiologia vegetale.
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione Lo studente acquisirà le capacità di: - usare la corretta terminologia scientifica dedicata alla fisiologia vegetale; -comprendere e discutere in modo critico i meccanismi attraverso cui la pianta vive e reagisce al cambiamento delle condizioni ambientali; - usare le tecniche alla base delle biotecnologie vegetali pianificando semplici protocolli sperimentali
C) Autonomia di giudizio -Acquisire autonomia di giudizio nel riconoscimento dei meccanismi molecolari alla base della fisiologia vegetale, per valutare la adeguatezza delle diverse tecniche analitiche, per interpretare protocolli metodologici e dati sperimentali di laboratorio. -Imparare a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese
D) Abilità comunicative -Saper esporre le nozioni esposte in aula e essere in grado di comunicare correttamente le conoscenze apprese.
E) Capacità di apprendimento -Acquisire un metodo di studio che gli consenta di affrontare autonomamente tematiche specifiche e affini alla fisiologia vegetale. -Acquisire la capacità di comprendere la terminologia specifica -Connettere in modo logico le conoscenze acquisite ottenendo padronanza dei temi rilevanti della fisiologia vegetale.

L’insegnamento prevede 64 ore di didattica frontale e 12 ore di laboratori didattici e lezioni metodologiche (x3):

LEZIONI TEORICHE (64 ORE)

CONCETTI INTRODUTTIVI (ore 8)

-Peculiarità metaboliche e funzionali della cellula vegetale: reticolo endoplasmatico, vacuolo, perossisomi, gliossisomi, corpi proteici, oleosomi, plastidi. La parete cellulare vegetale: composizione, architettura e biosintesi. Basi molecolari della funzione dei plasmodesmi

BILANCIO IDRICO, TRASPORTO DEI SOLUTI (ore 6)

• Potenziale elettrochimico e potenziale idrico. Componenti del potenziale idrico- Il movimento dell'acqua nella pianta. Trasporto a lunga distanza. Pressione radicale, modello della coesione-tensione. Continuum suolo-pianta-atmosfera. Trasporto dell’acqua dal suolo alla radice. Struttura dello xilema. Trasporto dell’acqua alle foglie. Traspirazione e sua regolazione. Gli stomi: struttura e meccanismi di controllo dell’apertura e chiusura.

ASSIMILAZIONE DEI NUTRIENTI (ore 8)

-Pompe ioniche. Significato fisiologico del potenziale elettrico di membrana. Nutrizione minerale delle piante. Piante e funghi simbionti: le micorrize. Metabolismo dell'azoto. Fissazione dell'azoto. Simbiosi leguminose-rhizobium. Assimilazione dell’azoto.

FOTOSINTESI (12 ore)

• Fotosintesi. I pigmenti fotosintetici. Organizzazione spaziale e funzione dei fotosistemi. Trasporto non-ciclico di elettroni, accettori e donatori di elettroni. Trasporto di protoni e fotofosforilazione. Trasporto ciclico e pseudociclico. Spillover. Ciclo di Calvin e sua regolazione. Fotorespirazione. Sistemi per concentrare la CO2 : Piante C4. Metabolismo acido delle crassulacee. Biosintesi del saccarosio e dell'amido e meccanismi fisiologici di regolazione.

TRASLOCAZIONE NEL FLOEMA E CATABOLISMO (8 ore)

• La traslocazione nel floema. Modello del flusso da pressione. Caratteristiche della traslocazione floematica: relazione sorgente-pozzo. Caricamento e scaricamento del floema. Ripartizione degli assimilati. Catabolismo-Pentoso Fosfati Gluconeogenesi

-FOTORECETTORI (6 ore)

Fotomorfogenesi. Fotorecettori della luce rossa e blu: Fitocromo, crittocromi e fototropine. Risposte alla luce rossa e blu. Trasduzione del segnale luminoso.

-ORMONI VEGETALI (12 ore)

-Gli ormoni vegetali. Auxine. Citochinine. Gibberelline. Acido abscissico. Etilene e frutto. Percezione e trasduzione del segnale ormonale.

-SEME E FIORITURA (4 ore)

Fisiologia del seme e. Ciclo del gliossilato. Cenni su fotoperiodismo e fioritura.

LEZIONI METODOLOGICHE E LABORATORI DIDATTICI (12 ORE X 3):

• metodi di caratterizzazione biochimica della parete cellulare
• metodi di estrazione e quantificazione dei pigmenti vegetali

L'esame mira a verificare il livello di conoscenza degli argomenti del programma e le capacità di ragionamento sviluppate dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con onori).

L'esame consente all'insegnante di verificare il raggiungimento degli obiettivi in termini di conoscenze e abilità acquisite e di abilità comunicative.

TAIZ L. - Fisiologia vegetale, Quarta edizione Italiana 2012 PICCIN.

LIONETTI V. - Fisiologia Vegetale Applicata 2020 Piccin.

Per un immediato aggiornamento dei testi o del materiale didattico distribuito dal docente consultare la pagina web del corso: (https://elearning2.uniroma1.it/login/index.php).

Obiettivi generali
Lo studente al termine del corso 1) conoscerà i principi di base della trasmissione dei caratteri ereditari nell’uomo e saprà analizzare la segregazione mendeliana negli alberi genealogici nonché effettuare analisi del linkage 2) saprà descrivere il tipo di variazione genetica alla base dei caratteri genetici normali e patologici più comuni nell’uomo 3) sarà in grado di analizzare la distribuzione della variazione genetica in una popolazione 4) sarà in grado di descrivere i meccanismi che determinano la stabilità o il cambiamento della struttura genetica delle popolazioni
Obiettivi specifici
-Conoscere e comprendere i principi fondamentali e le peculiarità della trasmissione dei caratteri ereditari nell’uomo; la variazione genetica nelle popolazioni, le forze che mantengono o che modificano la variazione genetica.
-Applicare la conoscenza e la comprensione: applicare le metodologie della genetica umana nella ricerca e nella pratica di laboratorio, dall’analisi di segregazione ad alcuni metodi molecolari; saper applicare e riconoscere i meccanismi microevolutivi che determinano la struttura genetica delle popolazioni a fenomeni osservati in popolazioni naturali con particolare riguardo alle popolazioni umane

• Autonomia di giudizio: alla fine del corso gli studenti, in base agli esempi ed esercizi proposti, sono messi in grado di valutare autonomamente dei dati di genetica umana e di popolazioni
  -Capacità comunicative: alla fine del corso gli studenti sono messi in grado di fornire informazioni e idee nel campo della genetica umana e delle popolazioni
  -Capacità di apprendere: alla fine del corso gli studenti avranno ricevuto le conoscenze di base di genetica umana e di popolazioni necessarie per intraprendere i successivi studi specialistici

Obiettivi principali L’insegnamento riguarda l’estensione delle leggi della genetica mendeliana alle popolazioni. Obiettivo principale del corso consiste nel fornire allo studente una conoscenza approfondita della diversità genetica presente all’interno delle popolazioni e di come questa possa variare nel tempo e nello spazio in conseguenza di diversi fattori evolutivi. Il corso richiede conoscenze di genetica mendeliana, fornite nell’insegnamento di genetica del primo anno, e conoscenze di base di statistica e di calcolo delle probabilità. Il corso si basa esclusivamente su lezioni frontali e comprenderà sia una trattazione di tipo formale delle problematiche proprie della disciplina, basata su semplici modelli matematici, sia una parte più applicativa nella quale verranno analizzati casi di interesse nell’evoluzione degli organismi vegetali ed animali. Durante il corso, gli studenti impareranno ed utilizzare software per la simulazione dei processi evolutivi e per il calcolo dei diversi indici genetici.
Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione -Conoscenza della variabilità genetica di animali e piante -Conoscenza e comprensione dei principali fattori alla base dell’evoluzione -Conoscenza e comprensione dei principali metodi per la ricostruzione della storia evolutiva delle popolazioni -Conoscenza e comprensione dei principali metodi di calcolo di parametri utili nella genetica di popolazioni
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione -Saper usare la terminologia specifica -Saper descrivere la composizione genetica delle popolazioni e di gruppi di individui -Essere in grado di dare un peso statistico alle osservazioni -Essere in grado di riconoscere i fattori evolutivi che hanno modellato la composizione genetica di una popolazione
C) Autonomia di giudizio -Attraverso l’analisi approfondita di molti casi di studio, lo studente sarà stimolato ad acquisire capacità di giudizio critico e imparerà a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese.
D) Abilità comunicative -Saper comunicare quanto appreso nel corso dell’esame orale -Durante le lezioni, gli studenti saranno stimolati a comunicare ed interagire con il docente e gli altri studenti su argomenti propri dell’insegnamento
E) Capacità di apprendimento - Apprendere la terminologia specifica - Connettere in modo logico le conoscenze acquisite - Identificare i temi più rilevanti della materia trattata ed essere in grado di approfondire indipendentemente argomenti avanzati di genetica di popolazioni.

Obiettivi principali L’insegnamento riguarda l’applicazione della genetica alle scienze forensi. Obiettivo principale del corso consiste nel fornire allo studente una conoscenza approfondita della variabilità genetica e come questa possa essere utilizzata come strumento di indagine forense in ambito civile e penale. Il corso richiede conoscenze di genetica mendeliana e delle popolazioni, fornite nell’insegnamento di genetica del primo anno, e conoscenze di base di statistica e di calcolo delle probabilità. Il corso comprende lezioni frontali durante le quali le nozioni relative alla variabilità genetica saranno applicate alla risoluzione di casi reali o simulati. Durante il corso gli studenti impareranno a consultare ed utilizzare via web varie tipologie di database, fondamentali per fornire un peso statistico ai test genetico-forensi.
Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione -Conoscenza della variabilità genetica umana -Conoscenza e comprensione delle principali tipologie di polimorfismi utilizzati nel campo della genetica forense -Conoscenza e comprensione dei principi alla base dei test di paternità e di identificazione personale -Conoscenza e comprensione dei principali metodi per la determinazione dei profili genetici
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione -Saper usare la terminologia specifica -Saper interpretare i profili genetici, risolvere i genotipi di differenti contributori nelle misture di DNA -Essere in grado di dare un peso statistico nei test di paternità e di identificazione personale -Essere in grado di scegliere le corrette procedure per risolvere differenti casi genetico-forensi
C) Autonomia di giudizio -Attraverso l’analisi approfondita di molti casi di studio, lo studente sarà stimolato ad acquisire capacità di giudizio critico e imparerà a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese.
D) Abilità comunicative -Saper comunicare quanto appreso nel corso dell’esame orale -Durante le lezioni, gli studenti saranno stimolati a comunicare ed interagire con il docente e gli altri studenti su argomenti propri dell’insegnamento
E) Capacità di apprendimento - Apprendere la terminologia specifica - Connettere in modo logico le conoscenze acquisite - Identificare i temi più rilevanti della materia trattata ed essere in grado di approfondire indipendentemente argomenti di genetica forense avanzata.

Obiettivi principali Il corso ha l’obiettivo di guidare lo studente nella comprensione dei meccanismi attraverso i quali il sistema immune protegge l’individuo dall’aggressione di microbi potenzialmente dannosi con cui viene a contatto durante la vita. Lo studente riceverà le basi concettuali per conoscere le cellule, i tessuti e le molecole del sistema immune ed i meccanismi responsabili dell’attivazione e maturazione delle risposte immuni in seguito all’incontro dei recettori delle cellule immuni con i componenti molecolari dei microbi. Inoltre saranno approfonditi i meccanismi delle risposte immuni innate e adattative nei diversi distretti e tessuti dell'organismo ed in risposta ai diversi patogeni. Il corso comprende lezioni frontali e sessioni di laboratorio didattico in aula, con descrizione delle tecniche sperimentali oggi utilizzate per l'analisi del funzionamento del sistema immune e attività di valutazione dell'apprendimento attraverso test scritti di simulazione dell'esame.
Obiettivi specifici 1. Conoscenze e capacità di comprensione - Conoscenza e comprensione del funzionamento delle molecole e dei tipi cellulari del sistema immune innato e adattativo - Conoscenza dei meccanismi di cooperazione ed integrazione delle risposte immuni innata ed adattativa e della loro - Conoscenza e comprensione delle risposte immuni innate e adattative nei diversi distretti e tessuti dell'organismo ed in risposta ai diversi patogeni - Conoscenza e comprensione delle tecniche sperimentali oggi utilizzate per l'analisi del funzionamento del sistema immune
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione - Saper usare la terminologia specifica della disciplina - Saper identificare le giuste procedure per risolvere i quesiti di Immunologia - Saper applicare la conoscenza degli specifici argomenti trattati a lezione e delle tecniche usate in immunologia
3. Capacità critiche e di giudizio - Lo studente imparerà a discutere e a valutare in modo critico i progressi raggiunti in campo immunologico e a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese
4. Capacità di comunicare quanto si è appreso - Lo studente sarà in grado di comunicare quanto appreso durante il corso dell’esame scritto
5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo nel corso della vita - Lo studente acquisirà non solo conoscenze di base, ma anche le metodologie e terminologia specifici del settore dell’Immunologia. Queste conoscenze permetteranno allo studente di proseguire il proprio studio in autonomia, anche dopo la fine del corso ed il superamento dell’esame.

Il Corso ha lo scopo di fornire le conoscenze adeguate dei meccanismi cellulari e molecolari alla base del corretto funzionamento del Sistema Immunitario. Gli obiettivi principali del corso saranno finalizzati alla conoscenza e comprensione dei meccanismi di funzionamento delle risposte immuni innata ed adattativa e della loro cooperazione ed integrazione. Inoltre saranno approfonditi i meccanismi delle risposte immuni innate e adattative nei diversi distretti e tessuti dell'organismo ed in risposta ai diversi patogeni. A tale scopo il corso sarà articolato come di seguito specificato:

• Introduzione generale al Sistema Immune
• Cellule e tessuti del sistema immune
• Meccanismi di reclutamento dei leucociti nei tessuti e negli organi linfoidi
• Immunità innata
• Cellule natural killer (NK)
• Struttura degli antigeni e degli anticorpi (Ig)
• Il sistema Maggiore di Istocompatibilità (MHC)
• Captazione, processazione e presentazione dell'antigene
• Il recettore per l'antigene dei linfociti T (TCR) e la trasduzione del segnale
• Il recettore per l'antigene dei linfociti B (BCR) e la trasduzione del segnale
• Maturazione dei linfociti T
• Maturazione dei linfociti B
• Tolleranza immunologica
• Risposte immuni cellulo-mediate
• Attivazione linfociti B
• Risposte umorali
• Immunità regionale e mucosale
• Immunità ai patogeni
• Ipersensibilità di tipo I: allergia

Gli argomenti descritti sopra saranno trattati durante 40 ore di corso. 8 ore saranno riservate ad attività di valutazione dell'apprendimento attraverso test scritti di simulazione dell'esame. Tali test avranno lo scopo di valutare le conoscenze acquisite dallo studente durante il corso. Al termine del corso gli studenti avranno acquisito conoscenza degli specifici argomenti trattati a lezione, la capacità di individuare i collegamenti tra le diverse parti del corso e la padronanza del linguaggio specifico della disciplina.

• Concetti generali (36 ore)
• Approfodnimento (4 ore)
• Test di autovalutazione dell'apprendimento (8 ore)

La valutazione dei risultati dell'apprendimento sarà accertata attraverso un esame scritto al termine del corso. Il primo appello è previsto due settimane dopo la conclusione del corso. Tale esame sarà costituito da 23 domande a risposta diretta sull'intero programma da svolgersi in un’ora e 30 minuti. Nella valutazione delle prova e nell’attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti dimostrato (superficiale, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (errori nell’applicare i concetti, discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima), della capacità di senso critico e di formulazione di giudizi (sufficiente, buona, ottima).

Abbas, Lichtman, Pillai. "Immunologia Cellulare e Molecolare". Edra. X Edizione

Obietti formativi
Il corso riguarda lo studio del cervello sia a livello strutturale che funzionale. L'obiettivo principale di questo insegnamento è quello di far acquisire allo studente conoscenze di base sui principi di funzionamento del cervello, con particolare riferimento alla regolazione del comportamento e dei processi mentali, in condizioni normali e patologiche. Il corso richiede conoscenze di base delle proprietà cellulari ed elettriche dei neuroni, e di biologia molecolare, acquisite nei corsi fondamentali della laurea triennale in Biologia. E' consigliabile inoltre avere una conoscenza di base della lingua inglese, tale da poter comprendere un articolo tratto dalla letteratura scientifica internazionale scritto in inglese. Il corso è articolato in lezioni frontali ed esercitazioni, e prevede la partecipazione ad un lavoro di gruppo.
Conoscenza e comprensione - conoscenza e comprensione delle teorie, concetti e applicazioni di base delle neuroscienze - conoscenza e comprensione di esempi della relazione struttura-funzione nel cervello - conoscenza e comprensione dell'influenza della relazione geni-ambiente sul cervello e sul comportamento - conoscenza e comprensione dei principali approcci metodologici utilizzati per lo studio del cervello
Capacità di applicare conoscenze e comprensione - saper utilizzare correttamente la terminologia specifica dell'ambito delle neuroscienze - saper discutere i molteplici aspetti della relazione struttura-funzione nel sistema nervoso centrale - saper identificare gli approcci metodologici possibili per rispondere ad una domanda sperimentale nell'ambito delle neuroscienze
Capacità critiche e di giudizio - saper analizzare un articolo scientifico nell'ambito delle neuroscienze
Capacità di comunicare quanto appreso - capacità di sintetizzare e comunicare le conoscenze apprese tramite una relazione scritta - capacità di sintetizzare e comunicare le conoscenze apprese oralmente
Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo nel corso della vita - al termine del corso lo studente dovrebbe essere in grado di affrontare problematiche più avanzate nell'ambito delle moderne neuroscienze - al termine del corso lo studente dovrebbe essere in grado di intraprendere altri corsi nell'ambito delle neuroscienze, come una laurea magistrale in ambito neurobiologico

La Bioinformatica è la disciplina che si occupa dell’analisi e dell’attribuzione di significato biologico alla grande quantità di dati biomolecolari ad oggi disponibili e rappresenta uno strumento imprescindibile nell’ambito delle attività di base e di ricerca biochimiche, biologico-molecolari, biomediche e biotecnologiche. Il corso di Laboratorio di bioinformatica ha l’obiettivo di introdurre lo studente di biologia all’uso dei più comuni strumenti computazionali oggi in uso nelle analisi bioinformatiche di sequenza e strutture sia di proteine che di acidi nucleici e all’acquisizione di conoscenze sul loro funzionamento. Gli studenti che supereranno l’esame avranno acquisito:
a) conoscenza e capacità di comprensione  della natura dei dati biomolecolari  della basi logiche dei più comuni programmi bioinformatici di analisi dati  capacità di elaborare semplici analisi bioinformatiche di dati in ambito applicativo e di ricerca
b) capacità di applicare conoscenza e comprensione  nell’utilizzo razionale ed efficace degli strumenti bioinformatici più comuni  nell’individuazione dello strumento adatto alla soluzione di un determinato problema biologico  saper progettare il trasferimento dei risultati teorici alla pratica sperimentale
c) autonomia di giudizio  saper individuare i limiti di applicazione degli strumenti bioinformatici  saper interpretare e applicare criticamente i risultati ottenuti
d) abilità comunicative  saper illustrare la logica utilizzata per individuare lo strumento bioinformatico adatto a risolvere un problema biologico  saper comunicare e spiegare il significato dei risultati durante un colloquio orale
e) capacità di apprendimento  le conoscenze di base per progredire autonomamente nell’apprendimento dell’uso e del funzionamento di strumenti bioinformatici più evoluti

MODULO II
Modulo: MODULO II
Il modulo 2 dell’insegnamento di Laboratorio di Bioinformatica è organizzato in cinque moduli tematici. Il contenuto dettagliato di ciascun modulo è disponibile sul sito web del corso al seguente indirizzo: https://sites.google.com/uniroma1.it/laboratoriodibioinformatica/home e riassunto qui di seguito:

Modulo 1: Genomica: cos’è? come nasce? Risorse utili in rete.

• Ripasso di concetti di biologia necessari per comprendere la genomica
• Introduzione alla bioinformatica genomica
• Genomica, trascrittomica, proteomica, metabolomica
• Risorse utili in rete: NCBI Gene, Ensembl, GENCODE, NCBI PubMed, miRBase, miRTarBase, g:Profile, BioMart

Modulo 2: ABC di shell scripting

• La linea di comando di Linux (Terminale)
• Comandi del linguaggio bash per:
• navigare il filesystem
• creare/modificare e salvare un file di testo semplice
• eseguire un programma,
• controllare la grandezza di un file di testo,
• editare un file di testo
• copiare, cancellare e spostare file e cartelle
• elaborare dati testuali
• cercare parole in un file di testo

Modulo 3: Analisi di espressione differenziale: scopi e modalità

• Scopo di un'analisi di espressione differenziale
• Come saggiare l'espressione genica su scala genomica
• Microarrays
• RNA-Seq
• Data repository: GEO (Gene Expression Omnibus), GEO2R, microarrays
• Modulo 4: Esplorazione dei genomi: UCSC genome browser
• Navigare l'informazione genomica: UCSC Genome Browser e Ensembl BioMart

Modulo 5: Analisi di reti in ambito genomico: esempi di applicazione

• Reti di interazione molecolari
• Integrazione di dati di espressione genica in una rete di interazioni
• Cytoscape: piattaforma software open source per la visualizzazione di reti complesse e la loro integrazione con dati di annotazione.

Modulo: MODULO I

• Descrizione delle principali banche di dati biologiche e delle modalità di interrogazione (2 ore)
• Confronto di due sequenze con algoritmi esatti ed euristici; confronto di due genomi (2 ore)
• Matrici di punteggio (1 ora)
• Ricerche in banche dati per somiglianza di sequenza (3 ore)
• Metodi per calcolare allineamenti multipli di sequenze (4 ore)
• Costruzione di profili e PSSM (2 ore)
• Ricerche con profili in banche dati; banche dati di profili (2 ore)
• Modelli di Markov Nascosti (HMM) e uso per ricerche in banche dati, allineamento di sequenze, previsione di strutture proteiche, previsione di geni (2 ore)
• Reti neurali e algoritmi di classificazione automatica; applicazione alla previsione di strutture secondarie, dell’accessibilità al solvente, peptidi segnale, epitopi antigenici, zone di interazione proteina-proteina (2 ore)
• Uso di programmi di grafica molecolare (2 ore)
• Modellazione per omologia (2 ore)

Modulo: MODULO II

Modulo: MODULO I

MODULO I
Modulo: MODULO II
Il modulo 2 dell’insegnamento di Laboratorio di Bioinformatica è organizzato in cinque moduli tematici. Il contenuto dettagliato di ciascun modulo è disponibile sul sito web del corso al seguente indirizzo: https://sites.google.com/uniroma1.it/laboratoriodibioinformatica/home e riassunto qui di seguito:

Modulo 1: Genomica: cos’è? come nasce? Risorse utili in rete.

• Ripasso di concetti di biologia necessari per comprendere la genomica
• Introduzione alla bioinformatica genomica
• Genomica, trascrittomica, proteomica, metabolomica
• Risorse utili in rete: NCBI Gene, Ensembl, GENCODE, NCBI PubMed, miRBase, miRTarBase, g:Profile, BioMart

Modulo 2: ABC di shell scripting

• La linea di comando di Linux (Terminale)
• Comandi del linguaggio bash per:
• navigare il filesystem
• creare/modificare e salvare un file di testo semplice
• eseguire un programma,
• controllare la grandezza di un file di testo,
• editare un file di testo
• copiare, cancellare e spostare file e cartelle
• elaborare dati testuali
• cercare parole in un file di testo

Modulo 3: Analisi di espressione differenziale: scopi e modalità

• Scopo di un'analisi di espressione differenziale
• Come saggiare l'espressione genica su scala genomica
• Microarrays
• RNA-Seq
• Data repository: GEO (Gene Expression Omnibus), GEO2R, microarrays
• Modulo 4: Esplorazione dei genomi: UCSC genome browser
• Navigare l'informazione genomica: UCSC Genome Browser e Ensembl BioMart

Modulo 5: Analisi di reti in ambito genomico: esempi di applicazione

• Reti di interazione molecolari
• Integrazione di dati di espressione genica in una rete di interazioni
• Cytoscape: piattaforma software open source per la visualizzazione di reti complesse e la loro integrazione con dati di annotazione.

Modulo: MODULO I

• Descrizione delle principali banche di dati biologiche e delle modalità di interrogazione (2 ore)
• Confronto di due sequenze con algoritmi esatti ed euristici; confronto di due genomi (2 ore)
• Matrici di punteggio (1 ora)
• Ricerche in banche dati per somiglianza di sequenza (3 ore)
• Metodi per calcolare allineamenti multipli di sequenze (4 ore)
• Costruzione di profili e PSSM (2 ore)
• Ricerche con profili in banche dati; banche dati di profili (2 ore)
• Modelli di Markov Nascosti (HMM) e uso per ricerche in banche dati, allineamento di sequenze, previsione di strutture proteiche, previsione di geni (2 ore)
• Reti neurali e algoritmi di classificazione automatica; applicazione alla previsione di strutture secondarie, dell’accessibilità al solvente, peptidi segnale, epitopi antigenici, zone di interazione proteina-proteina (2 ore)
• Uso di programmi di grafica molecolare (2 ore)
• Modellazione per omologia (2 ore)

Modulo: MODULO II

Modulo: MODULO I

MODULO II
Modulo: MODULO II
Il superamento con profitto di questo modulo verrà valutato mediante una prova pratica e un breve colloquio orale di commento al test svolto

Sia all'orale che nella prova pratica, i problemi da risolvere verteranno su argomenti trattati in questo corso, secondo la tipologia di piccoli problemi, sfide e domande che verranno via via incontrate nello svolgimento delle attività a lezione.

Modulo: MODULO I
La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di abilità acquisita nel selezionare e utilizzare gli strumenti illustrati durante il corso. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode).

L’esame si articola in una prova pratica e in un breve colloquio. La prova pratica consiste nella risoluzione di tre problemi attraverso l’uso di programmi bioinformatici mentre il colloquio verte sulla discussione dell’elaborato e su argomenti teorici generali. La votazione finale tiene conto delle due prove.

MODULO I
Modulo: MODULO II
Il superamento con profitto di questo modulo verrà valutato mediante una prova pratica e un breve colloquio orale di commento al test svolto

Sia all'orale che nella prova pratica, i problemi da risolvere verteranno su argomenti trattati in questo corso, secondo la tipologia di piccoli problemi, sfide e domande che verranno via via incontrate nello svolgimento delle attività a lezione.

Modulo: MODULO I
La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di abilità acquisita nel selezionare e utilizzare gli strumenti illustrati durante il corso. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode).

L’esame si articola in una prova pratica e in un breve colloquio. La prova pratica consiste nella risoluzione di tre problemi attraverso l’uso di programmi bioinformatici mentre il colloquio verte sulla discussione dell’elaborato e su argomenti teorici generali. La votazione finale tiene conto delle due prove.

MODULO II
Modulo: MODULO II
Il materiale didattico sarà reso via via disponibile alla pagina web del modulo:

https://sites.google.com/uniroma1.it/laboratoriodibioinformatica/home

Modulo: MODULO I
Il materiale didattico è disponibile sul sito elearning sotto forma di videolezioni e file pdf. Durante il corso saranno utilizzati server disponibili su rete e programmi gratuiti.

Testo facoltativo:

Pascarella Paiardini, Bioinformatica, Zanichelli

Modulo: MODULO II
N/D
Modulo: MODULO I
Loman, N., Watson, M. So you want to be a computational biologist?. Nat Biotechnol 31, 996–998 (2013). https://doi.org/10.1038/nbt.2740

MODULO I
Modulo: MODULO II
Il materiale didattico sarà reso via via disponibile alla pagina web del modulo:

https://sites.google.com/uniroma1.it/laboratoriodibioinformatica/home

Modulo: MODULO I
Il materiale didattico è disponibile sul sito elearning sotto forma di videolezioni e file pdf. Durante il corso saranno utilizzati server disponibili su rete e programmi gratuiti.

Testo facoltativo:

Pascarella Paiardini, Bioinformatica, Zanichelli

Modulo: MODULO II
N/D
Modulo: MODULO I
Loman, N., Watson, M. So you want to be a computational biologist?. Nat Biotechnol 31, 996–998 (2013). https://doi.org/10.1038/nbt.2740

Obiettivi generali
Al termine del corso e dopo il superamento dell’esame, lo studente avrà acquisito le conoscenze e competenze nelle aree sotto riportate. In generale sarà in grado di: spiegare i principi e le applicazioni delle più comuni metodologie biochimiche e di impostare un esperimento partendo dalla consultazione della letteratura fino all’esecuzione sul bancone del laboratorio. Sulla base delle conoscenze acquisite, lo studente avrà la capacità di interpretare e spiegare i risultati degli esperimenti biochimici attraverso l’interpretazione e la discussione dei risultati sperimentali. Le capacità critiche e di giudizio degli studenti saranno sviluppate grazie a numerose esercitazioni in classe in cui saranno svolti esercizi numerici e di ricerca in banche dati, e numerose esperienze pratiche di laboratorio (a partire dal clonaggio di frammenti di DNA prodotti per PCR fino alla purificazione e alla caratterizzazione di proteine con attività enzimatica). Le capacità di comunicazione saranno esercitate durante le lezioni teoriche e pratiche, che prevedono momenti di discussione aperta. In futuro lo studente potrà contare sulle conoscenze e competenze acquisite per il lavoro in laboratori di analisi e di ricerca.
Obiettivi specifici
a) Conoscenza e capacità di comprensione delle: - metodologie del DNA ricombinante (PCR, restrizioni, ligazioni); - metodologie preparative per la purificazione delle proteine (centrifugazione, cromatografia); - metodologie analitiche per lo studio di DNA e proteine (elettroforesi); - tecniche spettrofotometriche applicate allo studio delle proteine; - metodologie per lo studio della cinetica enzimatica;
b) Capacità di applicare conoscenza e comprensione: - capacità di applicare le tecniche appropriate a problemi sperimentali specifici, partendo dallo letteratura scientifica e dalla ricerca in banche dati; - capacità di progettare e portare avanti un esperimento biochimico riguardante struttura e funzione di DNA, proteine e enzimi. - capacità di interpretare e discutere i risultati sperimentali e di spiegare i fenomeni biologici in chiave biochimica;
c) Autonomia di giudizio: - saper risolvere autonomamente problemi biochimici sia numerici che pratici; - saper selezionare e valutare le tecniche più appropriate a risolvere un determinato problema sperimentale;
d) Abilità comunicative: - saper illustrare e spiegare i fenomeni biochimici con termini appropriati e con rigore logico; - saper descrivere il funzionamento delle principali tecniche biochimiche; - saper discutere e descrivere in chiave critica i risultati sperimentali;
e) Capacità di apprendimento: - acquisizione dei fondamenti e degli strumenti cognitivi per proseguire autonomamente nell’approfondimento della biochimica, sia dal punto di vista teorico che pratico; - acquisizione delle conoscenze di base per progredire autonomamente in altre discipline biologiche affini; - capacità di apprendere rapidamente e applicare le tecniche biochimiche in contesti lavorativi di laboratorio, con ampia autonomia di giudizio e progettazione.

Il corso di Lingua Inglese si propone di approfondire lo studio dell'inglese settoriale afferente al campo delle Scienze Biologiche, attraverso l'utilizzo di materiali testuali ed audio-visivi autentici, affiancando ad esso lo studio delle principali strutture morfosintattiche dell'inglese con l’obiettivo di migliorare la capacità di ricezione e produzione, orale e scritta. Il corso richiede una buona conoscenza della lingua inglese a livello B1 del quadro europeo dei livelli di conoscenza delle lingue straniere. Al termine dello stesso gli studenti saranno in grado di individuare ed utilizzare le principali strutture grammaticali inglesi, leggere e/o ascoltare materiale di carattere scientifico ed essere in grado di analizzarli ed esprimere una personale opinione.
Obiettivi specifici A. Conoscenze e capacità di comprensione - Conoscenza delle principali strutture grammaticali inglesi e del linguaggio settoriale afferente al campo delle Scienze Biologiche. - Capacità di comprensione di testi che presentano termini, espressioni, strutture sintattiche e modalità discorsive specifiche del linguaggio settoriale. - Capacità di comprensione e produzione orale e scritta B. Capacità di applicare conoscenza e comprensione - saper usare la terminologia specifica e strutture morfosintattiche dell’Inglese C. Autonomia di giudizio - acquisire capacità di esprimere una propria opinione, attraverso l’arricchimento del patrimonio lessicale e morfosintattico inglese. D. Abilità comunicative - saper comunicare quanto appreso nel corso in forma scritta e orale. E. Capacità di apprendimento - apprendere la terminologia specifica - identificare i temi più rilevanti delle materie trattate.

Il corso si concentra sulle competenze linguistiche richieste dal livello B1 del QCER. Gli studenti e le studentesse ripasseranno i tempi verbali principali (presente, passato e futuro), la forma passiva e i causativi, i condizionali di tipo 1-2-3, le proposizioni relative, i modali di deduzione e speculazione, le abitudini al presente e al passato (used to, be used, get used to, would). Un aspetto importante del corso è il lavoro sulla formazione delle parole: la formazione di nuove parole da quelle esistenti e l'identificazione di come le parole cambiano a seconda del contesto utilizzando prefissi, suffissi, nuove parole o modificando la categoria grammaticale di una parola. Questa pratica permette agli studenti e alle studentesse di ampliare il loro vocabolario e di comprendere meglio il concetto di famiglie di parole, ovvero come una singola radice possa avere molte forme diverse. Il vocabolario relativo all'argomento e i verbi frasali faranno anch'essi parte del programma. Conoscere i verbi frasali permette agli studenti e alle studentesse di esprimersi in modo più naturale, di parafrasare efficacemente e di esprimere concetti più complessi in modo conciso.

• Revisione delle forme verbali
• Testi di riferimento: Materiale pertinente fornito a lezione
• Derivazione e composizione delle parole
• Testi di riferimento: Materiale pertinente fornito a lezione
• Verbi frasali
• Testi di riferimento: Materiale pertinente fornito a lezione
• Esercizi di automatizzazione della lingua
• Testi di riferimento: Materiale pertinente fornito a lezione

L'esame è scritto e dura 45 minuti. Ci sono 30 domande. Gli studenti e le studentesse ottengono la sufficienza con un punteggio compreso tra 18 e 30. L'esame riflette il programma del corso con vari tipi di esercizi. Formazione delle parole: modificare le parole fornite in una serie di frasi. Verbi frasali e vocabolario: una serie di frasi con spazi vuoti che gli studenti e le studentesse devono riempire con un verbo, una particella o una parola a loro scelta. Formazione dei verbi: una serie di frasi in cui viene fornita la forma base del verbo e in cui gli studenti e le studentesse devono identificare e scrivere il tempo e la forma corretti del verbo.

Tutto i materiale didattico è reperibile in Google Classroom

Non prevista

Obiettivi formativi: Obiettivi principali L'insegnamento ha lo scopo di fornire allo studente conoscenze avanzate sui meccanismi molecolari e le vie di trasduzione del segnale che regolano l'attivazione, il differenziamento, le funzioni, la contrazione della risposta, il movimento e il metabolismo delle cellule effettrici dell'immunità innata (fagociti, cellule presentanti l'antigene, cellule natural killer e cellule linfoidi innate) e dell'immunità adattativa (linfociti T e B). La seconda parte del corso sarà focalizzata sulle strategie applicative e le metodiche immunologiche utilizzate nella ricerca di base e traslazionale ed in ambito terapeutico e diagnostico. Il corso comprenderà lezioni frontali e sessioni di laboratorio, con l'applicazione di tecniche sperimentali oggi utilizzate per l'analisi delle funzioni del sistema immunitario ed, inoltre, attività di valutazione dell'apprendimento attraverso test scritti di simulazione dell'esame. Obiettivi specifici 1. Conoscenze e capacità di comprensione - Conoscenza e comprensione della natura e del ruolo delle molecole e degli elementi cellulari coinvolti nel riconoscimento dei patogeni. - Conoscenza delle principali molecole e delle vie biochimiche coinvolte nella risposta proliferativa ed effettrice e nella morte delle cellule immunitarie. - Conoscenza e comprensione dei fattori molecolari che regolano il metabolismo cellulare e la loro funzione nell'attivazione e contrazione della risposta immune. - Conoscenza e comprensione di tecniche immunologiche e strategie applicative utilizzate nella ricerca di base e traslazionale ed in campo terapeutico e diagnostico. 2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione - Saper usare la terminologia specifica della disciplina. - Saper identificare le giuste procedure per risolvere i quesiti di Immunologia Molecolare. - Saper applicare la conoscenza degli specifici argomenti trattati a lezione, delle tecniche e approcci biotecnologici usati in Immunologia Molecolare. 3. Capacità critiche e di giudizio - Lo studente imparerà a discutere e a valutare in modo critico i progressi raggiunti nel campo dell’Immunologia Molecolare e a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese. 4. Capacità di comunicare quanto si è appreso - Lo studente sarà in grado di comunicare quanto appreso durante le lezioni frontali e i laboratori didattici. 5. Capacità di proseguire lo studio in modo autonomo nel corso della vita

• Lo studente acquisirà le metodologie e terminologia specifici del settore dell’Immunologia Molecolare. Queste conoscenze permetteranno allo studente di proseguire il proprio studio in autonomia, anche dopo la fine del corso ed il superamento dell’esame.

SYLLABUS TENTATIVO
Statistica descrittiva Variabili statistiche, frequenze e frequenze relative. Ortogrammi, istogrammi e altre rappresentazioni grafiche. Mediana e quantili, boxplot. Media aritmetica, varianza e deviazione standard. Covarianza e correlazione, retta di regressione.
Richiami e complementi di probabilità Variabili aleatorie discrete e continue: valore atteso, varianza, covarianza, principali variabili aleatorie di interesse biologico. Legge dei grandi numeri. Teorema del limite centrale.
Statistica inferenziale Introduzione ai test statistici: test binomiale, z-test. Uso delle variabili normali nella statistica inferenziale. Test per le medie campionarie; test del chi-quadro per l’adattamento e per l’indipendenza. Analisi della varianza (ANOVA).

Obiettivi generali Scopo di questo corso è di fornire le conoscenze delle tecniche sperimentali molecolari, al fine di consentire un approccio e un'analisi critica delle sperimentazioni genetico-molecolari. Verranno descritti i principi e le tecniche di manipolazione genetica, sia nella ricerca di base che nell’ambito delle loro applicazioni biomediche e agronomiche. Verranno affrontate sia le tecniche di base della manipolazione di acidi nucleici e proteine, fino a quelle di ultima generazione per studi di tipo molecolari su larga scala. Inoltre verranno presentati e discussi articoli scientifici con esempi reali di utilizzo di queste tecniche, aggiornati ogni anno. Verranno discussi anche i progressi più recenti nel campo e le implicazioni etiche di queste ricerche.

• Obiettivi specifici
  Conoscenza e capacità di comprensione – Lo studente acquisirà i concetti essenziali e le tecniche usate in ingegneria genetica.
  Capacità di applicare conoscenza e comprensione – Lo studente acquisirà le capacità di interpretare e discutere la ricerca corrente nell’ambito dell’ingegneria genetica
  Autonomia di giudizio – Lo studente imparerà a discutere e valutare in modo critico uno studio nell’ambito dell’ingegneria genetica, e le sue implicazioni etiche
  Abilità comunicative – Gli studenti in aula verranno stimolati a presentare loro stessi davanti ai loro colleghi una corta descrizione ed analisi di un articolo della letteratura corrente scelto insieme al docente
  Capacità di apprendimento – Lo studente acquisirà non solo le basi scientifiche, ma anche le metodologie ed il vocabolario specifici del settore dell’ingegneria genetica. Queste conoscenze permetteranno allo studente di proseguire il proprio studio in autonomia, anche dopo la fine del corso ed il superamento dell’esame.

Obiettivi formativi

La moderna visione del mondo microbico ha superato la semplicistica percezione dei microrganismi come vettori di patologie di diversa gravità per l’uomo. Oggi i microrganismi sono maggiormente percepiti come componenti essenziali degli organismi eucariotici, come costituenti principali degli ecosistemi e come mediatori spesso indispensabili nei processi produttivi ed industriali. L’insegnamento della Microbiologia e Virologia ha quindi l’obiettivo di fornire quegli elementi conoscitivi che permettano agli studenti di comprendere la dualità del mondo microbico. Gli obiettivi specifici saranno volti a integrare in modo sequenziale e cumulativo in un percorso didattico razionale le nozioni concernenti le strutture batteriche e virali, gli specifici rapporti di struttura e funzione di queste e l’evoluzione e l’organizzazione dei genomi. Queste nozioni costituiranno la base per la comprensione dei meccanismi molecolari che regolano l’interazione dei microrganismi con gli ambienti abiotici e biotici. L’acquisizione di questa rete di conoscenze fornirà allo studente gli strumenti per valutare in modo informato e consapevole il ruolo dei microorganismi in ambito biomedico , biotecnologico ed ambientale.

Obiettivi specifici

Conoscenza e capacità di comprensione

Al termine del Corso lo studente avrà acquisito conoscenza e capacità di comprensione su:

• Struttura della cellula procariotica (Batteri e Archea) e biosintesi dei componenti cellulari
• Organizzazione del genoma batterico e ruolo degli elementi genetici mobili
• Tecniche di cultura dei microrganismi e procedure per il loro controllo
• Processi di colonizzazione batterica dell’ospite e dell’ambiente.
• Meccanismo d’azione degli antibiotici e processi di antibiotico resistenza
• Organizzazione dei genomi virali e strategie di moltiplicazione dei virus
• Interazioni tra virus e cellula ospite e meccanismi genetici che influenzano l’evoluzione dei virus.

B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione

• Capire il ruolo chiave svolto dai microrganismi nelle interazioni con l’ospite e con l’ambiente
• Comprendere i fenomeni biologici degli organismi complessi attingendo alle conoscenze sui microrganismi;

C) Autonomia di giudizio

• Filtrare in modo consapevole e ragionato le informazioni sul mondo dei microrganismi;
• Prendere decisioni consapevoli sull’uso di prodotti derivanti da batteri o virus e sulla rilevanza dei vaccini;

D) Abilità comunicative

• Saper comunicar e le informazioni acquisite sui microrganismi in modo corretto e consapevole
• Interpretare seguendo schemi conoscitivi appropriati i fenomeni associati ai microrganismi su scala personale e sociale;

Capacità di apprendimento

Apprendere la terminologia specifica

Essere in grado di effettuare collegamenti logici tra i vari argomenti

Modulo: MICROBIOLOGIA
Ci si attende che gli studenti che seguono il corso acquisiscano conoscenze sui microrganismi, le loro caratteristiche strutturali e funzionali e sulla loro genetica.

Inoltre essi dovranno dimostrare di aver compreso la natura delle interazioni dei mirorganismi con i lorro eventuali ospiti, incluso i nei casi patologici.

Modulo: VIROLOGIA
N/D

Modulo: MICROBIOLOGIA
Lezioni frontali

I Modulo: Microbiologia (52 ore)

1) Struttura e funzione della cellula procariotica (20 ore)

Scoperta del mondo microbico: principali esperimenti storici. La diversità ed evoluzione nei microrganismi. Struttura, funzione e biosintesi della parete cellulare dei Batteri e negli Archea. I sistemi di esportazione e di secrezione. gli organelli citoplasmatici. Struttura e funzione della membrana citoplasmatica. Biosintesi e funzione del flagello e dei pili. La divisione cellulare e la sporulazione. Sistemi di regolazione nei Batteri. Terreni di coltura e la crescita nei batteri.

2) Il genoma batterico, plasticità ed evoluzione (10 ore)

Organizzazione del cromosoma batterico: il nucleoide. I plasmidi: struttura, funzione e meccanismi di replicazione. Gli elementi trasponibili. Gli integroni. Meccanismi di trasferimento genico orizzontale. Formazione dei ceppi Hfr. La coniugazione. La trasformazione.

Interazione dei microrganismi con gli ambienti biotici e abiotici (10 ore)

Concetto di microbiota e di microbioma. Meccanismo d’azione delle esotossine. Fattori di virulenza e sistemi di difesa naturali. Il quorum sensing e la formazione dei biofilm. Le principali classi di antibiotici, meccanismi di azione e insorgenza della resistenza. I sistemi di trasduzione del segnale: dalla sintesi delle porine alla chemiotassi. L’interazione dei microrganismi con gli organismi eucariotici: dalla simbiosi alla virulenza. Adattamento genico alle risposte degli ospiti. Cenni di immunità innata.

Laboratori didattici (12 ore)

Terreni di coltura e preparazione delle piastre

Le culture e la conta batterica: le diluzioni.

Il test di Gram: la colorazione differenziale e l’analisi al microscopio ottico.

L’antibiogramma: analisi della sensibilità e resistenza dei batteri agli antibiotici.

Il test di Ames: risposta dei batteri alle radiazioni UV.

Metodi di diagnosi in virologia e metodi di titolazione di preparazioni virali

La lisi fagica e analisi delle placche di lisi: determinazione del titolo fagico

Modulo: VIROLOGIA
N/D

Modulo: MICROBIOLOGIA
N/D
Modulo: VIROLOGIA
N/D

Modulo: MICROBIOLOGIA
La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di conoscenza e di approfondimento degli argomenti del programma dell’insegnamento e la capacità di ragionamento acquisita dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode) e corrisponde alla media ponderata dei voti ottenuti nei due moduli.

L’ esame consiste in una prova orale per il Modulo di Microbiologia e in una prova orale per il Modulo di Virologia. L’esame viene svolto prendendo in considerazione le diverse tematiche affrontate durante il Corso e consente di verificare il raggiungimento degli obiettivi in termini di conoscenze e competenze acquisite, valutando la chiarezza espositiva, la proprietà di linguaggio e la capacità critica dello studente. Per superare l’esame è necessario ottenere come minimo la votazione di 18/30 in entrambi i moduli. Il voto finale è determinato dalla media ponderata del voto nei due moduli.

Per conseguire il punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve dimostrare di aver acquisito un’ottima conoscenza degli argomenti trattati nei due moduli del Corso e di essere capace di creare delle connessioni logiche e coerenti tra i vari temi studiati.

Modulo: VIROLOGIA
N/D

Modulo: MICROBIOLOGIA
Gianni Dehò e Enrica Galli "Biologia dei microrganismi" seconda edizione

Madigan M.T. and Martinko J.M. : Brock, Biologia dei microorganismi.

Modulo: VIROLOGIA
N/D

Modulo: MICROBIOLOGIA
N/D
Modulo: VIROLOGIA
N/D

Obiettivi formativi
La moderna visione del mondo microbico ha superato la semplicistica percezione dei microrganismi come vettori di patologie di diversa gravità per l’uomo. Oggi i microrganismi sono maggiormente percepiti come componenti essenziali degli organismi eucariotici, come costituenti principali degli ecosistemi e come mediatori spesso indispensabili nei processi produttivi ed industriali. L’insegnamento della Microbiologia e Virologia ha quindi l’obiettivo di fornire quegli elementi conoscitivi che permettano agli studenti di comprendere la dualità del mondo microbico. Gli obiettivi specifici saranno volti a integrare in modo sequenziale e cumulativo in un percorso didattico razionale le nozioni concernenti le strutture batteriche e virali, gli specifici rapporti di struttura e funzione di queste e l’evoluzione e l’organizzazione dei genomi. Queste nozioni costituiranno la base per la comprensione dei meccanismi molecolari che regolano l’interazione dei microrganismi con gli ambienti abiotici e biotici. L’acquisizione di questa rete di conoscenze fornirà allo studente gli strumenti per valutare in modo informato e consapevole il ruolo dei microorganismi in ambito biomedico , biotecnologico ed ambientale.
Obiettivi specifici
Conoscenza e capacità di comprensione Al termine del Corso lo studente avrà acquisito conoscenza e capacità di comprensione su: - Struttura della cellula procariotica (Batteri e Archea) e biosintesi dei componenti cellulari - Organizzazione del genoma batterico e ruolo degli elementi genetici mobili - Tecniche di cultura dei microrganismi e procedure per il loro controllo - Processi di colonizzazione batterica dell’ospite e dell’ambiente. - Meccanismo d’azione degli antibiotici e processi di antibiotico resistenza - Organizzazione dei genomi virali e strategie di moltiplicazione dei virus - Interazioni tra virus e cellula ospite e meccanismi genetici che influenzano l’evoluzione dei virus.
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - Capire il ruolo chiave svolto dai microrganismi nelle interazioni con l’ospite e con l’ambiente - Comprendere i fenomeni biologici degli organismi complessi attingendo alle conoscenze sui microrganismi;
C) Autonomia di giudizio - Filtrare in modo consapevole e ragionato le informazioni sul mondo dei microrganismi; - Prendere decisioni consapevoli sull’uso di prodotti derivanti da batteri o virus e sulla rilevanza dei vaccini;
D) Abilità comunicative - Saper comunicar e le informazioni acquisite sui microrganismi in modo corretto e consapevole - Interpretare seguendo schemi conoscitivi appropriati i fenomeni associati ai microrganismi su scala personale e sociale;
Capacità di apprendimento Apprendere la terminologia specifica Essere in grado di effettuare collegamenti logici tra i vari argomenti

MICROBIOLOGIA
Modulo: MICROBIOLOGIA
Lezioni frontali

I Modulo: Microbiologia (52 ore)

1) Struttura e funzione della cellula procariotica (20 ore)

Scoperta del mondo microbico: principali esperimenti storici. La diversità ed evoluzione nei microrganismi. Struttura, funzione e biosintesi della parete cellulare dei Batteri e negli Archea. I sistemi di esportazione e di secrezione. gli organelli citoplasmatici. Struttura e funzione della membrana citoplasmatica. Biosintesi e funzione del flagello e dei pili. La divisione cellulare e la sporulazione. Sistemi di regolazione nei Batteri. Terreni di coltura e la crescita nei batteri.

2) Il genoma batterico, plasticità ed evoluzione (10 ore)

Organizzazione del cromosoma batterico: il nucleoide. I plasmidi: struttura, funzione e meccanismi di replicazione. Gli elementi trasponibili. Gli integroni. Meccanismi di trasferimento genico orizzontale. Formazione dei ceppi Hfr. La coniugazione. La trasformazione.

Interazione dei microrganismi con gli ambienti biotici e abiotici (10 ore)

Concetto di microbiota e di microbioma. Meccanismo d’azione delle esotossine. Fattori di virulenza e sistemi di difesa naturali. Il quorum sensing e la formazione dei biofilm. Le principali classi di antibiotici, meccanismi di azione e insorgenza della resistenza. I sistemi di trasduzione del segnale: dalla sintesi delle porine alla chemiotassi. L’interazione dei microrganismi con gli organismi eucariotici: dalla simbiosi alla virulenza. Adattamento genico alle risposte degli ospiti. Cenni di immunità innata.

Laboratori didattici (12 ore)

Terreni di coltura e preparazione delle piastre

Le culture e la conta batterica: le diluzioni.

Il test di Gram: la colorazione differenziale e l’analisi al microscopio ottico.

L’antibiogramma: analisi della sensibilità e resistenza dei batteri agli antibiotici.

Il test di Ames: risposta dei batteri alle radiazioni UV.

Metodi di diagnosi in virologia e metodi di titolazione di preparazioni virali

La lisi fagica e analisi delle placche di lisi: determinazione del titolo fagico

Modulo: VIROLOGIA
N/D

Modulo: MICROBIOLOGIA
N/D
Modulo: VIROLOGIA
N/D

VIROLOGIA
Modulo: MICROBIOLOGIA
Lezioni frontali

I Modulo: Microbiologia (52 ore)

1) Struttura e funzione della cellula procariotica (20 ore)

Scoperta del mondo microbico: principali esperimenti storici. La diversità ed evoluzione nei microrganismi. Struttura, funzione e biosintesi della parete cellulare dei Batteri e negli Archea. I sistemi di esportazione e di secrezione. gli organelli citoplasmatici. Struttura e funzione della membrana citoplasmatica. Biosintesi e funzione del flagello e dei pili. La divisione cellulare e la sporulazione. Sistemi di regolazione nei Batteri. Terreni di coltura e la crescita nei batteri.

2) Il genoma batterico, plasticità ed evoluzione (10 ore)

Organizzazione del cromosoma batterico: il nucleoide. I plasmidi: struttura, funzione e meccanismi di replicazione. Gli elementi trasponibili. Gli integroni. Meccanismi di trasferimento genico orizzontale. Formazione dei ceppi Hfr. La coniugazione. La trasformazione.

Interazione dei microrganismi con gli ambienti biotici e abiotici (10 ore)

Concetto di microbiota e di microbioma. Meccanismo d’azione delle esotossine. Fattori di virulenza e sistemi di difesa naturali. Il quorum sensing e la formazione dei biofilm. Le principali classi di antibiotici, meccanismi di azione e insorgenza della resistenza. I sistemi di trasduzione del segnale: dalla sintesi delle porine alla chemiotassi. L’interazione dei microrganismi con gli organismi eucariotici: dalla simbiosi alla virulenza. Adattamento genico alle risposte degli ospiti. Cenni di immunità innata.

Laboratori didattici (12 ore)

Terreni di coltura e preparazione delle piastre

Le culture e la conta batterica: le diluzioni.

Il test di Gram: la colorazione differenziale e l’analisi al microscopio ottico.

L’antibiogramma: analisi della sensibilità e resistenza dei batteri agli antibiotici.

Il test di Ames: risposta dei batteri alle radiazioni UV.

Metodi di diagnosi in virologia e metodi di titolazione di preparazioni virali

La lisi fagica e analisi delle placche di lisi: determinazione del titolo fagico

Modulo: VIROLOGIA
N/D

Modulo: MICROBIOLOGIA
N/D
Modulo: VIROLOGIA
N/D

MICROBIOLOGIA
Modulo: MICROBIOLOGIA
Lezioni frontali

I Modulo: Microbiologia (52 ore)

1) Struttura e funzione della cellula procariotica (20 ore)

Scoperta del mondo microbico: principali esperimenti storici. La diversità ed evoluzione nei microrganismi. Struttura, funzione e biosintesi della parete cellulare dei Batteri e negli Archea. I sistemi di esportazione e di secrezione. gli organelli citoplasmatici. Struttura e funzione della membrana citoplasmatica. Biosintesi e funzione del flagello e dei pili. La divisione cellulare e la sporulazione. Sistemi di regolazione nei Batteri. Terreni di coltura e la crescita nei batteri.

2) Il genoma batterico, plasticità ed evoluzione (10 ore)

Organizzazione del cromosoma batterico: il nucleoide. I plasmidi: struttura, funzione e meccanismi di replicazione. Gli elementi trasponibili. Gli integroni. Meccanismi di trasferimento genico orizzontale. Formazione dei ceppi Hfr. La coniugazione. La trasformazione.

Interazione dei microrganismi con gli ambienti biotici e abiotici (10 ore)

Concetto di microbiota e di microbioma. Meccanismo d’azione delle esotossine. Fattori di virulenza e sistemi di difesa naturali. Il quorum sensing e la formazione dei biofilm. Le principali classi di antibiotici, meccanismi di azione e insorgenza della resistenza. I sistemi di trasduzione del segnale: dalla sintesi delle porine alla chemiotassi. L’interazione dei microrganismi con gli organismi eucariotici: dalla simbiosi alla virulenza. Adattamento genico alle risposte degli ospiti. Cenni di immunità innata.

Laboratori didattici (12 ore)

Terreni di coltura e preparazione delle piastre

Le culture e la conta batterica: le diluzioni.

Il test di Gram: la colorazione differenziale e l’analisi al microscopio ottico.

L’antibiogramma: analisi della sensibilità e resistenza dei batteri agli antibiotici.

Il test di Ames: risposta dei batteri alle radiazioni UV.

Metodi di diagnosi in virologia e metodi di titolazione di preparazioni virali

La lisi fagica e analisi delle placche di lisi: determinazione del titolo fagico

Modulo: VIROLOGIA
N/D

Modulo: MICROBIOLOGIA
N/D
Modulo: VIROLOGIA
N/D

VIROLOGIA
Modulo: MICROBIOLOGIA
Lezioni frontali

I Modulo: Microbiologia (52 ore)

1) Struttura e funzione della cellula procariotica (20 ore)

Scoperta del mondo microbico: principali esperimenti storici. La diversità ed evoluzione nei microrganismi. Struttura, funzione e biosintesi della parete cellulare dei Batteri e negli Archea. I sistemi di esportazione e di secrezione. gli organelli citoplasmatici. Struttura e funzione della membrana citoplasmatica. Biosintesi e funzione del flagello e dei pili. La divisione cellulare e la sporulazione. Sistemi di regolazione nei Batteri. Terreni di coltura e la crescita nei batteri.

2) Il genoma batterico, plasticità ed evoluzione (10 ore)

Organizzazione del cromosoma batterico: il nucleoide. I plasmidi: struttura, funzione e meccanismi di replicazione. Gli elementi trasponibili. Gli integroni. Meccanismi di trasferimento genico orizzontale. Formazione dei ceppi Hfr. La coniugazione. La trasformazione.

Interazione dei microrganismi con gli ambienti biotici e abiotici (10 ore)

Concetto di microbiota e di microbioma. Meccanismo d’azione delle esotossine. Fattori di virulenza e sistemi di difesa naturali. Il quorum sensing e la formazione dei biofilm. Le principali classi di antibiotici, meccanismi di azione e insorgenza della resistenza. I sistemi di trasduzione del segnale: dalla sintesi delle porine alla chemiotassi. L’interazione dei microrganismi con gli organismi eucariotici: dalla simbiosi alla virulenza. Adattamento genico alle risposte degli ospiti. Cenni di immunità innata.

Laboratori didattici (12 ore)

Terreni di coltura e preparazione delle piastre

Le culture e la conta batterica: le diluzioni.

Il test di Gram: la colorazione differenziale e l’analisi al microscopio ottico.

L’antibiogramma: analisi della sensibilità e resistenza dei batteri agli antibiotici.

Il test di Ames: risposta dei batteri alle radiazioni UV.

Metodi di diagnosi in virologia e metodi di titolazione di preparazioni virali

La lisi fagica e analisi delle placche di lisi: determinazione del titolo fagico

Modulo: VIROLOGIA
N/D

Modulo: MICROBIOLOGIA
N/D
Modulo: VIROLOGIA
N/D

MICROBIOLOGIA
Modulo: MICROBIOLOGIA
Lezioni frontali

I Modulo: Microbiologia (52 ore)

1) Struttura e funzione della cellula procariotica (20 ore)

Scoperta del mondo microbico: principali esperimenti storici. La diversità ed evoluzione nei microrganismi. Struttura, funzione e biosintesi della parete cellulare dei Batteri e negli Archea. I sistemi di esportazione e di secrezione. gli organelli citoplasmatici. Struttura e funzione della membrana citoplasmatica. Biosintesi e funzione del flagello e dei pili. La divisione cellulare e la sporulazione. Sistemi di regolazione nei Batteri. Terreni di coltura e la crescita nei batteri.

2) Il genoma batterico, plasticità ed evoluzione (10 ore)

Organizzazione del cromosoma batterico: il nucleoide. I plasmidi: struttura, funzione e meccanismi di replicazione. Gli elementi trasponibili. Gli integroni. Meccanismi di trasferimento genico orizzontale. Formazione dei ceppi Hfr. La coniugazione. La trasformazione.

Interazione dei microrganismi con gli ambienti biotici e abiotici (10 ore)

Concetto di microbiota e di microbioma. Meccanismo d’azione delle esotossine. Fattori di virulenza e sistemi di difesa naturali. Il quorum sensing e la formazione dei biofilm. Le principali classi di antibiotici, meccanismi di azione e insorgenza della resistenza. I sistemi di trasduzione del segnale: dalla sintesi delle porine alla chemiotassi. L’interazione dei microrganismi con gli organismi eucariotici: dalla simbiosi alla virulenza. Adattamento genico alle risposte degli ospiti. Cenni di immunità innata.

Laboratori didattici (12 ore)

Terreni di coltura e preparazione delle piastre

Le culture e la conta batterica: le diluzioni.

Il test di Gram: la colorazione differenziale e l’analisi al microscopio ottico.

L’antibiogramma: analisi della sensibilità e resistenza dei batteri agli antibiotici.

Il test di Ames: risposta dei batteri alle radiazioni UV.

Metodi di diagnosi in virologia e metodi di titolazione di preparazioni virali

La lisi fagica e analisi delle placche di lisi: determinazione del titolo fagico

Modulo: VIROLOGIA
N/D

Modulo: MICROBIOLOGIA
N/D
Modulo: VIROLOGIA
N/D

VIROLOGIA
Modulo: MICROBIOLOGIA
Lezioni frontali

I Modulo: Microbiologia (52 ore)

1) Struttura e funzione della cellula procariotica (20 ore)

Scoperta del mondo microbico: principali esperimenti storici. La diversità ed evoluzione nei microrganismi. Struttura, funzione e biosintesi della parete cellulare dei Batteri e negli Archea. I sistemi di esportazione e di secrezione. gli organelli citoplasmatici. Struttura e funzione della membrana citoplasmatica. Biosintesi e funzione del flagello e dei pili. La divisione cellulare e la sporulazione. Sistemi di regolazione nei Batteri. Terreni di coltura e la crescita nei batteri.

2) Il genoma batterico, plasticità ed evoluzione (10 ore)

Organizzazione del cromosoma batterico: il nucleoide. I plasmidi: struttura, funzione e meccanismi di replicazione. Gli elementi trasponibili. Gli integroni. Meccanismi di trasferimento genico orizzontale. Formazione dei ceppi Hfr. La coniugazione. La trasformazione.

Interazione dei microrganismi con gli ambienti biotici e abiotici (10 ore)

Concetto di microbiota e di microbioma. Meccanismo d’azione delle esotossine. Fattori di virulenza e sistemi di difesa naturali. Il quorum sensing e la formazione dei biofilm. Le principali classi di antibiotici, meccanismi di azione e insorgenza della resistenza. I sistemi di trasduzione del segnale: dalla sintesi delle porine alla chemiotassi. L’interazione dei microrganismi con gli organismi eucariotici: dalla simbiosi alla virulenza. Adattamento genico alle risposte degli ospiti. Cenni di immunità innata.

Laboratori didattici (12 ore)

Terreni di coltura e preparazione delle piastre

Le culture e la conta batterica: le diluzioni.

Il test di Gram: la colorazione differenziale e l’analisi al microscopio ottico.

L’antibiogramma: analisi della sensibilità e resistenza dei batteri agli antibiotici.

Il test di Ames: risposta dei batteri alle radiazioni UV.

Metodi di diagnosi in virologia e metodi di titolazione di preparazioni virali

La lisi fagica e analisi delle placche di lisi: determinazione del titolo fagico

Modulo: VIROLOGIA
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Modulo: MICROBIOLOGIA
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MICROBIOLOGIA
Modulo: MICROBIOLOGIA
Lezioni frontali

I Modulo: Microbiologia (52 ore)

1) Struttura e funzione della cellula procariotica (20 ore)

Scoperta del mondo microbico: principali esperimenti storici. La diversità ed evoluzione nei microrganismi. Struttura, funzione e biosintesi della parete cellulare dei Batteri e negli Archea. I sistemi di esportazione e di secrezione. gli organelli citoplasmatici. Struttura e funzione della membrana citoplasmatica. Biosintesi e funzione del flagello e dei pili. La divisione cellulare e la sporulazione. Sistemi di regolazione nei Batteri. Terreni di coltura e la crescita nei batteri.

2) Il genoma batterico, plasticità ed evoluzione (10 ore)

Organizzazione del cromosoma batterico: il nucleoide. I plasmidi: struttura, funzione e meccanismi di replicazione. Gli elementi trasponibili. Gli integroni. Meccanismi di trasferimento genico orizzontale. Formazione dei ceppi Hfr. La coniugazione. La trasformazione.

Interazione dei microrganismi con gli ambienti biotici e abiotici (10 ore)

Concetto di microbiota e di microbioma. Meccanismo d’azione delle esotossine. Fattori di virulenza e sistemi di difesa naturali. Il quorum sensing e la formazione dei biofilm. Le principali classi di antibiotici, meccanismi di azione e insorgenza della resistenza. I sistemi di trasduzione del segnale: dalla sintesi delle porine alla chemiotassi. L’interazione dei microrganismi con gli organismi eucariotici: dalla simbiosi alla virulenza. Adattamento genico alle risposte degli ospiti. Cenni di immunità innata.

Laboratori didattici (12 ore)

Terreni di coltura e preparazione delle piastre

Le culture e la conta batterica: le diluzioni.

Il test di Gram: la colorazione differenziale e l’analisi al microscopio ottico.

L’antibiogramma: analisi della sensibilità e resistenza dei batteri agli antibiotici.

Il test di Ames: risposta dei batteri alle radiazioni UV.

Metodi di diagnosi in virologia e metodi di titolazione di preparazioni virali

La lisi fagica e analisi delle placche di lisi: determinazione del titolo fagico

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Modulo: MICROBIOLOGIA
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Lezioni frontali

I Modulo: Microbiologia (52 ore)

1) Struttura e funzione della cellula procariotica (20 ore)

Scoperta del mondo microbico: principali esperimenti storici. La diversità ed evoluzione nei microrganismi. Struttura, funzione e biosintesi della parete cellulare dei Batteri e negli Archea. I sistemi di esportazione e di secrezione. gli organelli citoplasmatici. Struttura e funzione della membrana citoplasmatica. Biosintesi e funzione del flagello e dei pili. La divisione cellulare e la sporulazione. Sistemi di regolazione nei Batteri. Terreni di coltura e la crescita nei batteri.

2) Il genoma batterico, plasticità ed evoluzione (10 ore)

Organizzazione del cromosoma batterico: il nucleoide. I plasmidi: struttura, funzione e meccanismi di replicazione. Gli elementi trasponibili. Gli integroni. Meccanismi di trasferimento genico orizzontale. Formazione dei ceppi Hfr. La coniugazione. La trasformazione.

Interazione dei microrganismi con gli ambienti biotici e abiotici (10 ore)

Concetto di microbiota e di microbioma. Meccanismo d’azione delle esotossine. Fattori di virulenza e sistemi di difesa naturali. Il quorum sensing e la formazione dei biofilm. Le principali classi di antibiotici, meccanismi di azione e insorgenza della resistenza. I sistemi di trasduzione del segnale: dalla sintesi delle porine alla chemiotassi. L’interazione dei microrganismi con gli organismi eucariotici: dalla simbiosi alla virulenza. Adattamento genico alle risposte degli ospiti. Cenni di immunità innata.

Laboratori didattici (12 ore)

Terreni di coltura e preparazione delle piastre

Le culture e la conta batterica: le diluzioni.

Il test di Gram: la colorazione differenziale e l’analisi al microscopio ottico.

L’antibiogramma: analisi della sensibilità e resistenza dei batteri agli antibiotici.

Il test di Ames: risposta dei batteri alle radiazioni UV.

Metodi di diagnosi in virologia e metodi di titolazione di preparazioni virali

La lisi fagica e analisi delle placche di lisi: determinazione del titolo fagico

Modulo: VIROLOGIA
N/D

Modulo: MICROBIOLOGIA
N/D
Modulo: VIROLOGIA
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MICROBIOLOGIA
Modulo: MICROBIOLOGIA
La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di conoscenza e di approfondimento degli argomenti del programma dell’insegnamento e la capacità di ragionamento acquisita dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode) e corrisponde alla media ponderata dei voti ottenuti nei due moduli.

L’ esame consiste in una prova orale per il Modulo di Microbiologia e in una prova orale per il Modulo di Virologia. L’esame viene svolto prendendo in considerazione le diverse tematiche affrontate durante il Corso e consente di verificare il raggiungimento degli obiettivi in termini di conoscenze e competenze acquisite, valutando la chiarezza espositiva, la proprietà di linguaggio e la capacità critica dello studente. Per superare l’esame è necessario ottenere come minimo la votazione di 18/30 in entrambi i moduli. Il voto finale è determinato dalla media ponderata del voto nei due moduli.

Per conseguire il punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve dimostrare di aver acquisito un’ottima conoscenza degli argomenti trattati nei due moduli del Corso e di essere capace di creare delle connessioni logiche e coerenti tra i vari temi studiati.

Modulo: VIROLOGIA
N/D

VIROLOGIA
Modulo: MICROBIOLOGIA
La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di conoscenza e di approfondimento degli argomenti del programma dell’insegnamento e la capacità di ragionamento acquisita dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode) e corrisponde alla media ponderata dei voti ottenuti nei due moduli.

L’ esame consiste in una prova orale per il Modulo di Microbiologia e in una prova orale per il Modulo di Virologia. L’esame viene svolto prendendo in considerazione le diverse tematiche affrontate durante il Corso e consente di verificare il raggiungimento degli obiettivi in termini di conoscenze e competenze acquisite, valutando la chiarezza espositiva, la proprietà di linguaggio e la capacità critica dello studente. Per superare l’esame è necessario ottenere come minimo la votazione di 18/30 in entrambi i moduli. Il voto finale è determinato dalla media ponderata del voto nei due moduli.

Per conseguire il punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve dimostrare di aver acquisito un’ottima conoscenza degli argomenti trattati nei due moduli del Corso e di essere capace di creare delle connessioni logiche e coerenti tra i vari temi studiati.

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La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di conoscenza e di approfondimento degli argomenti del programma dell’insegnamento e la capacità di ragionamento acquisita dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode) e corrisponde alla media ponderata dei voti ottenuti nei due moduli.

L’ esame consiste in una prova orale per il Modulo di Microbiologia e in una prova orale per il Modulo di Virologia. L’esame viene svolto prendendo in considerazione le diverse tematiche affrontate durante il Corso e consente di verificare il raggiungimento degli obiettivi in termini di conoscenze e competenze acquisite, valutando la chiarezza espositiva, la proprietà di linguaggio e la capacità critica dello studente. Per superare l’esame è necessario ottenere come minimo la votazione di 18/30 in entrambi i moduli. Il voto finale è determinato dalla media ponderata del voto nei due moduli.

Per conseguire il punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve dimostrare di aver acquisito un’ottima conoscenza degli argomenti trattati nei due moduli del Corso e di essere capace di creare delle connessioni logiche e coerenti tra i vari temi studiati.

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La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di conoscenza e di approfondimento degli argomenti del programma dell’insegnamento e la capacità di ragionamento acquisita dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode) e corrisponde alla media ponderata dei voti ottenuti nei due moduli.

L’ esame consiste in una prova orale per il Modulo di Microbiologia e in una prova orale per il Modulo di Virologia. L’esame viene svolto prendendo in considerazione le diverse tematiche affrontate durante il Corso e consente di verificare il raggiungimento degli obiettivi in termini di conoscenze e competenze acquisite, valutando la chiarezza espositiva, la proprietà di linguaggio e la capacità critica dello studente. Per superare l’esame è necessario ottenere come minimo la votazione di 18/30 in entrambi i moduli. Il voto finale è determinato dalla media ponderata del voto nei due moduli.

Per conseguire il punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve dimostrare di aver acquisito un’ottima conoscenza degli argomenti trattati nei due moduli del Corso e di essere capace di creare delle connessioni logiche e coerenti tra i vari temi studiati.

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La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di conoscenza e di approfondimento degli argomenti del programma dell’insegnamento e la capacità di ragionamento acquisita dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode) e corrisponde alla media ponderata dei voti ottenuti nei due moduli.

L’ esame consiste in una prova orale per il Modulo di Microbiologia e in una prova orale per il Modulo di Virologia. L’esame viene svolto prendendo in considerazione le diverse tematiche affrontate durante il Corso e consente di verificare il raggiungimento degli obiettivi in termini di conoscenze e competenze acquisite, valutando la chiarezza espositiva, la proprietà di linguaggio e la capacità critica dello studente. Per superare l’esame è necessario ottenere come minimo la votazione di 18/30 in entrambi i moduli. Il voto finale è determinato dalla media ponderata del voto nei due moduli.

Per conseguire il punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve dimostrare di aver acquisito un’ottima conoscenza degli argomenti trattati nei due moduli del Corso e di essere capace di creare delle connessioni logiche e coerenti tra i vari temi studiati.

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La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di conoscenza e di approfondimento degli argomenti del programma dell’insegnamento e la capacità di ragionamento acquisita dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode) e corrisponde alla media ponderata dei voti ottenuti nei due moduli.

L’ esame consiste in una prova orale per il Modulo di Microbiologia e in una prova orale per il Modulo di Virologia. L’esame viene svolto prendendo in considerazione le diverse tematiche affrontate durante il Corso e consente di verificare il raggiungimento degli obiettivi in termini di conoscenze e competenze acquisite, valutando la chiarezza espositiva, la proprietà di linguaggio e la capacità critica dello studente. Per superare l’esame è necessario ottenere come minimo la votazione di 18/30 in entrambi i moduli. Il voto finale è determinato dalla media ponderata del voto nei due moduli.

Per conseguire il punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve dimostrare di aver acquisito un’ottima conoscenza degli argomenti trattati nei due moduli del Corso e di essere capace di creare delle connessioni logiche e coerenti tra i vari temi studiati.

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La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di conoscenza e di approfondimento degli argomenti del programma dell’insegnamento e la capacità di ragionamento acquisita dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode) e corrisponde alla media ponderata dei voti ottenuti nei due moduli.

L’ esame consiste in una prova orale per il Modulo di Microbiologia e in una prova orale per il Modulo di Virologia. L’esame viene svolto prendendo in considerazione le diverse tematiche affrontate durante il Corso e consente di verificare il raggiungimento degli obiettivi in termini di conoscenze e competenze acquisite, valutando la chiarezza espositiva, la proprietà di linguaggio e la capacità critica dello studente. Per superare l’esame è necessario ottenere come minimo la votazione di 18/30 in entrambi i moduli. Il voto finale è determinato dalla media ponderata del voto nei due moduli.

Per conseguire il punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve dimostrare di aver acquisito un’ottima conoscenza degli argomenti trattati nei due moduli del Corso e di essere capace di creare delle connessioni logiche e coerenti tra i vari temi studiati.

Modulo: VIROLOGIA
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La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di conoscenza e di approfondimento degli argomenti del programma dell’insegnamento e la capacità di ragionamento acquisita dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode) e corrisponde alla media ponderata dei voti ottenuti nei due moduli.

L’ esame consiste in una prova orale per il Modulo di Microbiologia e in una prova orale per il Modulo di Virologia. L’esame viene svolto prendendo in considerazione le diverse tematiche affrontate durante il Corso e consente di verificare il raggiungimento degli obiettivi in termini di conoscenze e competenze acquisite, valutando la chiarezza espositiva, la proprietà di linguaggio e la capacità critica dello studente. Per superare l’esame è necessario ottenere come minimo la votazione di 18/30 in entrambi i moduli. Il voto finale è determinato dalla media ponderata del voto nei due moduli.

Per conseguire il punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve dimostrare di aver acquisito un’ottima conoscenza degli argomenti trattati nei due moduli del Corso e di essere capace di creare delle connessioni logiche e coerenti tra i vari temi studiati.

Modulo: VIROLOGIA
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MICROBIOLOGIA
Modulo: MICROBIOLOGIA
Gianni Dehò e Enrica Galli "Biologia dei microrganismi" seconda edizione

Madigan M.T. and Martinko J.M. : Brock, Biologia dei microorganismi.

Modulo: VIROLOGIA
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Modulo: MICROBIOLOGIA
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Modulo: VIROLOGIA
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VIROLOGIA
Modulo: MICROBIOLOGIA
Gianni Dehò e Enrica Galli "Biologia dei microrganismi" seconda edizione

Madigan M.T. and Martinko J.M. : Brock, Biologia dei microorganismi.

Modulo: VIROLOGIA
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Modulo: MICROBIOLOGIA
Gianni Dehò e Enrica Galli "Biologia dei microrganismi" seconda edizione

Madigan M.T. and Martinko J.M. : Brock, Biologia dei microorganismi.

Modulo: VIROLOGIA
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Modulo: MICROBIOLOGIA
Gianni Dehò e Enrica Galli "Biologia dei microrganismi" seconda edizione

Madigan M.T. and Martinko J.M. : Brock, Biologia dei microorganismi.

Modulo: VIROLOGIA
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Modulo: MICROBIOLOGIA
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Modulo: VIROLOGIA
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Modulo: MICROBIOLOGIA
Gianni Dehò e Enrica Galli "Biologia dei microrganismi" seconda edizione

Madigan M.T. and Martinko J.M. : Brock, Biologia dei microorganismi.

Modulo: VIROLOGIA
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Modulo: MICROBIOLOGIA
Gianni Dehò e Enrica Galli "Biologia dei microrganismi" seconda edizione

Madigan M.T. and Martinko J.M. : Brock, Biologia dei microorganismi.

Modulo: VIROLOGIA
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Modulo: MICROBIOLOGIA
Gianni Dehò e Enrica Galli "Biologia dei microrganismi" seconda edizione

Madigan M.T. and Martinko J.M. : Brock, Biologia dei microorganismi.

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Modulo: MICROBIOLOGIA
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Modulo: MICROBIOLOGIA
Gianni Dehò e Enrica Galli "Biologia dei microrganismi" seconda edizione

Madigan M.T. and Martinko J.M. : Brock, Biologia dei microorganismi.

Modulo: VIROLOGIA
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Modulo: MICROBIOLOGIA
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Modulo: VIROLOGIA
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La Bioinformatica è la disciplina che si occupa dell’analisi e dell’attribuzione di significato biologico alla grande quantità di dati biomolecolari ad oggi disponibili e rappresenta uno strumento imprescindibile nell’ambito delle attività di base e di ricerca biochimiche, biologico-molecolari, biomediche e biotecnologiche.

Il corso di Laboratorio di bioinformatica ha l’obiettivo di introdurre lo studente di biologia all’uso dei più comuni strumenti computazionali oggi in uso nelle analisi bioinformatiche di sequenza e strutture sia di proteine che di acidi nucleici e all’acquisizione di conoscenze sul loro funzionamento.

Gli studenti che supereranno l’esame avranno acquisito:

a) conoscenza e capacità di comprensione

 della natura dei dati biomolecolari

 della basi logiche dei più comuni programmi bioinformatici di analisi dati

 capacità di elaborare semplici analisi bioinformatiche di dati in ambito applicativo e di ricerca

b) capacità di applicare conoscenza e comprensione

 nell’utilizzo razionale ed efficace degli strumenti bioinformatici più comuni

 nell’individuazione dello strumento adatto alla soluzione di un determinato problema biologico

 saper progettare il trasferimento dei risultati teorici alla pratica sperimentale

c) autonomia di giudizio

 saper individuare i limiti di applicazione degli strumenti bioinformatici

 saper interpretare e applicare criticamente i risultati ottenuti

d) abilità comunicative

 saper illustrare la logica utilizzata per individuare lo strumento bioinformatico adatto a risolvere un problema biologico

 saper comunicare e spiegare il significato dei risultati durante un colloquio orale

e) capacità di apprendimento

 le conoscenze di base per progredire autonomamente nell’apprendimento dell’uso e del funzionamento di strumenti bioinformatici più evoluti

Modulo: MODULO II
OBIETTIVI PRINCIPALI

Il modulo 2 dell’insegnamento riguarda l’acquisizione di strumenti informatici indispensabili per effettuare analisi di dati genomici. Obiettivo principale del corso è far acquisire allo studente le skill fondamentali per estrarre informazioni da banche dati di carattere bioinformatico, per navigare il filesystem di un computer e manipolare file utilizzando un linguaggio di programmazione indispensabile per automatizzare task e lavorare con file di grandi dimensioni quali quelli in cui vengono immagazzinati dati genomici. Inoltre, il corso mira a far acquisire le abilità essenziali per lavorare con reti di integrazioni biologiche. Ad esempio utilizzando il software Cytoscape, il quale permette di integrare dati biologici e annotazioni di diverso tipo (ad esempio, interazioni molecolari con dati di espressione genica) e di analizzare pertanto sistemi molecolari complessi. Il modulo comprende lezioni frontali e sessioni pratiche in cui è previsto l’utilizzo di computer, ed è strutturato in cinque sotto moduli con i seguenti contenuti: modulo 1: Genomica: cos’è? come nasce? Risorse utili in rete. modulo 2: ABC di Shell scripting. modulo 3: Analisi di espressione differenziale: scopi e modalità. modulo 4: Esplorazione dei genomi: UCSC genome browser. modulo 5: Analisi di reti in ambito genomico: esempi di applicazione.

OBIETTIVI SPECIFICI

Lo studente che abbia frequentato il modulo 2 sarà in grado di:

A) Conoscenze e capacità di comprensione

• Descrivere cos'è la Bioinformatica genomica: ambiti conoscitivi, scopi e modalità operative
• Descrivere diversi tipi di dati oggetto di studio della bioinformatica
• Elencare alcune banche dati e risorse di interesse bioinformatico
• Descrivere gli scopi e le modalità generali di una analisi di espressione genica differenziale
• Descrivere almeno due esempi di rete biologica di interazioni funzionali

B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione

• Navigare il filesystem utilizzando il linguaggio di programmazione bash
• Creare, spostare, copiare, rimuovere file e cartelle utilizzando il linguaggio bash
• Utilizzare un semplice editor di testo
• Estrarre dati da alcune banche dati e risorse di interesse bioinformatico
• Visualizzare in un browser una specifica regione del genoma umano
• Individuare geni differenzialmente espressi tra due condizioni sperimentali
• Effettuare un'analisi di arricchimento funzionale per caratterizzare una lista di geni di interesse
• Utilizzare il software Cytoscape per caricare una rete di interazioni molecolari
• Utilizzare il software Cytoscape per integrare dati di interazioni molecolari e dati di espressione genica

C) Autonomia di giudizio

• Scegliere le risorse in rete più adatte a risolvere problemi ricorrenti (esempio: mappatura tra identificativi diversi)
• Interrogare le risorse in rete più adatte a risolvere problemi ricorrenti (esempio: mappatura tra identificativi diversi)
• Estrarre informazioni scientificamente rilevanti dall’analisi di una rete di interazioni molecolari
• Valutare la qualità del risultato di un’analisi di dati di espressione genica differenziale
• Interpretare il risultato di un'analisi di arricchimento funzionale di una lista di geni di interesse

D) Abilità comunicative

• Discutere il risultato di una procedura di analisi dati di espressione genica
• Esporre con la terminologia specifica quanto appreso nel modulo

E) Capacità di apprendimento

• Ripetere autonomamente le analisi effettuate durante le lezioni
• Migliorare ed espandere in autonomia le skill computazionali (banche dati di annotazioni genomiche, linguaggio bash, browser genomici, e software Cytoscape) acquisite durante la frequentazione del modulo.

Modulo: MODULO I
1. Conoscenza e capacità di comprensione:

Lo studente* al termine del corso conoscerà i principi di base della bioinformatica e la base logica di alcuni dei principali metodi riguardanti l'analisi e l'allineamento di sequenze, ricerche in banche dati e modellazione della struttura tridimensinale delle proteine. Sarà in grado di comprendere il campo di applicazione dei metodi illutrsati

2. Conoscenza e capacità di comprensione applicate

Lo studente* al termine del corso sarà in grado di orientarsi autonomamente nell'applicazione di alcuni dei metodi appresi e di interpretarne i risultati

3. Autonomia di giudizio

Lo studente* imparerà a valutare criticamente i metodi e i loro risultati attraverso applicazioni pratiche di laboratorio

4. Abilità comunicative

Lo studente* acquisirà abilità comunicative attraverso la discussione della prova pratica in sede di colloquio finale

5. Capacità di apprendere

Lo studente* al termine del corso avrà le basi necessarie per orientarsi nell'approfondimento teorico-pratico della disciplina

*studente include il termine studentessa

Modulo: MODULO II
Il modulo 2 dell’insegnamento di Laboratorio di Bioinformatica è organizzato in cinque moduli tematici. Il contenuto dettagliato di ciascun modulo è disponibile sul sito web del corso al seguente indirizzo: https://sites.google.com/uniroma1.it/laboratoriodibioinformatica/home e riassunto qui di seguito:

Modulo 1: Genomica: cos’è? come nasce? Risorse utili in rete.

• Ripasso di concetti di biologia necessari per comprendere la genomica
• Introduzione alla bioinformatica genomica
• Genomica, trascrittomica, proteomica, metabolomica
• Risorse utili in rete: NCBI Gene, Ensembl, GENCODE, NCBI PubMed, miRBase, miRTarBase, g:Profile, BioMart

Modulo 2: ABC di shell scripting

• La linea di comando di Linux (Terminale)
• Comandi del linguaggio bash per:
• navigare il filesystem
• creare/modificare e salvare un file di testo semplice
• eseguire un programma,
• controllare la grandezza di un file di testo,
• editare un file di testo
• copiare, cancellare e spostare file e cartelle
• elaborare dati testuali
• cercare parole in un file di testo

Modulo 3: Analisi di espressione differenziale: scopi e modalità

• Scopo di un'analisi di espressione differenziale
• Come saggiare l'espressione genica su scala genomica
• Microarrays
• RNA-Seq
• Data repository: GEO (Gene Expression Omnibus), GEO2R, microarrays
• Modulo 4: Esplorazione dei genomi: UCSC genome browser
• Navigare l'informazione genomica: UCSC Genome Browser e Ensembl BioMart

Modulo 5: Analisi di reti in ambito genomico: esempi di applicazione

• Reti di interazione molecolari
• Integrazione di dati di espressione genica in una rete di interazioni
• Cytoscape: piattaforma software open source per la visualizzazione di reti complesse e la loro integrazione con dati di annotazione.

Modulo: MODULO I

• Descrizione delle principali banche di dati biologiche e delle modalità di interrogazione (2 ore)
• Confronto di due sequenze con algoritmi esatti ed euristici; confronto di due genomi (2 ore)
• Matrici di punteggio (1 ora)
• Ricerche in banche dati per somiglianza di sequenza (3 ore)
• Metodi per calcolare allineamenti multipli di sequenze (4 ore)
• Costruzione di profili e PSSM (2 ore)
• Ricerche con profili in banche dati; banche dati di profili (2 ore)
• Modelli di Markov Nascosti (HMM) e uso per ricerche in banche dati, allineamento di sequenze, previsione di strutture proteiche, previsione di geni (2 ore)
• Reti neurali e algoritmi di classificazione automatica; applicazione alla previsione di strutture secondarie, dell’accessibilità al solvente, peptidi segnale, epitopi antigenici, zone di interazione proteina-proteina (2 ore)
• Uso di programmi di grafica molecolare (2 ore)
• Modellazione per omologia (2 ore)

Modulo: MODULO II

Modulo: MODULO I

Modulo: MODULO II
Il superamento con profitto di questo modulo verrà valutato mediante una prova pratica e un breve colloquio orale di commento al test svolto

Sia all'orale che nella prova pratica, i problemi da risolvere verteranno su argomenti trattati in questo corso, secondo la tipologia di piccoli problemi, sfide e domande che verranno via via incontrate nello svolgimento delle attività a lezione.

Modulo: MODULO I
La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di abilità acquisita nel selezionare e utilizzare gli strumenti illustrati durante il corso. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode).

L’esame si articola in una prova pratica e in un breve colloquio. La prova pratica consiste nella risoluzione di tre problemi attraverso l’uso di programmi bioinformatici mentre il colloquio verte sulla discussione dell’elaborato e su argomenti teorici generali. La votazione finale tiene conto delle due prove.

Modulo: MODULO II
Il materiale didattico sarà reso via via disponibile alla pagina web del modulo:

https://sites.google.com/uniroma1.it/laboratoriodibioinformatica/home

Modulo: MODULO I
Il materiale didattico è disponibile sul sito elearning sotto forma di videolezioni e file pdf. Durante il corso saranno utilizzati server disponibili su rete e programmi gratuiti.

Testo facoltativo:

Pascarella Paiardini, Bioinformatica, Zanichelli

Modulo: MODULO II
N/D
Modulo: MODULO I
Loman, N., Watson, M. So you want to be a computational biologist?. Nat Biotechnol 31, 996–998 (2013). https://doi.org/10.1038/nbt.2740

La Bioinformatica è la disciplina che si occupa dell’analisi e dell’attribuzione di significato biologico alla grande quantità di dati biomolecolari ad oggi disponibili e rappresenta uno strumento imprescindibile nell’ambito delle attività di base e di ricerca biochimiche, biologico-molecolari, biomediche e biotecnologiche.

Il corso di Laboratorio di bioinformatica ha l’obiettivo di introdurre lo studente di biologia all’uso dei più comuni strumenti computazionali oggi in uso nelle analisi bioinformatiche di sequenza e strutture sia di proteine che di acidi nucleici e all’acquisizione di conoscenze sul loro funzionamento.

Gli studenti che supereranno l’esame avranno acquisito:

a) conoscenza e capacità di comprensione

 della natura dei dati biomolecolari

 della basi logiche dei più comuni programmi bioinformatici di analisi dati

 capacità di elaborare semplici analisi bioinformatiche di dati in ambito applicativo e di ricerca

b) capacità di applicare conoscenza e comprensione

 nell’utilizzo razionale ed efficace degli strumenti bioinformatici più comuni

 nell’individuazione dello strumento adatto alla soluzione di un determinato problema biologico

 saper progettare il trasferimento dei risultati teorici alla pratica sperimentale

c) autonomia di giudizio

 saper individuare i limiti di applicazione degli strumenti bioinformatici

 saper interpretare e applicare criticamente i risultati ottenuti

d) abilità comunicative

 saper illustrare la logica utilizzata per individuare lo strumento bioinformatico adatto a risolvere un problema biologico

 saper comunicare e spiegare il significato dei risultati durante un colloquio orale

e) capacità di apprendimento

 le conoscenze di base per progredire autonomamente nell’apprendimento dell’uso e del funzionamento di strumenti bioinformatici più evoluti

Modulo: MODULO II
OBIETTIVI PRINCIPALI

Il modulo 2 dell’insegnamento riguarda l’acquisizione di strumenti informatici indispensabili per effettuare analisi di dati genomici. Obiettivo principale del corso è far acquisire allo studente le skill fondamentali per estrarre informazioni da banche dati di carattere bioinformatico, per navigare il filesystem di un computer e manipolare file utilizzando un linguaggio di programmazione indispensabile per automatizzare task e lavorare con file di grandi dimensioni quali quelli in cui vengono immagazzinati dati genomici. Inoltre, il corso mira a far acquisire le abilità essenziali per lavorare con reti di integrazioni biologiche. Ad esempio utilizzando il software Cytoscape, il quale permette di integrare dati biologici e annotazioni di diverso tipo (ad esempio, interazioni molecolari con dati di espressione genica) e di analizzare pertanto sistemi molecolari complessi. Il modulo comprende lezioni frontali e sessioni pratiche in cui è previsto l’utilizzo di computer, ed è strutturato in cinque sotto moduli con i seguenti contenuti: modulo 1: Genomica: cos’è? come nasce? Risorse utili in rete. modulo 2: ABC di Shell scripting. modulo 3: Analisi di espressione differenziale: scopi e modalità. modulo 4: Esplorazione dei genomi: UCSC genome browser. modulo 5: Analisi di reti in ambito genomico: esempi di applicazione.

OBIETTIVI SPECIFICI

Lo studente che abbia frequentato il modulo 2 sarà in grado di:

A) Conoscenze e capacità di comprensione

• Descrivere cos'è la Bioinformatica genomica: ambiti conoscitivi, scopi e modalità operative
• Descrivere diversi tipi di dati oggetto di studio della bioinformatica
• Elencare alcune banche dati e risorse di interesse bioinformatico
• Descrivere gli scopi e le modalità generali di una analisi di espressione genica differenziale
• Descrivere almeno due esempi di rete biologica di interazioni funzionali

B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione

• Navigare il filesystem utilizzando il linguaggio di programmazione bash
• Creare, spostare, copiare, rimuovere file e cartelle utilizzando il linguaggio bash
• Utilizzare un semplice editor di testo
• Estrarre dati da alcune banche dati e risorse di interesse bioinformatico
• Visualizzare in un browser una specifica regione del genoma umano
• Individuare geni differenzialmente espressi tra due condizioni sperimentali
• Effettuare un'analisi di arricchimento funzionale per caratterizzare una lista di geni di interesse
• Utilizzare il software Cytoscape per caricare una rete di interazioni molecolari
• Utilizzare il software Cytoscape per integrare dati di interazioni molecolari e dati di espressione genica

C) Autonomia di giudizio

• Scegliere le risorse in rete più adatte a risolvere problemi ricorrenti (esempio: mappatura tra identificativi diversi)
• Interrogare le risorse in rete più adatte a risolvere problemi ricorrenti (esempio: mappatura tra identificativi diversi)
• Estrarre informazioni scientificamente rilevanti dall’analisi di una rete di interazioni molecolari
• Valutare la qualità del risultato di un’analisi di dati di espressione genica differenziale
• Interpretare il risultato di un'analisi di arricchimento funzionale di una lista di geni di interesse

D) Abilità comunicative

• Discutere il risultato di una procedura di analisi dati di espressione genica
• Esporre con la terminologia specifica quanto appreso nel modulo

E) Capacità di apprendimento

• Ripetere autonomamente le analisi effettuate durante le lezioni
• Migliorare ed espandere in autonomia le skill computazionali (banche dati di annotazioni genomiche, linguaggio bash, browser genomici, e software Cytoscape) acquisite durante la frequentazione del modulo.

Modulo: MODULO I
1. Conoscenza e capacità di comprensione:

Lo studente* al termine del corso conoscerà i principi di base della bioinformatica e la base logica di alcuni dei principali metodi riguardanti l'analisi e l'allineamento di sequenze, ricerche in banche dati e modellazione della struttura tridimensinale delle proteine. Sarà in grado di comprendere il campo di applicazione dei metodi illutrsati

2. Conoscenza e capacità di comprensione applicate

Lo studente* al termine del corso sarà in grado di orientarsi autonomamente nell'applicazione di alcuni dei metodi appresi e di interpretarne i risultati

3. Autonomia di giudizio

Lo studente* imparerà a valutare criticamente i metodi e i loro risultati attraverso applicazioni pratiche di laboratorio

4. Abilità comunicative

Lo studente* acquisirà abilità comunicative attraverso la discussione della prova pratica in sede di colloquio finale

5. Capacità di apprendere

Lo studente* al termine del corso avrà le basi necessarie per orientarsi nell'approfondimento teorico-pratico della disciplina

*studente include il termine studentessa

Modulo: MODULO II
Il modulo 2 dell’insegnamento di Laboratorio di Bioinformatica è organizzato in cinque moduli tematici. Il contenuto dettagliato di ciascun modulo è disponibile sul sito web del corso al seguente indirizzo: https://sites.google.com/uniroma1.it/laboratoriodibioinformatica/home e riassunto qui di seguito:

Modulo 1: Genomica: cos’è? come nasce? Risorse utili in rete.

• Ripasso di concetti di biologia necessari per comprendere la genomica
• Introduzione alla bioinformatica genomica
• Genomica, trascrittomica, proteomica, metabolomica
• Risorse utili in rete: NCBI Gene, Ensembl, GENCODE, NCBI PubMed, miRBase, miRTarBase, g:Profile, BioMart

Modulo 2: ABC di shell scripting

• La linea di comando di Linux (Terminale)
• Comandi del linguaggio bash per:
• navigare il filesystem
• creare/modificare e salvare un file di testo semplice
• eseguire un programma,
• controllare la grandezza di un file di testo,
• editare un file di testo
• copiare, cancellare e spostare file e cartelle
• elaborare dati testuali
• cercare parole in un file di testo

Modulo 3: Analisi di espressione differenziale: scopi e modalità

• Scopo di un'analisi di espressione differenziale
• Come saggiare l'espressione genica su scala genomica
• Microarrays
• RNA-Seq
• Data repository: GEO (Gene Expression Omnibus), GEO2R, microarrays
• Modulo 4: Esplorazione dei genomi: UCSC genome browser
• Navigare l'informazione genomica: UCSC Genome Browser e Ensembl BioMart

Modulo 5: Analisi di reti in ambito genomico: esempi di applicazione

• Reti di interazione molecolari
• Integrazione di dati di espressione genica in una rete di interazioni
• Cytoscape: piattaforma software open source per la visualizzazione di reti complesse e la loro integrazione con dati di annotazione.

Modulo: MODULO I

• Descrizione delle principali banche di dati biologiche e delle modalità di interrogazione (2 ore)
• Confronto di due sequenze con algoritmi esatti ed euristici; confronto di due genomi (2 ore)
• Matrici di punteggio (1 ora)
• Ricerche in banche dati per somiglianza di sequenza (3 ore)
• Metodi per calcolare allineamenti multipli di sequenze (4 ore)
• Costruzione di profili e PSSM (2 ore)
• Ricerche con profili in banche dati; banche dati di profili (2 ore)
• Modelli di Markov Nascosti (HMM) e uso per ricerche in banche dati, allineamento di sequenze, previsione di strutture proteiche, previsione di geni (2 ore)
• Reti neurali e algoritmi di classificazione automatica; applicazione alla previsione di strutture secondarie, dell’accessibilità al solvente, peptidi segnale, epitopi antigenici, zone di interazione proteina-proteina (2 ore)
• Uso di programmi di grafica molecolare (2 ore)
• Modellazione per omologia (2 ore)

Modulo: MODULO II

Modulo: MODULO I

Modulo: MODULO II
Il superamento con profitto di questo modulo verrà valutato mediante una prova pratica e un breve colloquio orale di commento al test svolto

Sia all'orale che nella prova pratica, i problemi da risolvere verteranno su argomenti trattati in questo corso, secondo la tipologia di piccoli problemi, sfide e domande che verranno via via incontrate nello svolgimento delle attività a lezione.

Modulo: MODULO I
La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di abilità acquisita nel selezionare e utilizzare gli strumenti illustrati durante il corso. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode).

L’esame si articola in una prova pratica e in un breve colloquio. La prova pratica consiste nella risoluzione di tre problemi attraverso l’uso di programmi bioinformatici mentre il colloquio verte sulla discussione dell’elaborato e su argomenti teorici generali. La votazione finale tiene conto delle due prove.

Modulo: MODULO II
Il materiale didattico sarà reso via via disponibile alla pagina web del modulo:

https://sites.google.com/uniroma1.it/laboratoriodibioinformatica/home

Modulo: MODULO I
Il materiale didattico è disponibile sul sito elearning sotto forma di videolezioni e file pdf. Durante il corso saranno utilizzati server disponibili su rete e programmi gratuiti.

Testo facoltativo:

Pascarella Paiardini, Bioinformatica, Zanichelli

Modulo: MODULO II
N/D
Modulo: MODULO I
Loman, N., Watson, M. So you want to be a computational biologist?. Nat Biotechnol 31, 996–998 (2013). https://doi.org/10.1038/nbt.2740

Il corso ha l’obiettivo di guidare lo studente nella comprensione dei meccanismi attraverso i quali le alterazioni dell’equilibrio omeostatico possono portare al fenomeno patologico sia a livello cellulare che sistemico. Pertanto lo studente riceverà le basi concettuali per conoscere i principali meccanismi che regolano la risposta allo stress sia a livello delle singole cellule che a livello tissutale e capire come le sue alterazioni possano causare il fenomeno patologico. Particolare attenzione verrà dedicata all’infiammazione e ai suoi meccanismi molecolari. Verranno inoltre presi in considerazione i disturbi della crescita cellulare e le patologie ad essi associati quali le neoplasie.
Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione -Conoscenza degli equilibri omeostatici che regolano la vita e la morte cellulare. -Conoscenza e comprensione delle interazioni cellulari che portano al fenomeno patologico. -Conoscenza e comprensione dei meccanismi molecolari che regolano l’infiammazione e la trasformazione neoplastica. -Conoscenza e comprensione dei principali metodi di studio per le alterazioni cellulari in risposta a stimoli diversi.
B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - saper usare la terminologia specifica -saper identificare le giuste procedure per risolvere i quesiti della risposta allo stress sia a livello cellulare che tissutale. -sapere quale tecnica utlizzare per valutare l’espressione genica in seguito a diverse condizioni patologiche
C) Autonomia di giudizio -acquisire capacità di giudizio critico, attraverso lo studio dei grandi capitoli della patologia umana e l’analisi dettagliata di alcuni esperimenti fondamentali - imparare a porsi domande per l’elaborazione e approfondimento delle conoscenze apprese
D) Abilità comunicative -saper comunicare quanto appreso attraverso lo studio della patologia
E) Capacità di apprendimento - apprendere la terminologia specifica - connettere in modo logico le conoscenze acquisite - identificare i temi più rilevanti delle materie trattate.

Introduzione alla patologia generale: il concetto di eziologia e patogenesi . (2 ore di lezioni frontali)

1. I pathway molecolari del danno e della morte cellulare. Il danno cellulare in patologia umana. Pathway molecolari della necrosi e dell’apoptosi (4 ore di lezioni frontali)

2. L’INFIAMMAZIONE (8 ore di lezioni frontali)

Infiammazione acuta e cronica, mediatori di infiammazione, la risposta sistemica all’infiammazione

3. IMMUNOPATOLOGIA. (8 ore di lezioni frontali)

Le reazioni di ipersensibilita’. L’interruzione della tolleranza immunitaria: lezioni dalle malattie autoimmuni.

4. PRINCIPI DI ONCOLOGIA (6 ore di lezioni frontali)

Tumori benigni e maligni. Classificazione delle neoplasie. Caratteristiche del fenotipo neoplastico. Il processo di cancerogenesi. Cause e meccanismi della cancerogenesi. Oncogeni e geni oncosoppressori. Effetti sistemici della malattia neoplastica. Marcatori tumorali

5. FISIOPATOLOGIA (24 ore di lezioni frontali)

Fisiopatologia del sangue e dell’emostasi

Anemie. Malattie emorragiche. Coagulazione intravascolare disseminata. Trombosi.

Fisiopatologia dell’apparato cardiocircolatorio

Aterosclerosi, aneurismi, embolia. Ipertensione e ipotensione. Alterazioni del ritmo cardiaco.

Cardiopatia ischemica: angina pectoris, infarto del miocardio. Insufficienza cardiaca.

Fisiopatologia epatica:

epatiti virali acute e croniche, cirrosi epatica, itteri, calcolosi delle vie biliari, colecistite acuta e cronica.

Fisiopatologia dell’apparato endocrino

Fisiopatologia del sistema integrato ipotalamo/ipofisario: diabete insipido, ipopituitarismo. Fisiopatologia della tiroide: gozzo, ipertiroidismo, ipotiroidismo. Fisiopatologia della corticale del surrene: insufficienza

corticosurrenale, iperfunzione corticosurrenale. Fisiopatologia della midollare del surrene: feocromocitoma. Fisiopatologia del pancreas endocrino: diabete mellito.

Fisiopatologia dell’apparato urinario

Sindrome nefritica. Sindrome nefrosica. Patologie infettive delle vie urinarie. Nefrolitiasi. Insufficienza renale acuta e cronica.

Fisiopatologia dell’apparato respiratorio

Alterazioni della ventilazione polmonare. Insufficienza respiratoria. Principali entità morbose: polmonite, asma bronchiale, bronchite cronica, enfisema polmonare, edema polmonare, malattie interstiziali del polmone,

atelettasia, malattie granulomatose del polmone.

• Gli adattamenti cellulari e il danno cellulare, Apoptosi e Necrosi
• L’infiammazione acuta e cronica
• Il sistema immunitario innato: i recettori dell’immunità innata, il complemento e la fagocitosi
• L’immunità adattativa: l’antigene, i recettori per l’antigene e la processazione
• Presentazione dell’antigene: l’MHC
• I linfociti T
• L’immunità umorale: i linfociti B e gli anticorpi
• Le reazioni di ipersensibilità
• Tumori benigni e maligni. Classificazione delle neoplasie. Caratteristiche del fenotipo neoplastico.
• Basi molecolari del cancro: oncogeni e oncosoppressori.
• Eziologia dei tumori e meccanismi di cancerogenesi.
• Fasi del processo neoplastico. Invasione e metastasi
• Fisiopatologia del sangue
• Anemie
• Testi di riferimento: F. Celotti: Patologia generale e Fisiopatologia. Edises
• Cardiopatia ischemica: angina pectoris, infarto del miocardio.
• Testi di riferimento: F. Celotti: Patologia generale e Fisiopatologia. Edises
• Eziopatogenesi

aterosclerosi e complicanze: trombosi embolia.

• Testi di riferimento: F. Celotti: Patologia generale e Fisiopatologia. Edises
• Ipertensione e ipotensione. Shock
• Testi di riferimento: F. Celotti: Patologia generale e Fisiopatologia. Edises
• Fisiopatologia dell'emostasi. Malattie emorragiche. Coagulazione

intravascolare disseminata

• Testi di riferimento: F. Celotti: Patologia generale e Fisiopatologia. Edises
• Diabete I e II tipo
• Testi di riferimento: F. Celotti: Patologia generale e Fisiopatologia. Edises
• Fisiopatologia del sistema integrato ipotalamo/ipofisario: diabete insipido,

ipopituitarismo.

• Testi di riferimento: F. Celotti: Patologia generale e Fisiopatologia. Edises
• Fisiopatologia della tiroide : il gozzo, l'ipertiroidismo e l'ipotiroidismo
• Testi di riferimento: F. Celotti: Patologia generale e Fisiopatologia. Edises
• Fisiopatologia della corticale del surrene: insufficienza

corticosurrenale, iperfunzione corticosurrenale

• Testi di riferimento: F. Celotti: Patologia generale e Fisiopatologia. Edises
• Fisiopatologia dell’apparato urinario

Analisi delle urine

Sindrome nefritica. Sindrome nefrosica.

• Testi di riferimento: F. Celotti: Patologia generale e Fisiopatologia. Edises
• Fisiopatologia dell’apparato urinario

Patologie infettive delle vie urinarie. Nefrolitiasi. Insufficienza renale

acuta e cronica

• Testi di riferimento: F. Celotti: Patologia generale e Fisiopatologia. Edises
• Fisiopatologia epatica:

epatiti virali acute e croniche, cirrosi epatica, itteri, calcolosi delle vie

biliari, colecistite acuta e cronica

• Testi di riferimento: F. Celotti: Patologia generale e Fisiopatologia. Edises
• Fisiopatologia epatica:

Insufficienza epatica acuta e cronica

• Testi di riferimento: F. Celotti: Patologia generale e Fisiopatologia. Edises

L'esame consiste nella discussione orale di argomenti trattati nel corso delle lezioni. In tal modo il docente potrà valutare la comprensione dei contenuti del corso e la capacità critica dello studente. Ai fini della valutazione verranno considerati la frequenza alle lezioni, la capacità di ragionamento e la capacità di esporre gli argomenti in modo critico ed esaustivo. La prova orale è prevista alla fine del corso...

F. Celotti: Patologia generale e Fisiopatologia. Edises

G.M. Pontieri, M. Russo e L. Frati: Patologia Generale e fisiopatologia generale. Piccin

La prova finale consiste nella verifica della capacità dello studente di esporre e discutere con chiarezza e padronanza di linguaggio, di fronte ad un commissione, i risultati di un’attività sperimentale o metodologica svolta in laboratorio o di una ricerca bibliografica, condotte sotto la guida di un docente tutor.
Conoscenze e capacità di comprensione
Nello svolgimento della prova finale il/la studente acquisice conoscenza delle procedure metodologiche e strumentali ad ampio spettro per la ricerca biologica
Autonomia di giudizio Lo/la studente acquisisce le seguenti abilità: Valutazione e interpretazione dei dati sperimentali e di laboratorio Sicurezza in laboratorio
Abilità comunicative
Comunicazione in lingua italiana e straniera (inglese) scritta e orale Elaborazione e presentazione dati Trasmissione e divulgazione dell'informazione su temi biologici d'attualità
Capacità di apprendere
Consultazione di materiale bibliografico Consultazione di banche dati e altre informazioni in rete Strumenti conoscitivi di base per l'aggiornamento continuo delle conoscenze

Obiettivi formativi

La moderna visione del mondo microbico ha superato la semplicistica percezione dei microrganismi come vettori di patologie di diversa gravità per l’uomo. Oggi i microrganismi sono maggiormente percepiti come componenti essenziali degli organismi eucariotici, come costituenti principali degli ecosistemi e come mediatori spesso indispensabili nei processi produttivi ed industriali. L’insegnamento della Microbiologia e Virologia ha quindi l’obiettivo di fornire quegli elementi conoscitivi che permettano agli studenti di comprendere la dualità del mondo microbico. Gli obiettivi specifici saranno volti a integrare in modo sequenziale e cumulativo in un percorso didattico razionale le nozioni concernenti le strutture batteriche e virali, gli specifici rapporti di struttura e funzione di queste e l’evoluzione e l’organizzazione dei genomi. Queste nozioni costituiranno la base per la comprensione dei meccanismi molecolari che regolano l’interazione dei microrganismi con gli ambienti abiotici e biotici. L’acquisizione di questa rete di conoscenze fornirà allo studente gli strumenti per valutare in modo informato e consapevole il ruolo dei microorganismi in ambito biomedico , biotecnologico ed ambientale.

Obiettivi specifici

Conoscenza e capacità di comprensione

Al termine del Corso lo studente avrà acquisito conoscenza e capacità di comprensione su:

• Struttura della cellula procariotica (Batteri e Archea) e biosintesi dei componenti cellulari
• Organizzazione del genoma batterico e ruolo degli elementi genetici mobili
• Tecniche di cultura dei microrganismi e procedure per il loro controllo
• Processi di colonizzazione batterica dell’ospite e dell’ambiente.
• Meccanismo d’azione degli antibiotici e processi di antibiotico resistenza
• Organizzazione dei genomi virali e strategie di moltiplicazione dei virus
• Interazioni tra virus e cellula ospite e meccanismi genetici che influenzano l’evoluzione dei virus.

B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione

• Capire il ruolo chiave svolto dai microrganismi nelle interazioni con l’ospite e con l’ambiente
• Comprendere i fenomeni biologici degli organismi complessi attingendo alle conoscenze sui microrganismi;

C) Autonomia di giudizio

• Filtrare in modo consapevole e ragionato le informazioni sul mondo dei microrganismi;
• Prendere decisioni consapevoli sull’uso di prodotti derivanti da batteri o virus e sulla rilevanza dei vaccini;

D) Abilità comunicative

• Saper comunicar e le informazioni acquisite sui microrganismi in modo corretto e consapevole
• Interpretare seguendo schemi conoscitivi appropriati i fenomeni associati ai microrganismi su scala personale e sociale;

Capacità di apprendimento

Apprendere la terminologia specifica

Essere in grado di effettuare collegamenti logici tra i vari argomenti

Modulo: MICROBIOLOGIA
Ci si attende che gli studenti che seguono il corso acquisiscano conoscenze sui microrganismi, le loro caratteristiche strutturali e funzionali e sulla loro genetica.

Inoltre essi dovranno dimostrare di aver compreso la natura delle interazioni dei mirorganismi con i lorro eventuali ospiti, incluso i nei casi patologici.

Modulo: VIROLOGIA
N/D

Modulo: MICROBIOLOGIA
Lezioni frontali

I Modulo: Microbiologia (52 ore)

1) Struttura e funzione della cellula procariotica (20 ore)

Scoperta del mondo microbico: principali esperimenti storici. La diversità ed evoluzione nei microrganismi. Struttura, funzione e biosintesi della parete cellulare dei Batteri e negli Archea. I sistemi di esportazione e di secrezione. gli organelli citoplasmatici. Struttura e funzione della membrana citoplasmatica. Biosintesi e funzione del flagello e dei pili. La divisione cellulare e la sporulazione. Sistemi di regolazione nei Batteri. Terreni di coltura e la crescita nei batteri.

2) Il genoma batterico, plasticità ed evoluzione (10 ore)

Organizzazione del cromosoma batterico: il nucleoide. I plasmidi: struttura, funzione e meccanismi di replicazione. Gli elementi trasponibili. Gli integroni. Meccanismi di trasferimento genico orizzontale. Formazione dei ceppi Hfr. La coniugazione. La trasformazione.

Interazione dei microrganismi con gli ambienti biotici e abiotici (10 ore)

Concetto di microbiota e di microbioma. Meccanismo d’azione delle esotossine. Fattori di virulenza e sistemi di difesa naturali. Il quorum sensing e la formazione dei biofilm. Le principali classi di antibiotici, meccanismi di azione e insorgenza della resistenza. I sistemi di trasduzione del segnale: dalla sintesi delle porine alla chemiotassi. L’interazione dei microrganismi con gli organismi eucariotici: dalla simbiosi alla virulenza. Adattamento genico alle risposte degli ospiti. Cenni di immunità innata.

Laboratori didattici (12 ore)

Terreni di coltura e preparazione delle piastre

Le culture e la conta batterica: le diluzioni.

Il test di Gram: la colorazione differenziale e l’analisi al microscopio ottico.

L’antibiogramma: analisi della sensibilità e resistenza dei batteri agli antibiotici.

Il test di Ames: risposta dei batteri alle radiazioni UV.

Metodi di diagnosi in virologia e metodi di titolazione di preparazioni virali

La lisi fagica e analisi delle placche di lisi: determinazione del titolo fagico

Modulo: VIROLOGIA
N/D

Modulo: MICROBIOLOGIA
N/D
Modulo: VIROLOGIA
N/D

Modulo: MICROBIOLOGIA
La prova d’esame ha l’obiettivo di verificare il livello di conoscenza e di approfondimento degli argomenti del programma dell’insegnamento e la capacità di ragionamento acquisita dallo studente. La valutazione è espressa in trentesimi (voto minimo 18/30, voto massimo 30/30 con lode) e corrisponde alla media ponderata dei voti ottenuti nei due moduli.

L’ esame consiste in una prova orale per il Modulo di Microbiologia e in una prova orale per il Modulo di Virologia. L’esame viene svolto prendendo in considerazione le diverse tematiche affrontate durante il Corso e consente di verificare il raggiungimento degli obiettivi in termini di conoscenze e competenze acquisite, valutando la chiarezza espositiva, la proprietà di linguaggio e la capacità critica dello studente. Per superare l’esame è necessario ottenere come minimo la votazione di 18/30 in entrambi i moduli. Il voto finale è determinato dalla media ponderata del voto nei due moduli.

Per conseguire il punteggio pari a 30/30 e lode, lo studente deve dimostrare di aver acquisito un’ottima conoscenza degli argomenti trattati nei due moduli del Corso e di essere capace di creare delle connessioni logiche e coerenti tra i vari temi studiati.

Modulo: VIROLOGIA
N/D

Modulo: MICROBIOLOGIA
Gianni Dehò e Enrica Galli "Biologia dei microrganismi" seconda edizione

Madigan M.T. and Martinko J.M. : Brock, Biologia dei microorganismi.

Modulo: VIROLOGIA
N/D

Modulo: MICROBIOLOGIA
N/D
Modulo: VIROLOGIA
N/D