Biotecnologie per la Salute

Il corso ha lo scopo di illustrare la complessità strutturale e funzionale delle cellule e delle modalità
grazie alle quali le cellule modulano ed integrano l’attività delle diverse componenti cellulari sia
costitutive che in risposta a stimoli esterni. Il corso descrive la dinamicità dell’attività dei principali
organelli cellulari e della relazione tra essi, gli elementi del citoscheletro e tutte le componenti
citoplasmatiche. Nel complesso il corso fornirà le conoscenze necessarie per la comprensione
delle diverse attività cellulari, condizione necessaria per il successivo studio delle patologie
associate alla loro alterazione.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Si riferisce alle conoscenze disciplinari e descrive come e a quale livello lo studente debba essere
in grado di rielaborare in maniera personale quanto appreso per trasformare le nozioni in
riflessioni più complesse e in parte originali. Lo studente deve conoscere il linguaggio della
disciplina sia teorico che pratico. Lo studente deve avere piena conoscenza e comprensione delle
basi del funzionamento e comunicazione trai diversi compartimenti cellulari e dei meccanismi che
sottendono al loro funzionamento. Lo studente avrà le basi conoscitive necessarie a comprendere
i meccanismi dell’organizzazione sociale delle cellule nei tessuti in cui risiedono e delle basi della
comunicazione cellulare e del ruolo di quest’ultima nell’omeostasi delle singole cellule, dei tessuti
e dell’intero organismo
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: L’obiettivo generale del corso èdi offrire agli studenti la capacità di costruirsi un quadro
concettuale e realistico della cellula che consenta loro di valutare criticamente nuovi concetti
scientifici e, soprattutto, di capirli.

Il corso è suddiviso in tre parti ognuna delle quali suddivisa in aree tematiche.
CORSO DI BIOLOGIA CELLULARE (Parte I)
AREA TEMATICA 1: CHIMICA DEGLI ORGANISMI VIVENTI, PROTEINE, ENZIMI 1.
COMPOSIZIONE CHIMICA DEGLI ORGANISMI VIVENTI, LEGAMI CHIMICI, RUOLO
DEL’ACQUA, IMPORTANZA DEI LEGAMI DEBOLI 2. AMMINOACIDI, LEGAME PEPTIDICO,
CARATTERISTICHE DELLE CATENE POLIPEPTIDICHE 3. STRUTTURA DELLE PROTEINE 4.
PRINCIPI DELL’ENERGETICA DELLE CELLULE, ENZIMI, ENERGIA DI ATTIVAZIONE
AREA TEMATICA 2: STRUTTURA DEL DNA, CROMATINA/CROMOSOMI, REPLICAZIONE
DEL DNA 1. STRUTTURA DEI NUCLEOTIDI E DELLA DOPPIA ELICA DI DNA 2. NUCLEOSOMI
E ORGANIZZAZIONE DELLA CROMATINA 3. CROMOSOMI, CARIOTIPO, BANDEGGIATURA
DEI CROMOSOMI 4. GLI ENZIMI E IL MECCANISMO MOLECOLARE DELLA REPLICAZIONE
DEL DNA 5. LA PRECISIONE DELLA REPLICAZIONE DEL DNA 6. INIZIO DELLA
REPLICAZIONE, REPLICONI, RIFORMAZIONE DEI NUCLEOSOMI, TELOMERI E
TELOMERASI
AREA TEMATICA 3: RNA, TRASCRIZIONE 1.STRUTTURA E FUNZIONE DELLE DIFERENTI
CLASSI DI RNA DI UNA CELLULA EUCARIOTICA 2. TRASCRIZIONE IN PROCARIOTI: RNA
POLIMERASI BATTERICA, PROMOTORI, INZIO, ELONGAZIONE E TERMINAZIONE 3.
TRASCRIZIONE IN EUCARIOTI: RNA POLIMERASI EUCARIOTICHE, FATTORI DI
TRASCRIZIONE, INIZIO, ELONGAZIONE E TERMINAZIONE DELLA TRASCRIZIONE 4.
MATURAZIONE DEGLI mRNA IN EUCARIOTI (CAPPING, SPLICING, POLIADENILAZIONE) 5.
SCHEMA GENERALE DELL’ORGANIZZAZIONE DEL GENOMA UMANO 6. TRASCRIZIONE
DEGLI rRNA E FORMAZIONE DEI RIBOSOMI
AREA TEMATICA 4: TRADUZIONE 1. IL CODICE GENETICO 2. STRUTTURA DEI tRNA,
APPAIAMENTO CODONE/ANTICODONE 3. ATTIVAZIONE DEGLI AMMINOACIDI,
AMMINOACIL-tRNA SINTETASI 4. STRUTTURA E FUNZIONE DEI RIBOSOMI 5. INIZIO DELLA
TRADUZIONE IN PROCARIOTI ED EUCARIOTI; FUNZIONE DEI PRINCIPALI FATTORI
D’INIZIO PROCARIOTICI ED EUCARIOTICI 6. ELONGAZIONE E TERMINE DELLA
TRADUZIONE; FUNZIONE DEI PRINCIPALI FATTORI D’ELONGAZIONE PROCARIOTICI ED
EUCARIOTICI 7. CONTROLLO DELLA FEDELTA’ DELLA TRADUZIONE 8. I POLIRIBOSOMI
AREA TEMATICA 5: FOLDING 1. PRINCIPI GENERALI DEL FOLDING DI UNA PROTEINA,
L’ESPERIMENTO DI ANFINSEN 2. IL FOLDING NELLE CELLULE, DEFINIZIONE E FUNZIONE
DEGLI CHAPERONEs 3. DEGRADAZIONE DELLE PROTEINE: UBIQUITINA E PROTEASOMA
4. LE UBIQUITINO-LIGASI: POLIUBIQUITINAZIONE E SEGNALI DI DEGRADAZIONE SULE
PROTEINE 5. AGGREGATI PROTEICI: FILAMENTI CROCIATI BETA, PRIONI, MALATTIE
NEURODEGENERATIVE
CORSO DI BIOLOGIA CELLULARE (Parte II)
AREA TEMATICA 6: MICROSCOPIA E STRUTTURA DELLE MEMBRANE 1. PRINCIPI
GENERALI DELLA MICROSCOPIA OTTICA; LIMITE DI RISOLUZIONE E POTERE
RISOLUTIVO 2. MICROSCOPIA A FLUORESCENZA: TECNICA DEL SANDWICH, UTILIZZO
DELLA GFP 3. SIGNIFICATO DELLA COMPARTIMENTALIZZAZIONE CELLULARE 4.
ORGANIZZAZIONE DELLE MEMBRANE. PRINCIPALI COMPONENTI DI MEMBRANA
5.PROPRIETA’ DINAMICHE DELLA MEMBRANA PLASMATICA, RUOLO DEL COLESTEROLO
E ZATTERE LIPIDICHE 6. OLIGOSACCARIDI E GLICOCALICE.
AREA TEMATICA 7: TRASPORTO DI MEMBRANA 1. SELETTIVITA’ DELLA MEMBRANA E
DEFINIZIONE DI OSMOSI 2. PROTEINE TRASPORTATRICI E PROTEINE CANALE 3. ESEMPI
DI DIFFUSIONE SEMPLICE, TRASPORTO PASSIVO ED ATTIVO 4. GRADIENTE
ELETTROCHIMICO COME FORMA DI ENERGIA PER IL TRASPORTO DI MEMBRANA 5.
MODELLO DI FUNZIONE E SELETTIVITA’ DELLE PROTEINE CANALE. POMPA NA+/K+ 6.
GENERAZIONE DEL POTENZIALE DI MEMBRANA
AREA TEMATICA 8: ORGANIZZAZIONE GENERALE DELLE CELLULE EUCARIOTE;
TRASPORTO BIDIREZIONALE NUCLEO/CITOSOL 1.DIFFERENZE MORFOLOGICHE TRA
PROCARIOTI ED EUCARIOTI. CONCETTO DI MORFOLOGIA DINAMICA DELLE CELLULE
EUCARIOTICHE 2. FORMAZIONE DELLA CELLULA EUCARIOTA E TEORIA
DELL’ENDOSIMBIONTE 3. MOVIMENTO DELLE PROTEINE TRA COMPARTIMENTI E
CONCETTO DI COMPARTIMENTI TOPOLOGICAMENTE EQUIVALENTI 4. SCHEMA
GENERALE DEL TRASPORTO TRA COMPARTIMENTI E SEQUENZE SEGNALE 5.
ORGANIZZAZIONE STRUTTURALE E FUNZIONALE DEL NPC 6. RUOLO DI IMPORTINE ED
ESPORTINE; COMPARTIMENTALIZZAZIONE E RUOLO DI RAN-GTP/RAN-GDP
AREA TEMATICA 9: MITOCONDRI E PEROSSISOMI 1. PRECURSORI DELLE PROTEINE
MITOCONDRIALI, SEGNALE DI IMPORT E RECETTORE (TOM 70, 71 E 20) 2. SCHEMA
GENERALE DELL’IMPORT MITOCONDRIALE (TOM 40, TIM 23) 3. RUOLO DEL
METABOLISMO ENERGETICO NELL’IMPORT MITOCONDRIALE 4. DIVERSE ESIGENZE DI
TRASPORTO E LOCALIZZAZIONE: I COMPLESSI SAM, TIM 22 E LE FUNZIONI DEL
COMPLESSO OXA 5. MORFOLOGIA, DISTRIBUZIONE E DINAMICITA’ DEL NETWORK MITOCONDRIALE. 6.FUNZIONI DEI PEROSSISOMI E TEORIA SULLA BIOGENESI
AREA TEMATICA 10: RETICOLO ENDOPLASMATICO 1. STRUTTURA, FUNZIONI E
LOCALIZZAZIONE DEL ER. METODI DI ISOLAMENTO RER E SER 2. TRASLOCAZIONE
POST- E CO-TRADUZIONALE. TEORIA DEL SEGNALE 3. PARTICELLA SRP: IPOTESI
SULL’ASSEMBLAGGIO, ATTACCO AL RECETTORE, CICLO DEI RIBOSOMI E DELLA SRP 4.
IL TRASLOCATORE E TRASLOCAZIONE DI PROTEINE SOLUBILI E DI MEMBRANA 5. NGLICOSILAZIONE
E CONTROLLO DI QUALITA’ 6.SINTESI DEI LIPIDI DI MEMBRANA
AREA TEMATICA 11: TRAFFICO VESCICOLARE 1.IL TRAFFICO VESCICOLARE NEL SUO
INSIEME, CONCETTO DI TRASPORTO ANTEROGRADO E RETROGRADO 2. RIVESTIMENTI
DELLE VESCICOLE. STRUTTURA E FUNZIONE DELLA CLATRINA 3. RUOLO DELLE
PROTEINE AP-2, DAB2 E DEI FOSFOINOSITIDI. DOMINI BAR E RUOLO DELLA DINAMINA 4.
PROTEINE RAB E SNARE 5. MODELLO DI FUSIONE. “ENTRY” VIRALE
AREA TEMATICA 12: EXPORT DAL RETICOLO. GOLGI E LISOSOMI 1. FORMAZIONE DI
VESCICOLE COPII. COME SI MUOVONO LE VESCICOLE 2. FUSIONE OMOTIPICA E
COMPARTIMENTO INTERMEDIO. SEGNALI DI RITENZIONE NELL’ER 3. STRUTTURA,
FUNZIONE E LOCALIZZAZIONE DELL’APPARATO DEL GOLGI. N- GLICOSILAZIONE ED OGLICOSILAZIONE
4. MODELLI DI TRASPORTO ATTRAVERSO IL GOLGI. RUOLO DELLE
GOLGINE. 5. STRUTTURA FUNZIONE E LOCALIZZAZIONE DEI LISOSOMI. 6. VIE DI
DEGADAZIONE NEI LISOSOMI. SEGNALE DI LOCALIZZAZIONE NEI LISOSOMI MANNOSIO
6-P
AREA TEMATICA 13: ENDOCITOSI ED ESOCITOSI 1. MATURAZIONE DEGLI ENDOSOMI.
COMPLESSI ESCRT 2. VESCICOLE RICOPERTE DI CLATRINA E CAVEOLINA. 3.
MACROPINOCITOSI E FAGOCITOSI. UTILIZZO DELLE VIE ENDOCITICHE DA PARTE DI
PATOGENI 4. ESEMPI DI ENDOCITOSI MEDIATA DA RECETTORE 5. ESOCITOSI: VIA
COSTITUTIVA E REGOLATA, MATURAZIONE DEI GRANULI, ESOCITOSI DI VESCICOLE
SINAPTICHE
AREA TEMATICA 14: IL CITOSCHELETRO 1. CARATTERISTICHE E FUNZIONI GENERALI.
LOCALIZZAZIONE DEI DIVERSI ELEMENTI DEL CITOSCHELETRO 2. ASSEMBLAGGIO E
CONCETTO DI DIMAMICITA DEL CITOSCHELETRO 3. NUCLEAZIONE, CONCENTRAZIONE
CRITICA E TRANDMILLING, RUOLO DI TIMOSINA E PROFILINA 4. LE PRINCIPALI PROTEINE
CHE LEGANO E REGOLANO LA DINAMICITA’ DEL CITOSCHELETRO 5. STRUTTURA E
FUNZIONI DEI MOTORI PROTEICI 6. I FILAMENTI INTERMEDI 7. RUOLO DELLE PROTEINE
KASH E SUN
CORSO DI BIOLOGIA CELLULARE (Parte III)
AREA TEMATICA 15: SEGNALAZIONE 1. PRINCIPI GENERALI DELLA SEGNALAZIONE
CELLULARE 2. RUOLO DELLE PROTEINE G ETEROTRIMERICHE 3. RUOLO DEI RECETTORI
TIROSINA KINASI 4. PRINCIPALI SECONDI MESSAGGERI (cAMP, Ca2+, IP3) 5. RECETTORI
ACCOPPIATI A CANALI IONICI 6. MODALITA DI PROPAGAZIONE DELL’IMPULSO IN
CELLULE MUSCOLARI
AREA TEMATICA 16: GIUNZIONI CELLULARI 1. PRINCIPALI CARATTERISTICHE E
COMPONENTI DELLE GIUNZIONI CELLULARI 2. STRUTTURA E FUNZIONE DELLE
GIUNZIONI ADERENTI 3. STRUTTURA E FUNZIONI DI DESMOSOMI ED EMIDESMOSOMI 4. MITOSI 2. FORMAZIONE
DEL FUSO MITOTICO 3. STRUTTURA E RUOLO DEL CINETOCORE 4. RUOLO DEL
CENTROSOMA E DEI MICROTUBULI 5. CITOCHINESI E DIVISIONE CELLULARE 6. ESEMPI
DI NON DIVISIONE O DI DIVISIONE CELLULARE ASIMMETRICA
AREA TEMATICA 20: MEIOSI 1. RUOLO E SIGNIFICATO BIOLOGICO DELLA MEIOSI 2.
ANALOGIE E DIFFERENZE TRA MEIOSI (I e II) E MITOSI 3. IL CROSSING-OVER E LA
RICOMBINAZIONE OMOLOGA 4. DIFETTI ED ALTERAZIONI FUNZIONALI DEI PROCESSI
MEIOTICI 5. MECCANISMI DI CONTROLLO DELLA DIVISIONE E CRESCITA CELLULARE
AREA TEMATICA 21: APOPTOSI 1. RUOLO E SIGNIFICATO BIOLOGICO DELLA MORTE
CELLULARE PROGRAMMATA 2. STRUTTURA E FUNZIONE DELLE CASPASI 3.
COMPONENTI E REGOLAZIONE DEL PATHWAY INTRINSECO 4. COMPONENTI E
REGOLAZIONE DEL PATHWAY ESTRINSECO 5. FATTORI DI SOPRAVVIVENZA ED
INIBIZIONE DEL PROCESSO APOPTOTICO
AREA TEMATICA 22: AUTOFAGIA 1. RUOLO E SIGNIFICATO BIOLOGICO DELLA
AUTOFAGIA 2. STRUTTURA E FUNZIONE DEGLI AUTOFAGOSOMI 3. MECCANISMI DI
REGOLAZIONE DELLA AUTOFAGIA 4. RUOLO DELLE PRINCIPALI PROTEINE ATGs 5.
RUOLO DEI RECETTORI DI CARICO E DELLA DEGRADAZIONE LISOSOMIALE

L'esame consiste in una discussione orale su tutto il programma indicato nel Syllabus. Inoltre, gli studenti hanno a disposizione due prove intercorso che possono dare un voto proposto per l'esame finale. Le prove intercorso si considerano superate, ai fini del voto proposto, a partire da un minimo di risposte esatte pari a 17 su 30 domande. A compimento della seconda prova, gli studenti che hanno superato entrambe le prove avranno un voto proposto secondo le modalità che saranno illustrate in aula durante la lezione introduttiva. Coloro i quali hanno superato solo una delle due prove avranno la possibilità di svolgere una terza prova di recupero . Comunque, gli studenti avranno la possibilità di migliorare il voto proposto con l'esame orale o accedere direttamente all'orale, nel caso in cui le prove intercorso abbiano avuto esito negativo. In ogni caso, il voto proposto per il superamento delle prove intercorso e qualsiasi altro tipo di bonus sarà assegnato SOLO a chi ha frequentato il corso con assiduità. Pertanto, frequentemente alla fine delle lezioni verrà fatto l'appello in aula in modalità Random.
Le DRAB del lunedì e le tre prove intercorso daranno allo studente la possibilità di acquisire punti di
bonus per l'esame finale orale.

Alberts, Biologia Molecolare della Cellula, VI edizione Zanichelli;
Iwasa e Marshal, Biologia cellulare e Molecolare di Karp, VI edizione EDISES;
Tutte le slides del corso sono messe a disposizione degli studenti su i siti ufficiali del corso

Il corso mira a fornire le nozioni fondamentali della chimica dei composti del carbonio, dell'azoto e del fosforo attraverso la conoscenza della struttura e della reattività dei principali gruppi funzionali.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Chi frequenta il corso deve essere in grado di identificare gli aspetti salienti delle strutture delle molecole organiche e di correlarli alla loro reattività. Deve essere in grado di riconoscere i meccanismi di base della chimica organica e di applicare le nozioni apprese alla sintesi di molecole organiche di interesse biotecnologico. Deve altresì essere in grado di spiegare le nozioni di base sulla natura chimica e reattività delle molecole organiche di interesse biotecnologico.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Chi frequenta il corso deve rielaborare le strategie sintetiche illustrate durante il corso e deve dimostrare di aver tessuto chiari collegamenti tra le categorie di molecole studiate e le potenziali applicazioni, soprattutto in campo chimico biologico. Gli strumenti forniti durante il corso consentono di approfondire specifici argomenti di interesse in maniera autonoma e di proporre all’attenzione dei partecipanti e del docente uno studio rielaborato e personalizzato, qualora di interesse collettivo e pertinente alle tematiche trattate nel corso.

Struttura, legami e nomenclatura degli alcani lineari e ciclici.
Alcheni, idrocarburi aromatici ed alchini: stereochimica, isomerizzazione geometrica e reattività.
Configurazione assoluta. Polarimetria. Designazione della configurazione assoluta.
Sostituzione nucleofila sul carbonio ibridato sp3. Rassegna dei meccanismi di sostituzione nucleofila. Competizione tra i meccanismi SN2 e SN1.
Reazioni di eliminazione E2: deidroalogenazione degli alogenuri alchilici.
Reazioni di eliminazione E1. Reazioni di eliminazione: valutazione dell'ordine di reazione tra meccanismi in competizione.
Disidratazione degli alcooli.
Sostituzione elettrofila aromatica. Effetto dei sostituenti nei composti aromatici: reattività ed orientamento.
Addizione nucleofila a gruppi carbonilici. Nucleofili ossigenati. Nucleofili azotati.
Sostituzione nucleofila acilica degli acidi carbossilici e derivati. Derivati degli acidi solforici e fosforici.
Reagenti con centro nucleofilo sul carbonio.
Composti naturali contenenti azoto: amminoacidi - struttura e proprietà.
Composti naturali contenenti ossigeno: lipidi, carboidrati. carboidrati dimerici e polimerici, acidi nucleici.

Durante il corso vengono somministrate due prove in itinere scritte. Il superamento di entrambe le prove, con una votazione minima di 18/30, esenta dalla prova scritta finale e contribuisce alla determinazione del voto finale che sarà definito al termine del colloquio orale.
Il voto finale è espresso in trentesimi, da 18 a 30, con possibilità di lode.
Durante il corso si svolgeranno due prove scritte a risposta aperta. Gli studenti che supereranno entrambe le prove in itinere con votazione superiore a 18/30 saranno esentati dal discutere, durante l’orale, gli argomenti già affrontati in quelle prove.

Testo consigliato: Introduzione alla Chimica Organica, di W.H. Brown e T. Poon, casa editrice Edises.
Slides del corso disponibili sul sito istituzionale del docente e canale Teams.
Riferimenti di articoli scientifici da recuperare gratuitamente su siti disponibili in rete.

L’insegnamento di Chimica Generale ha il compito di introdurre l’allievo di primo anno al linguaggio scientifico e al modo di pensare la materia e l’energia che sono propri della Chimica. Il corso sottolinea la centralità del modello atomico nella descrizione delle proprietà fisiche e chimiche degli elementi; l’importanza dei modelli teorici del legame chimico nello spiegare stabilità e reattività dei composti; la rilevanza della struttura elettronica e della struttura di un composto per le proprietà del composto stesso; introduce i criteri che permettono di prevedere trasformazioni spontanee o meno e le leggi dell’equilibrio chimico. Il corso fornisce gli strumenti necessari affinché l’allievo sia in grado di impostare e risolvere problemi di calcolo stechiometrico ed analitico.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente deve dimostrare la conoscenza dei fondamenti della Chimica Generale relativamente ai principi della struttura della materia e delle sue possibili trasformazioni chimiche e chimico-fisiche. Deve, quindi, acquisire i concetti relativi a struttura molecolare, reazioni ponderali e di equilibrio ed essere in grado di affrontare e risolvere esercizi stechiometrici, utilizzando la corretta terminologia nel riportare i dati, i risultati e le osservazioni di ordine chimico.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente deve essere in grado di ricorrere alle conoscenze acquisite per prevedere le proprietà di trasformazione, la reattività e il comportamento della materia nelle soluzioni acquose per affrontare attività di ricerca e di lavoro futuri, in settori più complessi di applicazioni biotecnologiche per la salute e per la farmacologia.

Introduzione alla Chimica Generale ed Inorganica: La Chimica: una disciplina scientifica. Lo scopo della Chimica. La ricerca: il metodo scientifico.
I numeri dalle misure: Unità di misura. L’importanza delle misure. Numeri esatti e approssimati. Accuratezza, precisione ed errore. L’incertezza delle misure. Cifre significative.
Struttura atomica della materia: Materia e sue proprietà. Sostanze pure. Composti. Elementi. Teoria atomica. Atomo e suoi costituenti. Isotopi. Massa Atomica. Molecole. Ioni. La mole. Composizione e formule . Composizione percentuale in massa. Determinazione della formula empirica e molecolare. Reazioni Chimiche ponderali e loro bilanciamento. Reagente limitante. Resa di reazione.
Struttura elettronica degli atomi: La struttura dell'atomo. Lo spettro elettromagnetico. La natura corpuscolare della luce. Quantizzazione dell'energia. Lo spettro dell'atomo di idrogeno. Il modello di Bohr dell'atomo di idrogeno. Il principio di indeterminazione; equazione d’onda. Orbitali e numeri quantici per l'atomo di idrogeno. Estensione agli atomi poli-elettronici. Strutture elettroniche e proprietà atomiche. Energie degli orbitali atomici.
La Tavola Periodica: Classificazione. Tavola Periodica. Periodicità delle proprietà chimiche. Configurazioni elettroniche. Energia di ionizzazione. Affinità elettronica. Raggi atomici. Elettronegatività. Nomenclatura dei composti chimici inorganici.
Il legame chimico: Parametri della struttura molecolare. Il legame ionico. Il legame covalente. Legame nella molecola di H2. Teoria del legame di valenza. Strutture di Lewis e la regola dell’ottetto. Geometria molecolare. Teoria VSEPR. Orbitali ibridi. Teoria degli orbitali molecolari. Molecole biatomiche del 2° periodo: orbitali molecolari. Polarità dei legami. Polarità delle molecole e momenti dipolari. Legami singoli e legami multipli. Strutture di risonanza. Legami deboli. Forze intermolecolari: le interazioni di van der Waals e i legami a idrogeno.
Il legame metallico .
Gli stati di aggregazione della materia I gas : Leggi dei gas. Gas ideali e gas reali. Equazione di stato dei gas ideali. Pressioni parziali e legge di Dalton. I liquidi: Caratteristiche dello stato liquido. I solidi: Caratteristiche dello stato solido. Caratteri distintivi dei solidi cristallini e amorfi. Classificazione dei solidi cristallini: molecolari, ionici, covalenti, metallici. Equilibri di fase: la tensione di vapore di liquidi e solidi. Passaggi di stato. Diagrammi di stato. Le soluzioni : Caratteri distintivi delle soluzioni. Modi diversi per esprimere la concentrazione nelle soluzioni: % in massa ed in volume, concentrazione in: mol/L e in mol/kg, frazione molare. Preparazione delle soluzioni, diluizioni di soluzioni concentrate e calcoli stechiometrici relativi. Criteri generali sulla solubilità delle sostanze.
Proprietà colligative delle soluzioni : Tensione di vapore delle soluzioni e la legge di Raoult. Innalzamento della temperatura di ebollizione e abbassamento della temperatura di congelamento delle soluzioni. Osmosi e pressione osmotica. Le proprietà colligative per le soluzioni di elettroliti.
Equilibrio chimico: Energia ed Entalpia nei sistemi chimici. Entropia, Energia libera e reazioni chimiche. Energia libera ed equilibrio. La natura dell'equilibrio chimico. La legge di azione di massa. Fattori che influenzano l'equilibrio. Il principio di Le Chatelier. Variazioni di concentrazione, pressione, temperatura e loro effetto sull'equilibrio. Equilibri omogenei ed eterogenei.
Equilibri chimici in soluzione acquosa: Definizione di acido e base di Arrhenius e teoria acido/base coniugata di Broensted e Lowry. L'autoionizzazione dell'acqua. La forza degli acidi e delle basi. La scala di pH. Soluzioni di acidi o basi forti e di acidi o basi deboli. Soluzioni di acidi forti e basi deboli e/ o di acidi deboli e basi forti. Soluzioni di sali che subiscono reazioni di idrolisi. Soluzioni tampone: preparazione e meccanismo di azione. Equilibri eterogenei di soluzioni sature di sali poco solubili. Effetto dello ione in comune sulla solubilità di sali poco solubili.
Elettrochimica: Reazioni di ossido riduzione. Il concetto di semireazione. Celle galvaniche. Pila Daniell. Elettrodo a idrogeno e potenziale standar d. F.e.m. di celle galvaniche. Effetto della concentrazione sul voltaggio della cella: Equazione di Nernst; Potenziale di un singolo elettrodo. Celle elettrolitiche : Leggi di Faraday. Elettrolisi.
Esercitazioni Pratiche di Laboratorio : Si terranno tra novembre e dicembre quattro esercitazioni di laboratorio. Date e orari saranno comunicate dal docente.

L’esame consiste in una prova scritta, con 5 esercizi di stechiometria, il cui superamento dà accesso al colloquio finale. Le prove mirano a verificare se lo studente mostra padronanza nello svolgimento di calcoli numerici per la risoluzione di problemi di stechiometria, essenziali per operare in laboratori di applicazioni biotecnologiche in ambito di salute, medico e farmacologico; inoltre, si vuole determinare se lo studente ha acquisito la conoscenza dei contenuti del programma, la capacità di analisi e di collegamento degli argomenti trattati. Inoltre, sono debitamente valutati la chiarezza di esposizione, la padronanza degli argomenti, il rigore della terminologia scientifica adoperata. In alternativa, allo schema classico di esame, sono stati messi a punto percorsi di premialità, per migliorare il voto finale d’esame. Durante il corso si terranno diverse attività scritte (opzionali) e di laboratorio (obbligatorie). Il voto finale (in trentesimi) pondera il risultato di tutte le attività svolte. L’accesso alla prova orale (senza prova scritta d’esame) si ottiene con il superamento dei test a risposta multipla e delle prove intercorso. Il voto di base per accedere all’orale sarà una media pesata tra i voti ottenuti. Questo punteggio farà media con il voto dell’esame orale, ai fini del voto finale d’esame.
Premialità
Il punteggio di base per l’accesso alla prova orale può essere incrementato fino a 4 punti partecipando ad attività in aula (1 pt), svolgendo gli assegni a casa (1 pt), presentando elaborati scritti delle 4 esercitazioni di laboratorio (0,5 pt ciascuna). Si ricorda che la frequenza del laboratorio è obbligatoria.

Le lezioni frontali vengono svolte con l’ausilio quasi esclusivamente di presentazioni powerpoint e mediante l'uso della lavagna. Le esercitazioni numeriche sono svolte in presenza con l'uso di lavagna e sono in parte scaricabili su richiesta dal sito docenti (www.docenti.unina.it) in formato pdf. Sul sito di ogni docente è consentito l'accesso a esercizi numerici con le soluzioni degli stessi. Sono inoltre fruibili i testi degli esercizi di esame svolti in sessioni precedenti con le relative soluzioni.
Libri di testo consigliati
Uno a scelta tra i seguenti

• Fondamenti di Chimica - Brown, Lemay, Bursten, Murphy, Woodward– Edises
• Chimica, un approccio molecolare - Nivaldo Tro - Edises
• Chimica- Whitten, Davis, Peck, Stanley, Piccin
• Chimica - Bertini, Luchinat, Mani - (II Edizione) C.E.A.
  Stechiometria :
• Bertini, Luchinat, Mani - Stechiometria – C.E.A.
• Tabella Periodica degli Elementi

L’obiettivo dell’insegnamento è sviluppare una solida consapevolezza dell’importanza del formalismo matematico nella descrizione scientifica dei fenomeni naturali. Questo approccio, fondamento di ogni disciplina scientifica, verrà illustrato attraverso semplici esempi fisici trattati nel programma.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente deve dimostrare di conoscere e saper comprendere le problematiche relative a semplici problemi di fisica descriventi fenomeni naturali. Deve dimostrare di sapere elaborare argomentazioni concernenti le relazioni e nessi tra matematica e fisica a partire dalle nozioni apprese riguardanti il metodo scientifico con riferimento alla meccanica, fluidodinamica e termodinamica. Il percorso formativo intende fornire agli studenti le conoscenze e gli strumenti metodologici di base necessari per analizzare semplici problemi di fisica e astrarre matematicamente tali fenomeni, nonché modellizzarli. Tali strumenti consentiranno agli studenti di comprendere le connessioni e le principali relazioni che sussistono tra le discipline insegnate nel primo semestre: chimica, fisica e matematica.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente deve dimostrare di essere in grado di applicare il metodo scientifico e di utilizzare il calcolo simbolico per descrivere fenomeni fisici e risolvere problemi concernenti il programma. Le conoscenze acquisite verranno completate e applicate nell’ambito di due esperienze di laboratorio in collaborazione con i docenti di chimica e matematica.

Meccanica
Introduzione alla fisica e metodo scientifico. Misura delle grandezze fisiche. Misure dirette e indirette. Sistema internazionale MKS. Equazioni dimensionali.Vettori. Sistemi di coordinate.
Cinematica: Legge oraria e traiettoria. Velocità media e istantanea. Accelerazione media e istantanea. Moto rettilineo uniforme. Moto uniformemente accelerato. Moto in due dimensioni: moto parabolico e circolare.
Dinamica. Forze e principi della dinamica. Forza peso. Reazioni vincolari. Lavoro ed energia. Lavoro di una forza. Teorema dell’energia cinetica. Forze conservative. Energia potenziale. Energia meccanica. Conservazione dell’energia.
Moti oscillatori e onde
Moto oscillatorio e onde sinusoidali. Onde meccaniche longitudinali e trasversali. Propagazione di un’onda. Velocità onde trasversali nelle corde. Effetto Doppler. Cenni onde elettromagnetiche e spettro.
Fluidostatica e fluidodinamica
Fluidi perfetti. Densità. Pressione. Principio di Pascal. Legge di Stevino. Principio dei vasi comunicanti. Principio di Archimede.
Dinamica dei fluidi. Linee di corrente. Principio di conservazione della massa, legge di Leonardo. Teorema di Bernoulli e applicazioni.
Termodinamica
Temperatura e principio zero della termodinamica. I termometri e le scale di temperatura. Calorimetria. Calore ed energia interna. Calore specifico. Calore latente.
Stati di equilibrio di un sistema termodinamico. Descrizione macroscopica di un gas perfetto. Lavoro nelle trasformazioni termodinamiche. Primo principio della termodinamica. Cicli termodinamici. Macchine termiche. Trasformazioni reversibili e irreversibili. Secondo principio della termodinamica. Rendimento di una macchina termica. Ciclo di Carnot.
Esperienze di laboratorio integrato (fisica, chimica, matematica)
1) Densità di soluzioni acquose e loro concentrazioni
2) Misura della entalpia di neutralizzazione

L’esame prevede lo svolgimento di due prove intercorso scritte (con voto espresso in trentesimi) ovvero di una prova scritta finale per chi non ha sostenuto o passato le prove intercorso.
Per chi ha sostenuto le prove intercorso il voto di partenza sarà determinato da una media pesata dei voti delle singole prove. Alla media pesata delle prove intercorso, o al punteggio dell'esame scritto nelle sessioni di gennaio e febbraio, si potranno sommare fino a 3 punti ottenuti con le due attività di laboratorio con relazione scritta (1 punto in totale) e del workshop finale (2 punti massimi). Durante il workshop saranno descritte le relazioni di laboratorio.
Per accedere al workshop è necessario avere sostenuto e superato le prove intercorso in tutte le tre discipline: chimica, fisica e matematica.

Verranno forniti dal docente appunti scritti delle lezioni e di problemi svolti.
Per approfondire gli argomenti trattati nel corso qualunque testo di introduzione alla fisica di livello base (che non faccia uso di nozioni di analisi matematica) è adatto. Un esempio è il testo:
Introduzione alla fisica —Gennaro Miele, Ofelia Pisanti, EdiSES.
Un testo a livello più avanzato è ad esempio:
Principi di Fisica —Serway, Jewett, EdiSES.

Obiettivo dell’insegnamento è quello di fornire nozioni di base e specialistiche di: GENETICA MENDELIANA : Le leggi di Mendel, Reincrocio, Calcolo della probabilita', Mitosi e Meiosi. TEORIA CROMOSOMICA DELL’EDITARIETA ’: Geni e cromosomi; i geni e i cromosomi durante i processi di mitosi e meiosi; eredità legata al sesso; l’associazione e la ricombinazione genetica; costruzione di mappe genetiche e citologiche. Gli esperimenti di Morgan e Bridges. Cromosomi sessuali ed associazione con il sesso. Determinazione nel sesso nei mammiferi; inattivazione cromosoma X. ALBERI GENEALOGICI: Trasmissione autosomica e legata all'X, dominante e recessiva- Deviazioni dall'assortimento indipendente; associazione; crossing-over; mappatura dei cromosomi eucariotici mediante ricombinazione- Pattern di eredita' dei geni associati. Mappe di associazione, L'incrocio a tre punti, Alleli, Interazioni tra gli alleli di un gene, loci, allelia multipla . ESTENSIONE DEL MENDELISMO : La dominanza incompleta, la codominanza, alleli letali recessivi, Interazione tra geni in vie metaboliche, Come la genetica disseziona la complessita'- Epistasi, geni modificatori, penetranza e l'espressivita'. DAL GENE AL FENOTIPO : La funzione dei geni - le vie metaboliche, Ipotesi di Garrod: un gene - un enzima. Mutazioni auxotrofiche. Esperimenti di Beadle e Tatum. Il DNA e' il materiale genetico: esperimenti di Griffith, Avery-McLeod-McCarty, Hershey-Chase- Meselson-Stahl. Il codice genetico, colinearita' tra geni e proteine. Cenni di ingegneria genetica, introduzione alla genomica funzionale e modelli animali per lo studio della dissezione della funzione genica. Introduzione alla genomica funzionale. MUTAZIONI CROMOSOMICHE e GENICHE: il test di fluttuazione; Mutazioni spontanee, Mutazioni indotte, meccanismi di mutagenesi; il test di Ames-Meccanismi di riparazione del danno al DNA Soppressione; complementazione; Conseguenze delle mutazioni sull'espressione genica; mutazioni dominanti e recessive Il cariotipo umano; I cromosomi politenici- Variazioni del numero dei cromosomi; monoploidia e poliploidia; aneuploidia; non disgiunzione; aneuploidie ed esempi di patologie umane; bilanciamento genico. Cambiamenti nella struttura dei cromosomi; delezioni, duplicazioni, inversioni e traslocazioni. Esempi di Malattie Genetiche Mendeliane nell'uomo con dissezione del genotipo-fenotipo dall'eredità al caso clinico: Autosomiche dominanti, recessive, X linked domininati e recessive e Mitocondriali. I polimorfismi in Biomedicina. REGOLAZIONE DELLA I polimorfismi in Biomedicina. REGOLAZIONE DELLA TRASCRIZIONE IN PROCARIOTI: Operone “LAC” di E. coli e CENNI di EPIGENETICA . GENETICA DELLE POPOLAZIONI : Calcolo di frequenze alleliche e genotipiche-Il principio dell'equilibrio di Hardy-Weinberg (H&W). Il raggiungimento dell'equilibrio per alleli associati all'X- Uso del principio di H-W per stimare le frequenze alleliche, Deriva genetica, Selezione Naturale, Il polimorfismo bilanciato. ESERCITAZIONI DI LABORATORIO DIDATTICO: trasformazione batterica e test di AMES con analisi statistica dei retromutanti.
Le notioni fornite da questo insegnamento sono fondamentali per la comprensione degli insegnamenti degli anni successivi come: Genomica Funzionale, Epigenetica ed epigenomica con laboratorio, Laboratorio di genetica umana molecolare, Ingegneria genetica, Genetica medica e Biologia molecolare, Microbiologia, Biochimica e Biochimica Clinica.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente deve dimostrare di conoscere e saper comprendere le problematiche relative ai meccanismi che regolano la trasmissione dei caratteri ereditari. Deve dimostrare di sapere elaborare discussioni anche complesse concernenti l’organizzazione, la struttura e l’evoluzione di geni e genomi a partire dalle nozioni apprese riguardanti gli eventi molecolari coinvolti nei processi di mutazione e di regolazione dell’espressione genica. Il percorso formativo del corso intende fornire agli studenti le conoscenze e gli strumenti metodologici di base necessari per analizzare la trasmissione dei caratteri ereditari. Gli strumenti metodologici saranno acquisiti attraverso la descrizione e l’analisi di esperimenti di Genetica e le conoscenze saranno acquisite attraverso l’interpretazione dei risultati sperimentali. Tali strumenti consentiranno agli studenti, attraverso l’applicazione di principi logico-deduttivi, di comprendere le cause delle principali problematiche della genetica formale e molecolare e di coglierne le implicazioni evolutive.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Attraverso l’applicazione di principi logico-deduttivi, sarà valutato la capacità di comprendere le cause delle principali problematiche della genetica formale e molecolare e di coglierne le implicazioni evolutive.

GENETICA MENDELIANA (1 CFU) : Le leggi di Mendel- Reincrocio, Calcolo della probabilita', Mitosi e Meiosi- TEORIA CROMOSOMICA DELL’EDITARIETA ’ (0.5 CFU) : Geni e cromosomi; i geni e i cromosomi durante i processi di mitosi e meiosi; eredità legata al sesso; l’associazione e la ricombinazione genetica; costruzione di mappe genetiche e citologiche. -Gli esperimenti di Morgan e Bridges. Cromosomi sessuali ed associazione con il sesso. Determinazione nel sesso nei mammiferi; inattivazione cromosoma X. ALBERI GENEALOGICI (0,50 CFU) : Trasmissione autosomica e legata all'X, dominante e recessiva- Deviazioni dall'assortimento indipendente; associazione; crossing-over; mappatura dei cromosomi eucariotici mediante ricombinazione- Pattern di eredita' dei geni associati.Mappe di associazione, L'incrocio a tre punti- Alleli, Interazioni tra gli alleli di un gene, loci, allelia multipla . ESTENSIONE DEL MENDELISMO (0.5 CFU) : La dominanza incompleta, la codominanza, alleli letali recessivi- Interazione tra geni in vie metaboliche. Come la genetica disseziona la complessita'- Epistasi, geni modificatori, penetranza e l'espressivita'. DAL GENE AL FENOTIPO (1 CFU) : La funzione dei geni, le vie metaboliche, Ipotesi di Garrod: un gene - un enzima. Mutazioni auxotrofiche. Esperimenti di Beadle e Tatum. Il DNA e' il materiale genetico: esperimenti di Griffith, Avery-McLeod-McCarty, Hershey-Chase- Meselson-Stahl. Il codice genetico, colinearita' tra geni e proteine. Cenni di ingegneria genetica, introduzione alla genomica funzionale e modelli animali per lo studio della dissezione della funzione genica. Introduzione alla genomica funzionale. I polimorfismi in Biomedicina. MUTAZIONI CROMOSOMICHE e GENICHE (1 CFU): il test di fluttuazione; Mutazioni spontanee, Mutazioni indotte, meccanismi di mutagenesi; il test di Ames, Meccanismi di riparazione del danno al DNA Soppressione; complementazione; Conseguenze delle mutazioni sull'espressione genica; mutazioni dominanti e recessive Il cariotipo umano; I cromosomi politenici, Variazioni del numero dei cromosomi; monoploidia e poliploidia; aneuploidia; non disgiunzione; aneuploidie ed esempi di patologie umane; bilanciamento genico. Cambiamenti nella struttura dei cromosomi; delezioni, duplicazioni, inversioni e traslocazioni. Studio di malattie genetiche mendeliane ed esempi nell'uomo con dissezione del genotipo-fenotipo. REGOLAZIONE DELLA TRASCRIZIONE IN PROCARIOTI : Operone “LAC” di E. coli. e CENNI di EPIGENETICA (0.25 CFU) . GENETICA DELLE POPOLAZIONI (1 CFU) : Calcolo di frequenze alleliche e genotipiche-Il principio dell'equilibrio di Hardy-Weinberg (H&W). Il raggiungimento dell'equilibrio per alleli associati all'X, Uso del principio di H-W per stimare le frequenze alleliche, Deriva genetica, Selezione Naturale, Il polimorfismo bilanciato. ESERCITAZIONI DI LABORATORIO DIDATTICO (0,25 CFU): trasformazione batterica e test di AMES con analisi statistica dei risultati.

Il superamento della prova scritta è vincolante ai fini dell'accesso alla prova orale.
La prova scritta a risposta multipla verrà valutata in termini di numerosità e correttezza delle risposte.

• GENETICA PRINCIPI DI ANALISI FORMALE. 2021 - OTTAVA EDIZIONE Anthony Jf Griffiths ZANICHELLI
• GENETICA, EPIGENETICA E NUTRACEUTICA. UNIMEA 1 EDIZIONE, Autori: Massimo Zollo e Veronica Ferrucci
  ESERCIZIARI:
• GENETICA GENERALE E UMAMA Quick Review VENETUCCI, DOLFINI E TENCHINI
• ESERCIZIARIO DI GENETICA , Ghisotti e Ferrari PICCIN
• GENETICA problemi risolti Elrold, Stansfileds McGraw-Hill

o Autonomia di giudizio: Lo studente deve essere in grado di sapere elaborare in maniera
autonoma lo svolgimento dello studio di una raccolta dati e lo studio di una funzione.
o Abilità comunicative: Lo studente deve saper spiegare a persone non esperte le nozioni di base
sul trattamento dei dati in biologia e sulle principali funzioni. Deve saper leggere correttamente un
grafico di funzione e una distribuzione utilizzando il corretto linguaggio.
o Capacità di apprendimento: Lo studente deve essere in grado di aggiornarsi e attingere in
maniera autonoma dai testi quanto necessario come strumento per la descrizione matematica di
fenomeni e processi.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente deve dimostrare di conoscere e saper comprendere le problematiche relative all’utilizzo degli strumenti di base della matematica applicata e del ragionamento computazionale. Deve dimostrare di sapere affrontare esercizi che riguardano quanto presente nel programma, a partire dalle nozioni apprese riguardanti dati sperimentali (raccolta ed elaborazione anche statistica), funzioni elementari e composte, calcolo infinitesimale (limiti derivate integrali).
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente deve dimostrare di essere in grado di risolvere problemi concernenti la descrizione statistica di una raccolta dati, la possibile relazione lineare, allometrica o esponenziale tra quantità, il calcolo di domini, limiti, derivate e integrali. Inoltre, dovrà essere in grado di interpretare le nozioni apprese tramite l’elaborazione grafica degli stessi e di ricavare semplici procedure di tipo algoritmico per la risoluzione dei problemi proposti.

Numeri naturali e interi; Numeri razionali e reali; Valore assoluto, Radicali e potenze; Percentuali e
Approssimazioni. Massimo e minimo, infiniti numeri, estremo superiore ed estremo inferiore.
Percentuali e probabilità elementare.
Tipi di dati in biologia: Sintesi della statistica descrittiva di un data set; Misure di tendenza centrale
e di dispersione. Rappresentazione grafica dei dati: Distribuzione delle frequenze, Grafici a barre
e istogrammi, Grafici di dispersione. Dati bivariati e regressione lineare, Metodo dei minimi
quadrati, Correlazione.
Funzioni esponenziali e logaritmiche in biologia: Allometria, Variazioni di scala dei dati: grafici
logaritmici e semilogaritmici, Legame tra variazioni di scala e regressione lineare
Successioni ed equazioni alle differenze finite: la nozione di limite, Progressioni geometriche e
aritmetiche.
Calcolo infinitesimale: limiti, derivate, integrali. Interpretazione geometrica e calcolo delle quantità
facendo uso dei risultati fondamentali. Studio di funzione.

L'esame consiste in una prova scritta il cui superamento consente la verbalizzazione del voto
conseguito. In casi limite, è prevista una prova orale obbligatoria.
In alternativa, allo schema classico di esame, sono stati messi a punto percorsi di premialità, per
migliorare il voto finale d’esame, come descritto in seguito. Durante il corso si terranno diverse
attività scritte e di laboratorio. Il voto finale (in trentesimi) pondera il risultato di tutte le attività
svolte per cui possono essere assegnati dei bonus.
Le attività premiali sono:

• svolgimento di test a risposta multipla in aula
• svolgimento di 2 prove intercorso
• partecipazione a 2 laboratori e consegna di una relazione scritta che ne descriva il contenuto e lo
  svolgimento
• presentazione del lavoro di laboratorio ad un workshop finale
• svolgimento di lavori di gruppo in aula
• svolgimento di assegni a casa

Libro di riferimento: “Matematica per le scienze della vita” di Erin N. Bodine, Suzanne Lenhart,
Louis J. Gross
Slides e materiale messo a disposizione dal docente

L’insegnamento mira a fornire agli studenti gli strumenti per acquisire competenze nel campo delle biotecnologie agroalimentari. Saranno esaminate tematiche inerenti alla genomica e all’analisi dei genomi mediante l’uso di marcatori e metodologie biomolecolari, nonché quelle utilizzate nella produzione di piante geneticamente modificate per la produzione di alimenti e le metodologie per l’analisi di questi prodotti.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente deve dimostrare di avere conoscenza e comprensione dell’uso delle metodologie convenzionali e delle applicazioni biotecnologiche nella produzione di alimenti. Inoltre, deve essere in grado di identificare gli aspetti chiave di nuovi problemi nel campo delle biotecnologie vegetali applicate alla produzione alimentare e di applicare schemi preesistenti o proporre soluzioni innovative.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente deve dimostrare di essere in grado di applicare le conoscenze acquisite durante il corso e la pratica del laboratorio per usi specifici nel campo delle produzioni alimentari, come l’ottenimento di genotipi vegetali con un migliore profilo nutrizionale

1. Presentazione del programma e delle modalità di svolgimento dell'esame. 2. Elementi di biologia vegetale. La cellula vegetale, anatomia di una pianta, funzione di una cellula vegetale (fotosintesi), i sistemi riproduttivi delle piante. 1/2 CFU.
3. Struttura ed analisi del genoma delle piante . I genomi delle piante coltivate e piante modello (Arabidopsis e pomodoro), genomi del mitocondrio e del cloroplasto 1/2 CFU.
4. Le piante nella nutrizione umana. Esigenze nutrizionali delle piante e degli animali, le piante come fonte di metaboliti primari e secondari, la biofortificazione alimentare con approcci agronomici, genetici o biotecnologici. 1 CFU.
5. Miglioramento genetico vegetale . Principi di miglioramento genetico delle piante, metodi classici e innovativi, Marcatori molecolari, analisi di polimorfismi (RAPD, AFLP, VNTR, SSR, SNP), uso della selezione assistita mediata da marcatori. 1 CFU
6. Le piante transgeniche per il miglioramento della qualità agroalimentare. Il laboratorio di colture in vitro; colture in vitro di cellule, protoplasti e tessuti vegetali; la totipotenza cellulare vegetale; la trasformazione genetica delle piante (metodi diretti e indiretti), trasformazione genomica (fusione di protoplasti con mezzi chimici e fisici), cenni sui metodi di controllo dell’avvenuto trasferimento genico e sulla stabilità dell’espressione del transgene. Caso studio: il “golden rice”, gli oli di soia arricchiti e pomodori ricchi di antocianine, tecnologie di evoluzione assistita. 2 CFU.
7. La tracciabilità. Il concetto di tracciabilità e rintracciabilità, la tracciabilità genetica delle materie prime in filiere agroalimentari. 1/2 CFU
8. “Molecular farming” . Le piante come bio-fabbriche per la produzione di molecole di interesse industriale chimico e farmaceutico. 1/2 CFU
9. Esercitazioni pratiche 2 CFU

La valutazione della prova orale sarà effettuata sulla base dei seguenti indicatori: completezza, chiarezza dell'esposizione, capacità di effettuare collegamenti. Gli studenti con disabilità, disturbi specifici dell'apprendimento (dislessia, disgrafia, disortografia, discalculia) o difficoltà temporanee possono rivolgersi al Centro di Ateneo SInAPSi per concordare in sede di esame l'uso di misure dispensative e strumenti compensativi (per maggiori dettagli https://www.sinapsi.unina.it/home_sinapsi)

Testi consigliati: Rao R., Leone A. (2014) Biotecnologie e Genomica delle piante. Idelson Gnocchi Editore.
2 Dispense e file digitali elaborati dal docente e forniti durante lo svolgimento corso

Il corso si propone di presentare agli studenti una visione d'insieme sulle inter-relazioni metaboliche che sussistono tra i vari organi ed apparati dell'uomo. Tale percorso formativo, quindi, si configura come un corso AVANZATO di biochimica umana degli organi. Tra gli obiettivi formativi vi èl'acquisizione da parte dello studente della capacità di elaborare discussioni anche complesse concernenti la regolazione metabolica a partire dalle nozioni già acquisite sui processi biochimici cellulari.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente deve dimostrare di conoscere e saper comprendere i meccanismi biochimici e molecolari del metabolismo, e di averne una visione d'insieme tale da consentire l'elaborazione di discussioni anche complesse sulle inter-relazioni metaboliche che sussistono tra i vari organi ed apparati dell'uomo.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente deve dimostrare di conoscere e saper comprendere i meccanismi biochimici e molecolari del metabolismo, e di averne una visione d'insieme tale da consentire l'elaborazione di discussioni anche complesse sulle inter-relazioni metaboliche che sussistono tra i vari organi ed apparati dell'uomo.

-Metabolismo del calcio e del fosfato. Ruolo della Vitamina D, del PTH e della Calcitonina nell'omeostasi del calcio e fosfato.
-Biochimica del tessuto osseo. Ruolo di osteoblasti ed osteoclasti nei processi di mineralizzazione e degradazione dell'osso. Markers biochimici del rimodellamento osseo.
-Biochimica del Fegato. Ruolo del fegato nel metabolismo di glucidi, lipidi e proteine. Processi di detossificazione. Metabolismo etanolo, Metabolismo del ferro.
-Biochimica del rene. Formazione delle urine. Filtrazione e riassorbimento. Metabolismo e funzioni endocrine del rene.
-Biochimica del tessuto adiposo. Tessuto adiposo bianco e bruno e loro metabolismo. Termogenesi. Funzioni endocrine del tessuto adiposo.
-Biochimica del tessuto muscolare scheletrico e cardiaco. Organizzazione strutturale e meccanismo della contrazione. metabolimo del muscolo scheletrico e cardiaco a confronto.
-Biochimica della cellula tumorale. Effetto Warburg. Ruolo dell'Hypoxia-inducible factor 1 (HIF1) nel metabolismo del tumore.
-Biochimica del sistema nervoso. Metabolismo del cervello e neurotrasmettitori.
-Biochimica dei sistemi sensoriali: Vista, Olfatto, Gusto, Tatto, Udito.

La valutazione sarà basata su un questionario scritto e su un'esposizione orale degli argomenti delle lezioni (con votazione finale in 30).

Libri di testo a scelta tra: CALDARERA C.M Biochimica Sistematica Umana; SILIPRANDI &TETTAMANTI G., Biochimica Medica; MACCARONE, Fondamenti di biochimica umana.

L'insegnamento si pone l'obbiettivo di fornire le conoscenze di base sull'organizzazione del laboratorio biotecnologico e sulle principali metodologie sperimentali.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Lo studente acquisirà le conoscenze fondamentali relative all'organizzazione del laboratorio biotecnologico e alle principali metodologie sperimentali.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente sarà in grado di operare nel rispetto delle buone pratiche di laboratorio, utilizzare la strumentazione di base ed eseguire semplici procedure sperimentali, interpretandone i risultati in modo appropriato.

Parte teorica sull'organizzazione di un laboratorio di ricerca biotecnologica.
Apprendimento ed esecuzione di tecniche di biologia cellulare e molecolare.

Non sarà assegnato un voto ma solo un idonietà.

Il materiale didattico sarà fornito dai docenti seguendo l'iter sperimentale del corso.

Il corso di Laboratorio di Chimica Organica intende fornire le basi per eseguire una reazione organica semplice sulla base di una procedura nota nel rispetto delle norme di sicurezza, eseguire separazioni e purificazioni standard (cristallizzazione, distillazione, estrazione liquido-liquido), eseguire identificazioni con l'uso di tecniche strumentali di base (spettroscopia infrarossa, punto di fusione, polarimetria).
Il corso prevede lezioni frontali durante le quali vengono presentate e discusse le tematiche già riportate nella sezione relativa al programma ed esercitazioni in aula durante le quali vengono presentate e discusse le esperienze che saranno realizzate in laboratorio dagli studenti.
Il corso prevede l'esecuzione di esperienze in laboratorio (quattro incontri per ciascun studente) durante le quali gli studenti lavoreranno in coppia e realizzeranno semplici tecniche organiche, assistiti dal docente, da tutor e dal personale tecnico del Dipartimento. Le frequenza alle esperienze di laboratorio è obbligatoria e verificata tramite firma.
Conoscenza e capacita' di comprensione: Conoscenza e comprensione dei concetti teorici alla base delle comuni tecniche di laboratorio in Chimica Organica ed acquisizione della manualità necessaria ad effettuare una reazione dal punto di vista pratico
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione: Al termine del corso, lo studente potrà essere in grado di progettare una reazione di chimica organica e sarà in grado di separare, purificare e caratterizzarne i prodotti.

Introduzione al Laboratorio di Chimica Organica: norme di sicurezza nei laboratori chimici; uso dei solventi e dei reagenti; apparecchiature di laboratorio, e loro uso (1 CFU).
Isolamento e purificazione dei composti organici. Cristallizzazione, Distillazione, Estrazione (2 CFU).
Cromatografia: principi di base. Cromatografia d'adsorbimento, di ripartizione, di scambio ionico, di esclusione. Gas-cromatografia. HPLC. (2 CFU)
Esercitazioni di Laboratorio: cristallizzazione, tecniche di estrazione di composti organici; distillazione frazionata; separazione cromatografica su strato sottile e su colonna. Applicazione di semplici reazioni organiche. (2 CFU)

La valutazione finale è fatta tenendo in considerazione le abilità acquisite in laboratorio, l'elaborazione delle relazioni sulle esperienze di laboratorio e una prova orale sulla parte teorica del corso.
La prova orale consiste nella discussione di un argomento, riguardante una tecnica ed una sua possibile applicazione pratica. La durata della prova orale è mediamente di 30 minuti.
Il punteggio massimo all'orale si ottiene dimostrando proprietà di linguaggio scientifico, prontezza nel comprendere l'argomento e completezza nell'esposizione.

Dispense fornite dal docente.
"La chimica organica in laboratorio” Autore: Marco D’Ischia Editore: Piccin