B014392 - BIOLOGIA APPLICATA

Italiano

• Jeff Hardin, Gregory Paul Bertoni, Lewis J. Kleinsmith, Bercker “il mondo della cellula” edizione Pearson
• Gerald Karp “Biologia Cellulare e Molecolare” EdiSES edizione
• Solomon, Berg, Martin “Biologia” EdiSES edizione
• Biologia e Genetica a cura di G. DeLeo, E. Ginelli, S. Fasano EdiSES Edizione
• B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, P. Walter “ L’essenziale di Biologia
Molecolare della cellula” Ed. Zanichelli

• N.A. Campbell , J.B.Reece “ Principi di Biologia” Ed. Pearson

• N.A. Campbell , J.B.Reece “Biologia e Genetica” Ed. Pearson

• David M. Hillis, David Sadava, H. Craig Heller, Mary V. Price “Fondamenti di biologia” Ed. Zanichelli

Il corso ha lo scopo di dare allo studente una informazione di base sulle caratteristiche fondamentali degli organismi viventi. In particolare lo studente dovrà acquisire conoscenze sui principali costituenti inorganici ed organici degli organismi viventi. Inoltre dovranno essere apprese nozioni sulla struttura dei virus, della cellula procariotica e della cellula eucariotica. Lo studente dovrà acquisire conoscenze sulla struttura e funzione delle membrane biologiche con particolare riguardo ai sistemi di trasporto trans membrana e sui meccanismi di trascrizione, traduzione e controllo dell’espressione genica nei procarioti ed eucarioti; sui processi di divisione cellulare, sui fenomeni riproduttivi nei procarioti e negli eucarioti e sui fondamenti della genetica.

Lezioni frontali

Ricevimento Docente : Tutti i giorni, presso il Dipartimento di Scienze Biomediche , sperimentali e cliniche “Mario Serio” V.le Morgagni, 50 Firenze

Gli studenti sono pregati di contattare prima il docente


Tel.055-275-1233 e-mail: maria.stio@unifi.it

Prova orale

1. Caratteristiche generali degli organismi viventi

- Il concetto di vita e di essere vivente. Le caratteristiche degli organismi viventi. La teoria cellulare. L’evoluzione. I livelli di organizzazione nel mondo vivente. Principi di classificazione degli organismi viventi. Cellula procariotica: struttura e caratteristiche. Parete batterica. Le fonti energetiche dei procarioti. Gli estremofili: alcuni esempi.
- Eucarioti. Confronto tra la cellula procariotica e la cellula eucariotica.
- Il metabolismo e le basi energetiche dei fenomeni vitali. Le funzioni svolte dall’ATP.
- Autotrofismo ed eterotrofismo. Organismi aerobi ed anaerobi.
- I cicli della materia nella biosfera. Ciclo del carbonio. Ciclo dell’azoto.

2. Virus

- Struttura e classificazione in base alla geometria del capside, al tipo di acido nucleico, al tipo di cellula infettata. Modalità di infezione in una cellula procariotica ed in una eucariotica. Virus ad RNA. La replicazione dei virus ad RNA. I retrovirus e la trasformazione cellulare. I batteriofagi: ciclo litico e ciclo lisogenico.




3. Costituenti inorganici ed organici degli organismi viventi

- Composizione chimica degli organismi viventi.
- Cenni sui principali costituenti chimici del protoplasma.
- Gli oligoelementi: loro importanza biologica.
- Proprietà chimiche dell’acqua: le conseguenze del legame a idrogeno. Funzioni biologiche dell’acqua e suo contenuto negli organismi viventi.
- Le molecole biologiche costituenti fondamentali degli organismi viventi:
- glicidi: monosaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi;
- lipidi: acidi grassi, trigliceridi, fosfolipidi e loro significato biologico;
- proteine: struttura, ruolo biologico ed esempi significativi (insulina, mioglobina ed emoglobina, collagene, ecc.).

4. Struttura e funzione delle membrane biologiche

- Modello di membrana cellulare a mosaico fluido costituito da lipidi e proteine.
- Il trasporto attraverso la membrana: la diffusione semplice e il trasporto mediato.
- Trasporto passivo e trasporto attivo.
- Esocitosi ed endocitosi.
- Endocitosi mediata da recettore.


5. Dal DNA alle Proteine

- Acidi nucleici: localizzazione nella cellula.
- DNA: architettura molecolare (la doppia elica di Watson e Crick), proprietà chimico-fisiche e funzione.
- Valore genico degli acidi nucleici e sua dimostrazione sperimentale.
- La replicazione semiconservativa del DNA (esperimento di Meselson e Stahl, descrizione del processo di replicazione, con particolare riferimento all’azione della DNA polimerasi).
- RNA: struttura. I vari tipi di RNA (RNA messaggero, RNA ribosomiale e RNA transfer). Formulazione del concetto di RNA messaggero.
- Il processo di trascrizione e l’RNA polimerasi. I siti promotori. Inizio, allungamento e termine della catena di RNA.
- Processamento dell’RNA. I processi di maturazione dei trascritti primari degli RNA ribosomiali, dei tRNA e degli mRNA. Il meccanismo dello “splicing” nella maturazione dei trascritti primari.
- Caratteristiche del codice genetico e sua decifrazione.
- Struttura dell’RNA transfer e funzione dell’aminoacil-tRNA sintetasi.
- I ribosomi dei procarioti e degli eucarioti: cenni sulla loro struttura e funzione.
- Il processo di traduzione: il meccanismo della sintesi proteica. Inizio, allungamento e termine della catena polipeptidica. Cenni sulle modificazioni post-traduzionali delle proteine.
- Inibitori delle biosintesi macromolecolari: esempi.

6. Genoma eucariotico

- L’organizzazione del genoma eucariotico. Stato di condensazione della cromatina ed attività genica: eucromatina ed eterocromatina. Natura fibrillare della cromatina.
- La fibrilla nucleoistonica.
- Ciclo cellulare: descrizione delle varie fasi del ciclo. Regolazione del ciclo cellulare.
- La divisione cellulare negli eucarioti: la mitosi.
- I cromosomi: morfologia e numero.
- Tecniche di studio e conteggio dei cromosomi
- Il cariotipo umano normale e patologico (le più comuni aberrazioni cromosomiche e le aneuploidie).
- I cromosomi giganti: cromosomi politenici e cromosomi a spazzola.

7 . Mutazioni

- Mutazioni: classificazione.
- Mutazioni spontanee ed indotte.
- Mutazioni geniche, cromosomiche e genomiche.
- Anemia falciforme.
- Errori congeniti del metabolismo

8. Regolazione dell’espressione genica

- Procarioti: il sistema operone, lac-operon, regolazione dell'arabinosio, operone del triptofano.
- Eucarioti: Controllo trascrizionale. Proteine regolatrici, modelli strutturali di tali proteine e interazioni con il DNA. I nucleosomi come regolatori dell'espressione genica. Regolazione post-trascrizionale, traduzionale e post-traduzionale.

9. La riproduzione negli organismi viventi e la trasmissione dei caratteri ereditari

- La riproduzione nei procarioti. La ricombinazione nei batteri: trasformazione, coniugazione e trasduzione
- La meiosi: fasi e significato biologico della meiosi.
- La gametogenesi (spermatogenesi ed ovogenesi).
- La fertilizzazione: eventi biologici e biochimici.
- Genetica: i geni e i caratteri.
- Caratteri ereditari e caratteri acquisiti
- Fenotipo e genotipo.
- I metodi della ricerca genetica.
- Le leggi di Mendel.
- Caratteri associati.
- Costruzione di mappe genetiche. La mappatura dei cromosomi umani.
- Eredità multifattoriale.
- Cromosomi sessuali e trasmissione dei geni ad essi associati: eredità legata al sesso (eredità diaginica ed eredità oloandrica).
- Errori congeniti del metabolismo
- Gruppi sanguigni: il sistema AB0 e il sistema Rh.