Organizzazione cellulare dei microrganismi procarioti.
Meccanismi di trasporto.
Endospore.
Genetica batterica.
Metabolismo.
Colture di microrganismi.
Crescita batterica.
Biofilms batterici.
Esotossine e Endotossine.
Antibiotici e resistenza.
Virus: caratteristiche, replicazione, rapporto con l’ospite.
Antivirali e resistenza.
Batteriofagi.
Funghi, Protozoi, Viroidi e prioni.
Meccanismi di difesa dell’ospite.
Patogenesi delle malattie infettive.
Prescott LM, Harley JP, Klein DA: Microbiologia ed McGraw-Hill
Brok Biologia dei Microorganismi (Madigan, Martinko, Stahl, Clark, ed. PEARSON)
Obiettivi Formativi
Conoscenza e capacità di comprensione: Tappe storiche e basi della genetica microbica; conoscenze a livello macromolecolare e cellulare, delle cellule eucariotiche e procariotiche, degli agenti virali e agenti infettivi non convenzionali, delle loro strutture ed attività, della loro modificazione e manipolazione geneticanatura dei rapporti microrganismo-ospite, con particolare riguardo ai meccanismi patogenetici di malattie su base infettiva; terapie antibatteriche e antivirali; le possibilità di prevenzione immunitaria.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: capacità di comprendere i meccanismi patogenetici delle malattie su base microbica e i meccanismi immunitari in grado di prevenirne la diffusione; capacità di comprendere le basi molecolari delle modificazione e manipolazione genetica dei microrganismi per la ricerca di nuovi farmaci chemioterapici.
Prerequisiti
Nessuno
Metodi Didattici
Lezioni frontali
Altre Informazioni
Nessuna
Modalità di verifica apprendimento
Prova di verifica scritta con test a risposta multipla
Programma del corso
1- I microorganismi fossili, le stromatoliti e i cianobatteri e l’evoluzione della vita sulla terra. Applicazioni dei microorganismi nelle biotecnologie.
2- I microrganismi. Cosa sono I microorganismi. Storia della microbiologia. Il microscopio rudimentale di A. van Leeuwenhoek. Gli esperimenti di Pasteur. I postulati di Koch. L’esperimento di Ivanowski sul virus del mosaico del tabacco. Caratteristiche principali dei microorganismi e della vita microbica. La cellula batterica. Batteri, Archea, Attinomiceti, funghi, lieviti e Virus.
3- Tecniche microbiologiche. Ottica e colorazioni. Progresso dell’ottica e della fisica e progresso della microbiologia, I microscopi, microscopio ottico, microscopi a contrasto di fase, microscopi a fluorescenza, citofluorimetria , microscopio elettronico, microscopio a scansione confocale. Le colorazioni cellulari, il test di gram.
4- La cellula procariotica, struttura e funzione. I procarioti, la cellula batterica (Dimensioni, organizzazione, forma). La parete batterica, struttura del peptidoglicano, diferenze nella struttura e funzione della parete nei batteri gram+ e gram-. Sintesi della parete batterica in gram+ e gram-. La parete degli Archea.Strati extracellulari, Capsule o glicocalici, Guaine, Strati Mucosi, involucri proteici o strati S, fimbrie. I flagelli, struttura del flagello, movimento nei batteri, chemiotassi. Regolazione della chemiotassi, recettori e sensori, trasduzione del segnale tramite fosforilazione e adattamento per metilazione. Motilita’ per scivolamento. La Spora Batterica struttura e funzione, stadi morfologici della sporificazione.
5- Tecniche microbiologiche. Controllo della crescita microbica. Metodi di sterilizzazione e di inibizione della crescita batterica, pastorizzazione.Terreni di coltura. Isolamento dei microorganismi e preparazione di colture pure. Conservazione dei microorganismi.
6- La crescita Batterica. Metodi di misurazione della crescita batterica. Determinazione della massa e della concentrazione cellulare.Il Ciclo cellulare batterico. Moltiplicazione cellulare. Curva di crescita batterica e calcolo del tempo di generazione. Colture sincrone e colture continue. Fattori ambientali che influenzano la crescita dei microorgansimi, temperatura, pH, acidita’, pressione osmotica.
7- Energetica e metabolismo microbico.Il mondo microbico e la nutrizione microbica.Enzimi, catalisi enzimatica. Microorganismi chemioeterotrofi, chemioautotrofi, chemiolitotrofi. Microorganismi fotoautotrofi, fotoeterotrofi. Catabolismo e anabolismo: Ossido riduzione e composti ad alta energia, le principali vie cataboliche, il trasporto degli elettroni e la forza proton motrice.La glicolisi. La respirazione e i trasportatori di elettroni associati alla membrana. Le fermentazioni.
8- Genetica Batterica. Meccanismi di biodiversità: scambio orizzontale (trasformazione, coniugazione, trasduzione) Principali tipi di plasmidi batterici. Mutazioni e meccanismi di mutazione: trasposoni, sequenze di inserzione L’importanza evolutiva, fisiologica, tassonomica e medica dei fenomeni di trasferimento di materiale genetico fra microorganismi. La regolazione dell’espressione genica nei procarioti. Gli operoni.
9- Antibiotici e resistenza Definizione di antibiotico e chemioterapico e differenze tra azione battericida e batteriostatica.Azione dei principali antibiotici beta-lattamici ed altri antibiotici inibitori della sintesi della parete batterica. Antibiotici inibitori della sintesi proteica (aminoglicosidi), inibitori della sintesi acidi nucleici e antimetabolitiMeccanismi principali della resistenza batterica agli antibioticiPrincipali test di sensibilità agli antibiotici
10- I Virus animali. Struttura dei virus: principali tipi di capside, pericapside e genoma virale (DNA e RNA). Rapporto virus-cellula: ciclo produttivo, abortivo e lisogenico. Fasi della replicazione virale e principali molecole implicate: assorbimento, penetrazione, spoliazione, replicazione, maturazione, gemmazione. Virus oncogeni: differenti tipi di virus oncogeni a DNA e RNA e meccanismi di trasformazione. Cenni alla risposta interferone alle infezioni virali. Rapporto virus-organismo ospite: patogenesi delle infezioni virali (via di trasmissione, infezioni localizzate e sistemiche, modalità di diffusione a distanza, vie di eliminazione). Evoluzione delle infezioni virali: infezioni acute o persistenti (croniche, lente e latenti) e meccanismo di danno della patogenesi virale
11- Variabilità virale Meccanismi con cui i virus variano: mutazioni, deriva antigenica, ricombinazione, riassortimento. Cenni delle interazioni non genetici
12- Farmaci antivirali e resistenze Principali farmaci antivirali e loro struttura. Inibitori di HIV: inibitori della fusione, inibitori nucleosidici e non nucleosidici della trascrittasi inversa, inibitori della proteasi, inibitori dell’integrasi. Inibitori della proteina M2 canale ionico e della neuroamididasi dei virus dell’influena. Altri inibitori utilizzati per altri virus (aciclovir, ribavirina).
13- BatteriofagoStruttura dei principali batteriofagi. Batteriofagi litici e temperati: ciclo replicativo e ruolo della regione immunitaria nel ciclo liso genico del batteriofago lambda. Principale meccanismo di regolazione del ciclo lisogenico
14- Viroidi e Prioni Struttura e raggruppamento viroidi. Principali meccanismi di replicazione dei viroidi. Cenni delle malattie da viroidi. Hepatite Delta. Scoperta e cenni storici dei Prioni. Struttura della proteina prionica. Meccanismo di patogenicità della forma della proteina prionica. Malattie indotte dai prioni negli esseri viventi
15- I Microorganismi Eucarioti Caratteristiche principali e classificazione dei funghi (geofili, antropofili e zoofili). Principali strutture cellulari tipiche dei funghi. Composizione del tallo fungino. Lieviti, funghi filamentosi o muffe e funghi dimorfi. Tipi di riproduzione dei funghi. Principali malattie fungine.
16- Caratteristiche principali e classificazione dei Protozoi. Malaria
17- Rapporti microrganismo-ospite Patogenesi e infezione, mecanismi di patogenesi batterica, virale, fungina, endotossine e esotossine, Comunità microbiche in Biofilm, vita a cellula singola e esempi di strutture multicellulari
18- Meccanismi di difesa dell’ospite: Immunità innata e immunità specifica
19- Principi di epidemiologia, saggi immunologici.