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UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI FOGGIA FACOLTA' DI MEDICINA E CHIRURGIA
Corso di Laurea specialistica in Medicina e Chirurgia Insegnamento di Biologia Applicata Anno Accademico 2012/2013 Obiettivi del corso di BIOLOGIA APPLICATA.
Comprendere: - la logica costruttiva delle strutture biologiche ai diversi livelli di organizzazione dei viventi; - i meccanismi preposti al funzionamento e alla riproduzione della cellula; - i principi alla base della diversificazione delle unità biologiche; - i meccanismi fondamentali che governano la trasmissione dei caratteri ereditari;
Le proprietà fondamentali dei viventi. Organismi ed ambiente. Flusso di energia e materia. Organismi autotrofi ed eterotrofi. Classificazione generale dei viventi. Concetto di evoluzione e di selezione naturale. Organizzazione cellulare. Confronto tra organizzazione cellulare procariote ed eucariote. Organizzazione virale. Analogie e differenze tra i virus e le cellule. Rapporti virus-ospite e cicli vitali dei virus. Cenni su alcuni virus animali. La base chimica della vita. Struttura e la funzione biologica dei carboidrati, dei lipidi e delle proteine e loro localizzazione nelle strutture cellulari. Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria delle proteine; concetto di dominio funzionale. Acidi nucleici: DNA ed RNA. Ruolo dei catalizzatori biologici. Concetto di Enzima. I ribozimi. Concetto di ormone. Energia per le attività cellulari e metabolismi energetici. ATP e lavoro cellulare. La respirazione cellulare e i mitocondri. Glicolisi e fermentazioni. Ciclo di Krebs, fosforilazione ossidativa e sintesi di ATP. I mitocondri come organelli semiautonomi. Teoria dell'endosimbiosi. Cloroplasti e fotosintesi. Organismi ad organizzazione procariote . Struttura di cellule procarioti: Escherichia coli come modello procariotico. Qualche esempio di cianoficee. Struttura delle cellule eucarioti. Struttura della membrana plasmatica. Sistemi di trasporto attraverso le membrane. Osmosi. Diffusione semplice e facilitata; meccanismi di trasporto attivo. Struttura e funzione dei compartimenti cellulari eucariotici. Reticolo endoplasmatico rugoso e liscio; apparato di Golgi; vescicole di secrezione; vescicole di endocitosi, lisosomi; perossisomi. Gli organelli semiautonomi: mitocondri e cloroplasti. Il nucleo della cellula. Involucro nucleare. Contenuto nucleare. Organizzazione strutturale dei cromosomi eucarioti: Istoni e proteine non istoniche, il filamento nucleoistonico nei successivi livelli di compattazione. Struttura dei cromosomi e della cromatina. Eucromatina, eterocromatina facoltativa e costitutiva. Organizzazione del genoma eucariote. Le proprietà del materiale genetico: Il DNA come depositario dell’informazione genetica; gli esperimenti di: 1) Griffith; 2) di Avery, McLeod e McCarty; 3) Hershey e Chase. La duplicazione del DNA. Organizzazione del cromosoma procariote e sua duplicazione. Enzimi e fattori proteici coinvolti nella duplicazione del DNA. Duplicazione del DNA nei cromosomi eucarioti. . Funzione del gene. Espressione dell’informazione genetica nella cellula: 1
Struttura dei geni. Dimensione, organizzazione e contenuto informazionale dei geni procariotici ed eucariotici. Concetto di promotore, intensificatore, terminatore, introne ed esone, sequenza codificante. Meccanismi fondamentali dell’espressione genica. I geni per gli rRNA, per gli mRNA, per i tRNA nei Procarioti e negli Eucarioti. Trascrizione e maturazione dei trascritti. Il codice genetico e le regole della traduzione. Struttura dell’ rRNA e dei ribosomi, dell’mRNA, del tRNA. Il meccanismo della traduzione nei procarioti e negli eucarioti. I siti di sintesi proteica nelle cellule procariote ed eucariote. Regolazione dell’espressione genica nei procarioti: 1) Operone Lac: Modello dell’operone di Jacob e Monod, induzione enzimatica, controllo negativo e positivo. Operone Trp: Modello di Yanofsky: repressione enzimatica, attenuazione. Regolazione dell’espressione genica negli eucarioti e concetto di differenziamento cellulare ed embrionale. Esempi di espressione coordinata dei geni eucarioti. La riproduzione e la variabilità genetica: la riproduzione asessuale e sessuale. La divisione cellulare. La mitosi. Implicazioni genetiche della mitosi. Il ciclo cellulare e la sua regolazione. Meiosi e cicli della vita sessuata negli organismi. Fasi della meiosi. Meiosi e variabilità genetica;crossing-over, assortimento indipendente dei cromosomi omologhi durante la meiosi. Meiosi nelle cellule della linea femminile e maschile. Elementi di Genetica formale. I principi dell’eredità mendeliana: principio della segregazione, principio dell’assortimento indipendente. Monoibridismo, diibridismo, triibridismo. Eredità autosomica. Teoria cromosomica dell’eredità. Determinazione cromosomica del sesso. Caratteri sex-linked ed eredità eterocromosomica. Rapporti mendeliani atipici: allelia multipla. dominanza incompleta, codominanza, letalità, epistasi recessiva e semplice e duplicata. Ambiente ed espressione genica. Penetranza. Espressività. Eredità influenzata dall’ambiente interno. Eredità influenzata dall’ambiente esterno. Eredità dei caratteri associati: geni concatenati. Analisi del crossing-over. Calcolo della frequenza di ricombinazione in modelli animali. Classificazioni delle mutazioni geniche e cromosomiche. Genetica dei microorganismi. Coniugazione batterica. Trasformazione batterica. Trasduzione. Tecniche per lo studio delle cellule. Microscopia ottica ed elettronica. Tecniche di base per le colture cellulari. Tecnologia del DNA ricombinante. Clonaggio molecolare, enzimi di restrizione, PCR, progetti genomici, animali transgenici, principi di terapia genica.
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G. KARP – Biologia Cellulare e molecolare. EdiSES. G. DE LEO, E. GINELLI , S. FASANO - Biologia e genetica. EdiSES. W.M. BECKER, L.J. KLEINSMITH, J. HARDIN – Il mondo della cellula. EdiSES. P.J. RUSSELL – Genetica. EdiSES. A.T. SUZUKI, A.J.F. GRIFFITHS, E COLL. – GENETICA Principi di Analisi Formale. Ed. ZANICHELLI.
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