Numeri Equazioni e disequazioni. Piano cartesiano. Retta e semplici curve nel piano. I sistemi lineari. Angoli e loro misura: i radianti. Il concetto di funzione. Dominio e codominio. Composizione di funzioni. Funzioni invertibili e funzione inversa.Coseno, seno e tangente e le loro funzioni inverse. Logaritmi, funzioni esponenziali e potenze. Significato geometrico della derivata. Determinazione grafica della derivata (zoom) e linearizzazione. Approssimazione della derivata in un punto tramite quoziente di Newton e regola dei tre punti. Derivata per funzioni tabulate. La funzione derivata. Derivata della somma, del prodotto, di funzioni composte, del reciproco e del quoziente. Derivata della funzione inversa. Derivate successive. Funzioni crescenti-decrescenti. Massimi e minimi di funzioni. Determinazione con la derivata di massimi e minimi. Derivata seconda e studio della concavità-convessità di un grafico. Metodo delle tangenti di Newton. L'integrale definito per funzioni positive su intervalli finiti. I metodi di calcolo. Integrazione numerica con il metodo dei rettangoli ed il metodo dei trapezi. Il teorema fondamentale del calcolo. Integrale indefinito e antiderivate. Determinazione delle antiderivate. Area fra due curve. Integrali per funzioni non sempre positive. Inversione degli estremi di integrazione. Elementi di base di statistica. I dati statistici e la loro presentazione. Popolazioni e campioni. Variabili ed osservazioni. Rappresentazioni grafiche: diagrammi a colonna, istogrammi e boxplot. Rappresentazioni numeriche ed indicatori statistici. Diagramma a dispersione. Regressione lineare. Cambi di variabili per ricondursi a relazioni lineari. Misure e vettori. Cinematica, moto in una dimensione - moti piani. Le leggi della Dinamica. Lavoro ed energia, conservazione dell’energia. Forze conservative e non conservative. Cinematica rotazionale, Dinamica rotazionale, proprietà elastiche dei materiali. Statica.Fenomeni ondulatori, onde stazionarie. Acustica. I Fluidi, statica e dinamica dei fluidi. Fluidi ideali e fluidi reali. Fenomeni superficiali. Temperatura, Propagazione del Calore. Teoria cinetica dei gas. Le Leggi della Termodinamica, macchine termiche. L’entropia. Campo elettrico, Corrente elettrica nei solidi, liquidi, gas, Circuiti elettrici, Campo magnetico, induzione elettromagnetica. Onde elettromagnetiche.Ottica geometrica, strumenti ottici e l’occhio, Elementi di Ottica Fisica

Misure e vettori. Cinematica, moto in una dimensione - moti piani. Le leggi della Dinamica. Lavoro ed energia, conservazione dell’energia. Forze conservative e non conservative. Cinematica rotazionale, Dinamica rotazionale, proprietà elastiche dei materiali. Statica. Fenomeni ondulatori, onde stazionarie. Acustica. I Fluidi, statica e dinamica dei fluidi. Fluidi ideali e fluidi reali. Fenomeni superficiali. Temperatura, Propagazione del Calore. Teoria cinetica dei gas. Le Leggi della Termodinamica, macchine termiche. L’entropia. Campo elettrico, Corrente elettrica nei solidi, liquidi, gas, Circuiti elettrici, Campo magnetico, induzione elettromagnetica. Onde elettromagnetiche, Ottica geometrica, strumenti ottici e l’occhio, Ottica Fisica

Misure e vettori. Cinematica, moto in una dimensione - moti piani. Le leggi della Dinamica. Lavoro ed energia, conservazione dell’energia. Forze conservative e non conservative. Cinematica rotazionale, Dinamica rotazionale, proprietà elastiche dei materiali. Statica. Fenomeni ondulatori, onde stazionarie. Acustica. I Fluidi, statica e dinamica dei fluidi. Fluidi ideali e fluidi reali. Fenomeni superficiali. Temperatura, Propagazione del Calore. Teoria cinetica dei gas. Le Leggi della Termodinamica, macchine termiche. L’entropia. Campo elettrico, Corrente elettrica nei solidi, liquidi, gas, Circuiti elettrici, Campo magnetico, induzione elettromagnetica. Onde elettromagnetiche, Ottica geometrica, strumenti ottici e l’occhio, Ottica Fisica

0.1 Numeri 0.2. Equazioni e disequazioni. 0.3. Piano cartesiano. Retta e semplici curve nel piano. I sistemi lineari 0.4 Angoli e loro misura: gradi e radianti. 1.1. Il concetto di funzione. Dominio e codominio. Composizione di funzioni. Funzioni invertibili e funzione inversa. 1.2 Seno, coseno e tangente e le loro funzioni inverse. Logaritmi, funzioni esponenziali e potenze. 2.1. Significato geometrico della derivata. Determinazione grafica della derivata (zoom) e linearizzazione. Approssimazione della derivata in un punto tramite quoziente di Newton e regola dei tre punti. Derivata per funzioni tabulate. La funzione derivata. 2.2. Derivata della somma, del prodotto, di funzioni composte, del reciproco e del quoziente. Derivata della funzione inversa. Derivate successive. 2.3. Funzioni crescenti-decrescenti. Massimi e minimi di funzioni. Determinazione con la derivata di massimi e minimi. Derivata seconda e studio della concavità-convessità di un grafico. Metodo delle tangenti di Newton. 3.1. L'integrale definito per funzioni positive su intervalli finiti. I metodi di calcolo. 3.2. Integrazione numerica con il metodo dei rettangoli ed il metodo dei trapezi. Il teorema fondamentale del calcolo. Integrale indefinito e antiderivate. Determinazione delle antiderivate. 3.3. Area fra due curve. Integrali per funzioni non sempre positive. Inversione degli estremi di integrazione. 4.1 Elementi di base di statistica. I dati statistici e la loro presentazione, Popolazioni e campioni. Variabili ed osservazioni. Rappresentazioni grafiche: diagrammi a colonna, istogrammi e boxplot. Rappresentazioni numeriche ed indicatori statistici. Diagramma a dispersione. Regressione lineare. Cambi di variabili per ricondursi a relazioni lineari. Uso del software R

0.1 Numeri 0.2. Equazioni e disequazioni. 0.3. Piano cartesiano. Retta e semplici curve nel piano. I sistemi lineari 0.4 Angoli e loro misura: gradi e radianti. 1.1. Il concetto di funzione. Dominio e codominio. Composizione di funzioni. Funzioni invertibili e funzione inversa. 1.2 Seno, coseno e tangente e le loro funzioni inverse. Logaritmi, funzioni esponenziali e potenze. 2.1. Significato geometrico della derivata. Determinazione grafica della derivata (zoom) e linearizzazione. Approssimazione della derivata in un punto tramite quoziente di Newton e regola dei tre punti. Derivata per funzioni tabulate. La funzione derivata. 2.2. Derivata della somma, del prodotto, di funzioni composte, del reciproco e del quoziente. Derivata della funzione inversa. Derivate successive. 2.3. Funzioni crescenti-decrescenti. Massimi e minimi di funzioni. Determinazione con la derivata di massimi e minimi. Derivata seconda e studio della concavità-convessità di un grafico. Metodo delle tangenti di Newton. 3.1. L'integrale definito per funzioni positive su intervalli finiti. I metodi di calcolo. 3.2. Integrazione numerica con il metodo dei rettangoli ed il metodo dei trapezi. Il teorema fondamentale del calcolo. Integrale indefinito e antiderivate. Determinazione delle antiderivate. 3.3. Area fra due curve. Integrali per funzioni non sempre positive. Inversione degli estremi di integrazione. 4.1 Elementi di base di statistica. I dati statistici e la loro presentazione, Popolazioni e campioni. Variabili ed osservazioni. Rappresentazioni grafiche: diagrammi a colonna, istogrammi e boxplot. Rappresentazioni numeriche ed indicatori statistici. Diagramma a dispersione. Regressione lineare. Cambi di variabili per ricondursi a relazioni lineari. Uso del software R

Il materiale genetico: composizione chimica e struttura. Replicazione, trascrizione e traduzione del materiale genetico. Organizzazione del DNA nei cromosomi procariotici ed eucariotici. Mutazione e riparazione del DNA. La riproduzione cellulare: mitosi e meiosi. Le leggi di Mendel e le sue applicazioni. Struttura del DNA umano e sua . organizzazione nei cromosomi. Organizzazione dei geni. Elementi trasponibili. Sequenze ripetute. Famiglie geniche. Correlazione genotipo-fenotipo Correlazione tra tipo di mutazioni e fenotipo dominante o recessivo a diversi livelli di indagine del fenotipo. -Principi della genetica mendeliana. Trasmissione nelle famiglie dei caratteri monofattoriali autosomici recessivi, dominanti e X-linked; rischi di ricorrenza nelle famiglie. "Eccezioni" alle leggi di Mendel. Penetranza incompleta, espressività variabile eterogeneità genetica. Inattivazione del cromosoma X, eredità mitocondriale, imprinting genomico -Criteri di classificazione dei cromosomi e metodi per la loro identificazione. Aberrazioni cromosomiche e loro incidenza alla nascita; rischi riproduttivi connessi con le aberrazioni cromosomiche. -Genetica di popolazione. Frequenze geniche e genotipiche nella popolazione e equilibrio di Hardy-Weinberg. -Forze evolutive (mutazione, selezione, deriva genetica, migrazione) che influiscono sulla frequenze geniche e genotipiche. -Trasmissione caratteri indipendenti e concatenati. Localizzazione dei geni sui cromosomi in base alla loro trasmissione nelle famiglie (analisi di linkage). Diversi metodi per il mappaggio dei geni. -Caratteri multifattoriali quantitativi e semiquantitativi. Distribuzione Nella popolazione dei caratteri multifattoriali;valutazione del peso della componente genetica in un carattere multifattoriale; identificazione dei geni di suscettibilità a malattie multifattoriali Estensioni dell’analisi mendeliana: alleli multipli e interazioni geniche (epistasi, penetranza ed espressivita’). La ricombinazione genetica. La genetica dei microrganismi: batteri, batteriofagi e lievito. Scambio di materiale genetico: coniugazione, trasformazione e trasduzione. La regolazione dell’espressione genica nei batteri.

Il materiale genetico: composizione chimica e struttura. Replicazione, trascrizione e traduzione del materiale genetico. Organizzazione del DNA nei cromosomi procariotici ed eucariotici. Mutazione e riparazione del DNA. La riproduzione cellulare: mitosi e meiosi. Le leggi di Mendel e le sue applicazioni. Estensioni dell’analisi mendeliana: alleli multipli e interazioni geniche (epistasi, penetranza ed espressivita’). La ricombinazione genetica. La genetica dei microrganismi: batteri, batteriofagi e lievito. Scambio di materiale genetico: coniugazione, trasformazione e trasduzione. La regolazione dell’espressione genica nei batteri.

Il materiale genetico: composizione chimica e struttura. Replicazione, trascrizione e traduzione del materiale genetico. Organizzazione del DNA nei cromosomi procariotici ed eucariotici. Mutazione e riparazione del DNA. La riproduzione cellulare: mitosi e meiosi. Le leggi di Mendel e le sue applicazioni. Estensioni dell’analisi mendeliana: alleli multipli e interazioni geniche (epistasi, penetranza ed espressivita’). La ricombinazione genetica. La genetica dei microrganismi: batteri, batteriofagi e lievito. Scambio di materiale genetico: coniugazione, trasformazione e trasduzione. La regolazione dell’espressione genica nei batteri.

-Struttura del DNA. Organizzazione del DNA nei cromosomi. Struttura e funzione del cromosoma. -Struttura e evoluzione del genoma umano. Organizzazione dei geni. Elementi trasponibili. Sequenze ripetute. Famiglie geniche. -Divisione cellulare: mitosi e meiosi. -Correlazione genotipo-fenotipo (esempio: gruppo sanguigno ABO; anemia falciforme). Traduzione delle proteine e il codice genetico. Correlazione tra tipo di mutazioni e fenotipo dominante o recessivo a diversi livelli di indagine del fenotipo. Conseguenze genetiche della meiosi. -Principi della genetica mendeliana. Trasmissione nelle famiglie dei caratteri monofattoriali autosomici recessivi, dominanti e X-linked; rischi di ricorrenza nelle famiglie. -"Eccezioni" alle leggi di Mendel. Penetranza incompleta, espressività variabile, eterogeneità genetica. Inattivazione del cromosoma X, eredità mitocondriale, imprinting genomico -Criteri di classificazione dei cromosomi e metodi per la loro identificazione. Aberrazioni cromosomiche e loro incidenza alla nascita; rischi riproduttivi connessi con le aberrazioni cromosomiche. -Genetica di popolazione. Frequenze geniche e genotipiche nella popolazione e equilibrio di Hardy-Weinberg. -Forze evolutive (mutazione, selezione, deriva genetica, migrazione) che influiscono sulla frequenze geniche e genotipiche. -Trasmissione caratteri indipendenti e concatenati. Localizzazione dei geni sui cromosomi in base alla loro trasmissione nelle famiglie (analisi di linkage). Diversi metodi per il mappaggio dei geni. -Caratteri multifattoriali quantitativi e semiquantitativi. Distribuzione nella popolazione dei caratteri multifattoriali; valutazione del peso della componente genetica in un carattere multifattoriale; identificazione dei geni di suscettibilità a malattie multifattoriali

-Struttura del DNA. Organizzazione del DNA nei cromosomi. Struttura e funzione del cromosoma. -Struttura e evoluzione del genoma umano. Organizzazione dei geni. Elementi trasponibili. Sequenze ripetute. Famiglie geniche. -Divisione cellulare: mitosi e meiosi. -Correlazione genotipo-fenotipo (esempio: gruppo sanguigno ABO; anemia falciforme). Traduzione delle proteine e il codice genetico. Correlazione tra tipo di mutazioni e fenotipo dominante o recessivo a diversi livelli di indagine del fenotipo. Conseguenze genetiche della meiosi. -Principi della genetica mendeliana. Trasmissione nelle famiglie dei caratteri monofattoriali autosomici recessivi, dominanti e X-linked; rischi di ricorrenza nelle famiglie. -"Eccezioni" alle leggi di Mendel. Penetranza incompleta, espressività variabile, eterogeneità genetica. Inattivazione del cromosoma X, eredità mitocondriale, imprinting genomico -Criteri di classificazione dei cromosomi e metodi per la loro identificazione. Aberrazioni cromosomiche e loro incidenza alla nascita; rischi riproduttivi connessi con le aberrazioni cromosomiche. -Genetica di popolazione. Frequenze geniche e genotipiche nella popolazione e equilibrio di Hardy-Weinberg. -Forze evolutive (mutazione, selezione, deriva genetica, migrazione) che influiscono sulla frequenze geniche e genotipiche. -Trasmissione caratteri indipendenti e concatenati. Localizzazione dei geni sui cromosomi in base alla loro trasmissione nelle famiglie (analisi di linkage). Diversi metodi per il mappaggio dei geni. -Caratteri multifattoriali quantitativi e semiquantitativi. Distribuzione nella popolazione dei caratteri multifattoriali; valutazione del peso della componente genetica in un carattere multifattoriale; identificazione dei geni di suscettibilità a malattie multifattoriali

La materia: stati fisici, suddivisione della materia (elementi, composti e miscele) Struttura dell'atomo. Atomi ed isotopi. Composti e rappresentazioni molecolari (legge delle proporzioni definite e legge delle proporzioni multiple). Peso atomico e peso molecolare. Definizione di uma. Numero di Avogadro e concetto di mole. La reazione chimica (numero di ossidazione, bilanciamento delle reazioni non redox e redox). La descrizione quantomeccanica dell'atomo (concetto di orbitale, numeri quantici, principio dell'Aufbau). Tavola periodica e corrispondenza con la struttura elettronica degli elementi. Proprietà periodiche. Il legame chimico: regola dell'ottetto, legame ionico, legame covalente secondo la teoria valence bond. Orbitali ibridi. Concetto di risonanza. Ordine e distanze di legame, legami multipli. Elettronegatività, polarità del legame e polarità delle molecole. Forze intermolecolari (ione-dipolo, dipolo-dipolo, legame a idrogeno, dipoli indotti, forze di dispersione). Stati di aggregazione della materia. Gas: definizioni e leggi dei gas perfetti. Stato liquido e stato solido. I cambiamenti di stato (diagrammi di stato). Soluzioni: concentrazioni e proprietà colligative. Termodinamica: definizioni, principi della termodinamica, entalpia, entropia, energia libera. Cinetica chimica: definizioni e leggi cinetiche integrate (ordine zero, 1 e 2), energia di attivazione e controllo della velocità di una reazione (equazione di Arrhenius), catalizzatori. Equilibrio chimico: legge di azione di massa e principio di Le Chatelier, influenza dei parametri sperimentali sull'equilibrio. Equilibri in soluzione acquosa. Equilibrio di autoprotonazione dell'acqua e pH, concetto acido-base, acidi e basi forti e deboli (classificazione e forza, struttura degli acidi più importanti contenenti azoto, fosforo, zolfo e alogeni), idrolisi, soluzioni tampone. Equilibri di solubilità: definizioni ed applicazioni. Elettrochimica: potenziali standard, equazione di Nernst, pile e celle elettrolitiche, la corrosione. Suddivisione degli elementi dei gruppi principali in metalli, semi-metalli e non metalli. Proprietà principali di tali raggruppamenti. Esercizi di stechiometria relativi agli argomenti sopraccitati.

La materia: stati fisici, suddivisione della materia (elementi, composti e miscele) Struttura dell'atomo. Atomi ed isotopi. Composti e rappresentazioni molecolari (legge delle proporzioni definite e legge delle proporzioni multiple). Peso atomico e peso molecolare. Definizione di uma. Numero di Avogadro e concetto di mole. La reazione chimica (numero di ossidazione, bilanciamento delle reazioni non redox e redox). La descrizione quantomeccanica dell'atomo (concetto di orbitale, numeri quantici, principio dell'Aufbau). Tavola periodica e corrispondenza con la struttura elettronica degli elementi. Proprietà periodiche. Il legame chimico: regola dell'ottetto, legame ionico, legame covalente secondo la teoria valence bond. Orbitali ibridi. Concetto di risonanza. Ordine e distanze di legame, legami multipli. Elettronegatività, polarità del legame e polarità delle molecole. Forze intermolecolari (ione-dipolo, dipolo-dipolo, legame a idrogeno, dipoli indotti, forze di dispersione). Stati di aggregazione della materia. Gas: definizioni e leggi dei gas perfetti. Stato liquido e stato solido. I cambiamenti di stato (diagrammi di stato). Soluzioni: concentrazioni e proprietà colligative. Termodinamica: definizioni, principi della termodinamica, entalpia, entropia, energia libera. Cinetica chimica: definizioni e leggi cinetiche integrate (ordine zero, 1 e 2), energia di attivazione e controllo della velocità di una reazione (equazione di Arrhenius), catalizzatori. Equilibrio chimico: legge di azione di massa e principio di Le Chatelier, influenza dei parametri sperimentali sull'equilibrio. Equilibri in soluzione acquosa, equilibrio di autoprotonazione dell'acqua e pH, concetto acido-base, acidi e basi forti e deboli (classificazione e forza, struttura degli acidi più importanti contenenti azoto, fosforo, zolfo e alogeni), idrolisi, soluzioni tampone. Equilibri di solubilità: definizioni ed applicazioni. Elettrochimica: potenziali standard, equazione di Nernst, pile e celle elettrolitiche, la corrosione. Suddivisione degli elementi dei gruppi principali in metalli, semi-metalli e non metalli. Proprietà principali di tali raggruppamenti. Esercizi di stechiometria relativi agli argomenti sopraccitati.

• Definizione di essere vivente e di cellula. • Struttura ed organizzazione della cellula: la cellula eucariotica e la cellula procariotica • La chimica della cellula: acqua e macromolecole biologiche (carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici) • I compartimenti cellulari. Le membrane biologiche. I lipidi delle membrane biologiche: fosfolipidi, glicolipidi e colesterolo; L'organizzazione a doppio strato o a micella. La fluidità' del doppio strato fosfolipidico: ruolo dei grassi insaturi. Le proteine di membrana (intrinseche e estrinseche). La teoria del Mosaico fluido di Singer e Nicolson. Gli esperimenti di Frye e Edidin sulla mobilità delle proteine di membrana • I meccanismi di trasporto attraverso le membrane. Caratteristiche di permeabilità del doppio strato lipidico. Diffusione semplice e diffusione facilitata. Trasporto passivo e trasporto attivo. Proteine canale e proteine trasportatrici: caratteristiche cinetiche dei due sistemi e modalità di funzionamento. Trasportatore del glucosio. Pompa Na+/K+ ATPasi: modalità di funzionamento. Antiporto e simporto. Canali attivati da ligando e canali attivati da voltaggio. ll potenziale di membrana e il potenziale d’azione • Mitocondri e la sintesi di ATP. Nozioni generali sul processo di glicolisi, ossidazione del piruvato, ciclo di Krebs e catena di trasporto degli elettroni. La struttura del mitocondrio. Il genoma mitocondriale. Lynn Margulis e le ipotesi sull’origine evolutiva del mitocondrio. Il trasporto delle proteine nel mitocondrio. • Il perossisoma • Reticolo endoplasmatico rugoso e Apparato di Golgi • Sintesi delle proteine di membrana e di secrezione. Gunter Blobel e l’ipotesi del segnale. Glicosilazione e maturazione delle proteine nel Golgi. Traffico vescicolare: formazione di vescicole, movimento delle vescicole, riconoscimento dell' organello bersaglio • Esocitosi • Meccanismi di indirizzamento delle proteine nei compartimenti cellulari. Sequenze segnale e localizzazione delle proteine (entrata nel nucleo, nel reticolo endoplasmatico, nel mitocondrio). Gli esperimenti di Kalderon e colleghi. • Endocitosi: Pinocitosi, fagocitosi e endocitosi mediata da recettore • Degradazione delle macromolecole biologiche nella cellula: Il lisosoma • Il proteosoma • Il citoscheletro: Microfilamenti contrattili di actina e miosina e il movimento cellulare. Filamenti intermedi. Microtubuli ed il movimento degli organelli. La contrazione muscolare • Il ciclo cellulare e la mitosi. Le fasi G1, S, G2 ed M. Il ruolo delle cicline e delle cdk nella progressione del ciclo cellulare. Tim Hunt e la scoperta delle cicline • Morte cellulare e apoptosi. Gli esperimenti di Hayflick sulla senescenza cellulare. Necrosi. Apoptosi: la via intrinseca e la via estrinseca • Dalle cellule ai tessuti La matrice extracellulare. I collageni, laminine le fibronectine, i proteoglicani. Struttura e funzione delle integrine e delle caderine • Le giunzioni cellulari: Giunzioni aderenti, giunzioni strette, giunzioni comunicanti, desmosomi • La comunicazione cellulare. Segnalazione autocrina, paracrina e endocrina • Flusso dell’informazione genica: la definizione di gene nell’era ENCODE • La Replicazione del DNA. Gli sperimenti di Meselson e Stahl • La Trascrizione del DNA: sintesi degli RNA e loro maturazione. Gli esperimenti di Sharp e Roberts e lo splicing dell’RNA • Il codice genetico e la traduzione delle proteine. Gli esperimenti di Niremberg, Matthaei e Leder. Il ribosoma. Marylin Kozak e l’ipotesi della “scansione lineare” per l’inizio della traduzione

• Definizione di essere vivente e di cellula. • Struttura ed organizzazione della cellula: la cellula eucariotica e la cellula procariotica • La chimica della cellula: acqua e macromolecole biologiche (carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici) • I compartimenti cellulari. Le membrane biologiche. I lipidi delle membrane biologiche: fosfolipidi, glicolipidi e colesterolo; L'organizzazione a doppio strato o a micella. La fluidità' del doppio strato fosfolipidico: ruolo dei grassi insaturi. Le proteine di membrana (intrinseche e estrinseche). La teoria del Mosaico fluido di Singer e Nicolson. Gli esperimenti di Frye e Edidin sulla mobilità delle proteine di membrana • I meccanismi di trasporto attraverso le membrane. Caratteristiche di permeabilità del doppio strato lipidico. Diffusione semplice e diffusione facilitata. Trasporto passivo e trasporto attivo. Proteine canale e proteine trasportatrici: caratteristiche cinetiche dei due sistemi e modalità di funzionamento. Trasportatore del glucosio. Pompa Na+/K+ ATPasi: modalità di funzionamento. Antiporto e simporto. Canali attivati da ligando e canali attivati da voltaggio. ll potenziale di membrana e il potenziale d’azione • Mitocondri e la sintesi di ATP. Nozioni generali sul processo di glicolisi, ossidazione del piruvato, ciclo di Krebs e catena di trasporto degli elettroni. La struttura del mitocondrio. Il genoma mitocondriale. Lynn Margulis e le ipotesi sull’origine evolutiva del mitocondrio. Il trasporto delle proteine nel mitocondrio. • Il perossisoma • Reticolo endoplasmatico rugoso e Apparato di Golgi • Sintesi delle proteine di membrana e di secrezione. Gunter Blobel e l’ipotesi del segnale. Glicosilazione e maturazione delle proteine nel Golgi. Traffico vescicolare: formazione di vescicole, movimento delle vescicole, riconoscimento dell' organello bersaglio • Esocitosi • Meccanismi di indirizzamento delle proteine nei compartimenti cellulari. Sequenze segnale e localizzazione delle proteine (entrata nel nucleo, nel reticolo endoplasmatico, nel mitocondrio). Gli esperimenti di Kalderon e colleghi. • Endocitosi: Pinocitosi, fagocitosi e endocitosi mediata da recettore • Degradazione delle macromolecole biologiche nella cellula: Il lisosoma • Il proteosoma • Il citoscheletro: Microfilamenti contrattili di actina e miosina e il movimento cellulare. Filamenti intermedi. Microtubuli ed il movimento degli organelli. La contrazione muscolare • Il ciclo cellulare e la mitosi. Le fasi G1, S, G2 ed M. Il ruolo delle cicline e delle cdk nella progressione del ciclo cellulare. Tim Hunt e la scoperta delle cicline • Morte cellulare e apoptosi. Gli esperimenti di Hayflick sulla senescenza cellulare. Necrosi. Apoptosi: la via intrinseca e la via estrinseca • Dalle cellule ai tessuti La matrice extracellulare. I collageni, laminine le fibronectine, i proteoglicani. Struttura e funzione delle integrine e delle caderine • Le giunzioni cellulari: Giunzioni aderenti, giunzioni strette, giunzioni comunicanti, desmosomi • La comunicazione cellulare. Segnalazione autocrina, paracrina e endocrina • Flusso dell’informazione genica: la definizione di gene nell’era ENCODE • La Replicazione del DNA. Gli sperimenti di Meselson e Stahl • La Trascrizione del DNA: sintesi degli RNA e loro maturazione. Gli esperimenti di Sharp e Roberts e lo splicing dell’RNA • Il codice genetico e la traduzione delle proteine. Gli esperimenti di Niremberg, Matthaei e Leder. Il ribosoma. Marylin Kozak e l’ipotesi della “scansione lineare” per l’inizio della traduzione

- Introduzione alle preparazioni istologiche: disidratazione, fissazione, taglio e colorazione - Tessuti epiteliali. Polarizzazione cellulare. Specializzazioni citoplasmatiche e di superficie, relative alle funzioni protettive, meccaniche, di barriera e di trasporto. Classificazione, struttura. Citoscheletro, giunzioni cellulari, membrana basale. Sistema tegumentario - Epiteli ghiandolari esocrini. Struttura e classificazione. Specializzazioni delle funzioni secretorie. Istologia delle ghiandole salivari, delle ghiandole del Brunner, del pancreas esocrino - Epiteli ghiandolari endocrini. Segnali ormonali e omeostasi tissutale. Asse ipotalamo-ipofisario. Istologia delle isole pancreatiche, della tiroide, del surrene e delle cellule di Leydig - Tessuti connettivi: componenti e funzioni della matrice extracellulare. Cellule e loro relazioni con la matrice. Classificazione dei tessuti connettivi. - Sangue: plasma, siero, cellule. Struttura cellulare, durata della vita e funzione, formula leucocitaria. - Emopoiesi. Cellule staminali e precursori multipotenti. Emocateresi. Istologia del midollo osseo - Tessuti linfatici: struttura e organizzazione del sistema linfatico. Classificazione dei linfociti, marcatori di membrana. Linfopoiesi e maturazione dei linfociti. Istologia di timo, milza e linfonodi - Cartilagine e tessuto osseo. Funzioni meccaniche e omeostasi metabolica. Ossificazione, crescita, rimodellamento - Il tessuto adiposo bianco e bruno - Tessuto muscolare: scheletrico, liscio, cardiaco. Membrana, struttura e specializzazioni citoscheletriche e metaboliche. Meccanismo e regolazione della contrazione muscolare. - Vasi sanguigni: struttura. Capillari e sinusoidi. - Tessuto nervoso. Specializzazioni ultrastrutturali dei neuroni. Trasporto assonale. Proprietà elettriche della membrana. Sinapsi e giunzione neuromuscolare. Mielinizzazione. Sostanza grigia e sostanza bianca. Descrizione delle cellule gliali - Omeostasi tissutale: Generalità su differenziazione, mantenimento e rinnovamento dei tessuti: cellule staminali adulte. - Gametogenesi. Istologia dell'apparato genitale femminile e maschile. Maturazione delle cellule germinali. Ciclo ovarico, ciclo uterino e loro controllo ormonale. Spermatogenesi - Capacitazione e Fecondazione. Zigote, segmentazione dell’embrione. Blastocisti e suo impianto. Embrione bilaminare e trilaminare (gastrulazione). I ripiegamenti embrionali. Neurulazione e suddivisione del mesoderma (4a settimana). Sviluppo della placenta. Cardiogenesi - Concetto di potenziale. Determinazione e differenziazione. Concetto della posizione. - Sviluppo del corpo: geni di segmentazione. Geni omeotici e identità dei segmenti corporei. - Cenni sui modelli animali utilizzati nello studio della biologia dello sviluppo: Drosophila melanogaster (piano di sviluppo corporeo, geni omeotici); Caernorhabditis elegans e divisione assimetrica (piano di sviluppo corporeo ed esempio di organogenesi); Zebrafish (epibolia – formazione del cuore – ematopoiesi embrionale)

- Introduzione alle preparazioni istologiche: disidratazione, fissazione, taglio e colorazione - Tessuti epiteliali. Polarizzazione cellulare. Specializzazioni citoplasmatiche e di superficie, relative alle funzioni protettive, meccaniche, di barriera e di trasporto. Classificazione, struttura. Citoscheletro, giunzioni cellulari, membrana basale. Sistema tegumentario - Epiteli ghiandolari esocrini. Struttura e classificazione. Specializzazioni delle funzioni secretorie. Istologia delle ghiandole salivari, delle ghiandole del Brunner, del pancreas esocrino - Epiteli ghiandolari endocrini. Segnali ormonali e omeostasi tissutale. Asse ipotalamo-ipofisario. Istologia delle isole pancreatiche, della tiroide, del surrene e delle cellule di Leydig -Tessuti connettivi: componenti e funzioni della matrice extracellulare. Cellule e loro relazioni con la matrice. Classificazione dei tessuti connettivi. - Sangue: plasma, siero, cellule. Struttura cellulare, durata della vita e funzione, formula leucocitaria. - Emopoiesi. Cellule staminali e precursori multipotenti. Emocateresi. Istologia del midollo osseo - Tessuti linfatici: struttura e organizzazione del sistema linfatico. Classificazione dei linfociti, marcatori di membrana. Linfopoiesi e maturazione dei linfociti. Istologia di timo, milza e linfonodi - Cartilagine e tessuto osseo. Funzioni meccaniche e omeostasi metabolica. Ossificazione, crescita, rimodellamento - Il tessuto adiposo bianco e bruno - Tessuto muscolare: scheletrico, liscio, cardiaco. Membrana, struttura e specializzazioni citoscheletriche e metaboliche. Meccanismo e regolazione della contrazione muscolare. - Vasi sanguigni: struttura. Capillari e sinusoidi. - Tessuto nervoso. Specializzazioni ultrastrutturali dei neuroni. Trasporto assonale. Proprietà elettriche della membrana. Sinapsi e giunzione neuromuscolare. Mielinizzazione. Sostanza grigia e sostanza bianca. Descrizione delle cellule gliali - Omeostasi tissutale: Generalità su differenziazione, mantenimento e rinnovamento dei tessuti: cellule staminali adulte. - Gametogenesi. Istologia dell'apparato genitale femminile e maschile. Maturazione delle cellule germinali. Ciclo ovarico, ciclo uterino e loro controllo ormonale. Spermatogenesi - Capacitazione e Fecondazione. Zigote, segmentazione dell’embrione. Blastocisti e suo impianto. Embrione bilaminare e trilaminare (gastrulazione). I ripiegamenti embrionali. Neurulazione e suddivisione del mesoderma (4a settimana). Sviluppo della placenta. Cardiogenesi - Concetto di potenziale. Determinazione e differenziazione. Concetto della posizione. - Sviluppo del corpo: geni di segmentazione. Geni omeotici e identità dei segmenti corporei. - Cenni sui modelli animali utilizzati nello studio della biologia dello sviluppo: Drosophila melanogaster (piano di sviluppo corporeo, geni omeotici); Caernorhabditis elegans e divisione assimetrica (piano di sviluppo corporeo ed esempio di organogenesi); Zebrafish (epibolia – formazione del cuore – ematopoiesi embrionale)

Generalità. Terminologia anatomica, posizione anatomica, definizione di posizione e movimento, organi, apparati e sistemi. Apparato locomotore. Generalità, struttura degli elementi ossei; tipologia, struttura e significati funzionali delle articolazioni; struttura del muscolo striato e del muscolo liscio, anatomia descrittiva e funzionale dei complessi muscolari. Apparato cardiovascolare. Il cuore: posizione e rapporti. Vene e arterie, anatomia topografica delle vie arteriose e venose e territori di vascolarizzazione. Apparato respiratorio. Anatomia descrittiva e funzionale delle vie aeree superiori ed inferiori (Cavità Nasali, Laringe, Trachea e Bronchi, Parenchima Polmonare, Pleure). Apparato digerente. Anatomia descrittiva e funzionale della: Cavità Buccale, Faringe, Esofago, Stomaco, Intestino e delle ghiandole annesse all’apparato digerente (Fegato, Pancreas). Sistema Immunitario. anatomia descrittiva e funzionale delle strutture annesse: sistema linfatico, milza, timo Apparato urinario. Anatomia descrittiva e funzionale di: Reni, Pelvi, Ureteri, Vescica, Uretra maschile e femminile. Apparato genitale. MASCHILE - Anatomia descrittiva e funzionale di genitali interni, genitali esterni, ghiandole annesse. FEMMINILE - Anatomia descrittiva e funzionale di genitali interni, genitali esterni, ghiandole annesse, seno. Sistema endocrino. Anatomia descrittiva e funzionale di : Ipofisi, Tiroide, Paratiroide, Pancreas Endocrino, Ghiandole Surrenali e Gonadi. Sistema nervoso. SISTEMA NERVOSO CENTRALE – Anatomia descrittiva e funzionale di Midollo Spinale, Tronco encefalico, Cervelletto, Diencefalo, Telencefalo e Nuclei della Base. SISTEMA NERVOSO PERIFERICO - Correlazioni funzionali del sistema simpatico e parasimpatico, nomenclatura e significato dei Nervi Cranici. ORGANI DI SENSO - Occhio ed Orecchio

Generalità. Terminologia anatomica, posizione anatomica, definizione di posizione e movimento, organi, apparati e sistemi. Apparato locomotore. Generalità, struttura degli elementi ossei; tipologia, struttura e significati funzionali delle articolazioni; struttura del muscolo striato e del muscolo liscio, anatomia descrittiva e funzionale dei complessi muscolari. Apparato cardiovascolare. Il cuore: posizione e rapporti. Vene e arterie, anatomia topografica delle vie arteriose e venose e territori di vascolarizzazione. Apparato respiratorio. Anatomia descrittiva e funzionale delle vie aeree superiori ed inferiori (Cavità Nasali, Laringe, Trachea e Bronchi, Parenchima Polmonare, Pleure). Apparato digerente. Anatomia descrittiva e funzionale della: Cavità Buccale, Faringe, Esofago, Stomaco, Intestino e delle ghiandole annesse all’apparato digerente (Fegato, Pancreas). Sistema immunitario anatomia descrittiva e funzionale delle strutture annesse: sistema linfatico, milza, timo. Apparato urinario. Anatomia descrittiva e funzionale di : Reni, Pelvi, Ureteri, Vescica, Uretra maschile e femminile. Apparato genitale. MASCHILE - Anatomia descrittiva e funzionale di genitali interni, genitali esterni, ghiandole annesse. FEMMINILE - Anatomia descrittiva e funzionale di genitali interni, genitali esterni, ghiandole annesse, seno. Sistema endocrino. Anatomia descrittiva e funzionale di: Ipofisi, Tiroide, Paratiroide, Pancreas Endocrino, Ghiandole Surrenali e Gonadi. Sistema nervoso. SISTEMA NERVOSO CENTRALE – Anatomia descrittiva e funzionale di Midollo Spinale, Tronco encefalico, Cervelletto, Diencefalo, Telencefalo e Nuclei della Base. SISTEMA NERVOSO PERIFERICO - Correlazioni funzionali del sistema simpatico e parasimpatico, nomenclatura e significato dei Nervi Cranici. ORGANI DI SENSO - Occhio ed Orecchio.

introduzione alle soluzioni, sospensioni ed emulsioni e loro differenze. Introduzione alle varie unità chimiche e fisiche per il calcolo delle concentrazioni delle soluzioni. esercizi svolti in aula per la valutazione dell'apprendimento. Metodi volumetrici: concetti teorici e pratici dell'utilizzo delle titolazioni. Credito 1: Struttura e proprietà dei composti organici 1. Introduzione generale al legame chimico 2. Legame chimico covalente, ionico e covalente polare: proprietà e geometria-1 3. Formule di struttura di Lewis e cariche formali e formule di risonanza 4. Aromaticità Credito 2: Gruppi funzionali, proprietà fisiche e nomenclatura 5. Gruppi funzionali e loro influenza sulle proprietà fisiche e chimiche (acidità e basicità) 6. Interazioni inter- and intra molecolari e loro effetto su proprietà e reattività 7. Nomenclatura dei composti organici credito 3: Isomeria, analisi conformazione e stereochimica 8. Isomeria: definizione e classificazione 9. Analisi conformazionale dei composti aciclici e ciclici. Analisi configurazionale: alcheni 10. Chiralità e analisi configurazionale: diastereomeria e enantiomeria Credito 4: Gruppi funzionali e loro reattività-1 11. Reattività di alcani, alcheni e alchini: Addizione elettrofila e idrogenazione catalitica 12. Alogenuri alchilici e reazioni di sostituzione nucleofila (SN) mono-e bimolecolare 13. Reazione di eliminazione mono-e bimolecolare. Competizione con SN 14. Alcoli e loro reattività Credito 5: Gruppi funzionali e loro reattività-2 15. Eteri, epossidi, tioli e tioeteri 16. Ammine 17. Derivati carbonilici e reazione di addizione nucleofila 18. Tautomeria e reazioni di condensazione 19. Acidi carbossilici e reazioni di sostituzione nucleofila acilica 20. Derivati degli acidi carbossilici Credito 6: Gruppi funzionali e loro reattività-3/biomolecole 21. Benzene: aromaticità, nomenclatura e proprietà 22. Reattività del benzene e reazioni di sostituzione elettrofila aromatica 23. Fenoli e ammine aromatiche. Sostituzione nucleofila aromatica 24. Reazioni radicaliche 25. Amminoacidi e peptidi 26. Zuccheri 27. Lipidi

Credito 1: Struttura e proprietà dei composti organici 1. Introduzione generale al legame chimico 2. Legame chimico covalente, ionico e covalente polare: proprietà e geometria-1 3. Formule di struttura di Lewis e cariche formali e formule di risonanza 4. Aromaticità Credito 2: Gruppi funzionali, proprietà fisiche e nomenclatura 5. Gruppi funzionali e loro influenza sulle proprietà fisiche e chimiche (acidità e basicità) 6. Interazioni inter- and intra molecolari e loro effetto su proprietà e reattività 7. Nomenclatura dei composti organici Credito 3: Isomeria, analisi conformazione e stereochimica 8. Isomeria: definizione e classificazione 9. Analisi conformazionale dei composti aciclici e ciclici. Analisi configurazionale: alcheni 10. Chiralità e analisi configurazionale: diastereomeria e enantiomeria Credito 4: Gruppi funzionali e loro reattività-1 11. Reattività di alcani, alcheni e alchini: Addizione elettrofila e idrogenazione catalitica 12. Alogenuri alchilici e reazioni di sostituzione nucleofila (SN) mono-e bimolecolare 13. Reazione di eliminazione mono-e bimolecolare. Competizione con SN 14. Alcoli e loro reattività Credito 5: Gruppi funzionali e loro reattività-2 15. Eteri, epossidi, tioli e tioeteri 16. Ammine 17. Derivati carbonilici e reazione di addizione nucleofila 18. Tautomeria e reazioni di condensazione 19. Acidi carbossilici e reazioni di sostituzione nucleofila acilica 20. Derivati degli acidi carbossilici Credito 6: Gruppi funzionali e loro reattività-3/biomolecole

Credito 1: Struttura e proprietà dei composti organici 1. Introduzione generale al legame chimico 2. Legame chimico covalente, ionico e covalente polare: proprietà e geometria-1 3. Formule di struttura di Lewis e cariche formali e formule di risonanza 4. Aromaticità Credito 2: Gruppi funzionali, proprietà fisiche e nomenclatura 5. Gruppi funzionali e loro influenza sulle proprietà fisiche e chimiche (acidità e basicità) 6. Interazioni inter- and intra molecolari e loro effetto su proprietà e reattività 7. Nomenclatura dei composti organici Credito 3: Isomeria, analisi conformazione e stereochimica 8. Isomeria: definizione e classificazione 9. Analisi conformazionale dei composti aciclici e ciclici. Analisi configurazionale: alcheni 10. Chiralità e analisi configurazionale: diastereomeria e enantiomeria Credito 4: Gruppi funzionali e loro reattività-1 11. Reattività di alcani, alcheni e alchini: Addizione elettrofila e idrogenazione catalitica 12. Alogenuri alchilici e reazioni di sostituzione nucleofila (SN) mono-e bimolecolare 13. Reazione di eliminazione mono-e bimolecolare. Competizione con SN 14. Alcoli e loro reattività Credito 5: Gruppi funzionali e loro reattività-2 15. Eteri, epossidi, tioli e tioeteri 16. Ammine 17. Derivati carbonilici e reazione di addizione nucleofila 18. Tautomeria e reazioni di condensazione 19. Acidi carbossilici e reazioni di sostituzione nucleofila acilica 20. Derivati degli acidi carbossilici Credito 6: Gruppi funzionali e loro reattività-3/biomolecole 21. Benzene: aromaticità, nomenclatura e proprietà 22. Reattività del benzene e reazioni di sostituzione elettrofila aromatica 23. Fenoli e ammine aromatiche. Sostituzione nucleofila aromatica 24. Reazioni radicaliche 25. Amminoacidi e peptidi 26. Zuccheri 27. Lipidi

introduzione alle soluzioni, sospensioni ed emulsioni e loro differenze. Introduzione alle varie unità chimiche e fisiche per il calcolo delle concentrazioni delle soluzioni. esercizi svolti in aula per la valutazione dell'apprendimento. Metodi volumetrici: concetti teorici e pratici dell'utilizzo delle titolazioni.

introduzione alle soluzioni, sospensioni ed emulsioni e loro differenze. Introduzione alle varie unità chimiche e fisiche per il calcolo delle concentrazioni delle soluzioni. esercizi svolti in aula per la valutazione dell'apprendimento. Metodi volumetrici: concetti teorici e pratici dell'utilizzo delle titolazioni.

Programma - Introduzione alla biologia molecolare: la nascita della Biologia Molecolare, dalla scoperta del DNA alla dimostrazione del suo ruolo come materiale genetico. Struttura chimica e fisica del DNA. Le basi genomiche della complessità: il ruolo del controllo dell’espressione genica, cenni di genomica comparata. Geni omologhi, paraloghi, ortologhi. Famiglie geniche (globine, tubulina); gene ancestrale e duplicazione genica. Basi molecolari dell’epigenetica: struttura e regolazione della cromatina - Struttura dei nucleosomi e organizzazione della cromatina - Gli istoni e le loro modificazioni (acetilazione, metilazione). - Meccanismi del rimodellamento istonico e delle modificazioni della cromatina e loro ruolo nella regolazione dell’espressione genica. Bromodomini e cromodomini. Ruolo e esempi di enzimi modificatori istonici: istone acetil transferasi (HAT), istone deacetilasi, istone demetilasi. Complessi di rimodellamento istonico. - Ruolo e meccanismi degli elementi isolatori. - Metilazione del DNA: significato biologico, DNA metil-transfrasi, meccanismi mediante cui la metilazione del DNA regola l’espressione genica. Regolazione della trascrizione - cenni sulle differenze tra la trascrizione dei procarioti e degli eucarioti - Trascrizione e regolazione negli eucarioti: RNA polimerasi II, struttura del promotore, fattori basali di Pol II e formazione del complesso di inizio. Ruolo del Mediatore. - Meccanismi di riconoscimento dei siti di avvio della trascrizione: TATA box e formazione dei complessi di avvio della trascrizione. - Ruolo delle sequenze regolatrici della trascrizione e i fattori che regolano la trascrizione (fattori di trascrizione e loro organizzazione modulare e dimerica). - Ruolo delle interazioni fra i fattori di trascrizione e i complessi di rimodellamento della cromatina e di modificazione degli istoni nella regolazione della trascrizione. Esempi. - Meccanismi di repressione della trascrizione - Diverse strategie di regolazione della funzione degli attivatori della trascrizione. Esempi (NF-kB) - Le principali quattro classi strutturali dei fattori di trascrizione: elica ansa- elica (omeogeni), elica-giroelica (Myc/MAx/Mad), Cerniera di leucine (Jun. Fos, AP1), dita di zinco (recettori ormoni steroidei). Per ciascuna classe: elementi strutturali e meccanismi di interazione con il DNA, regolazione della funzione, cenni sulla funzione e sui geni regolati. La maturazione dell’RNA e il controllo post-trascrizionale - Significato di del capping e della poliadenilazione dei trascritti. Cenni sui meccanismi di capping, poliadenilazione e terminazione del mRNA. - Generalità sulla natura discontinua dei geni e significato dello splicing. - Lo spliceosoma e i meccanismi molecolari dello splicing. Lo splicing alternativo - Regolazione del riconoscimento dei siti di splicing: le sequenze ESE/ISE e ESS/ISS. Le proteine SR (contenenti i domini RRS) e le proteine hRNPs nella regolazione dello splicing. - Esempi di patologie causate da mutazioni che deregolano lo splicing. - Meccanismi di editing del mRNA. - Cenni sulla regolazione del trasporto e della localizzazione degli mRNA. - Regolazione della stabilità degli RNA (Esempio delle seq. IRE nella regolazione della stabilità e traduzione degli mRNA per il recettore della Transferrina e della Ferritina). - I microRNA: struttura genica, trascrizione e maturazione, ruolo delle proteine Dicer e del complesso RISC, diversi meccanismi di regolazione dell’espressione genica (trascrizione, stabilità mRNA e traduzione). Natura combinatoriale delle interazioni fra microRNA e geni target. Esempi. - Impatto della scoperta dei microRNA nello studio della funzione dei geni, nei tumori e prospettive cliniche. - Short-interferingRNAs; utilizzo nella ricerca di base e nella clinica. Sistemi di Riparazione del DNA - danni al DNA (mutazioni del DNA) e riparazione per escissione delle basi, riparazione per escissione di nucleotidi, riparazione di errori replicativi, riparazione di rotture su entrambi i filamenti. Replicazione del DNA - meccanismo di replicazione negli eucarioti; Telomeri e problema della replicazione nei telomeri; meccanismo che controlla la replicazione nel ciclo cellulare; Regolazione del Ciclo Cellulare - Principi generali del controllo del ciclo cellulare. - Ruolo dei complessi ciclina/Cdk nella progressione del ciclo cellulare. - Meccanismi molecolari della regolazione delle Cdk: interazione con cicline, fosforilazioni attivatorie e inibitorie, interazione con proteine inibitrici (p21, p16, p27 ecc.). Meccanismi di regolazione delle cicline: trascrizione, ubiquitinazione/degradazione. - Ruolo dei diversi complessi ciclina/cdk nella progressione delle diverse fasi del ciclo e concetto del “checkpoint”. - Regolazione dei complessi ciclina/Cdk in fase G1 e S: ruolo dell’attivazione di Jun/Fos e Myc e dei principali geni target di Myc; regolazione di E2F1 da Ciclina D/Cdk4, Rb e ciclinaE/Cdk2; regolazione del ciclo cellulare dai soppressori tumorali della famiglia p21, p16, p27 ecc. e loro regolazione da p53. Risposta cellulare allo stress - La risposta al danno al DNA e i complessi sensori, trasduttori eeffettori: ruolo di Atm, ChK1/2, Cdc25 e p53 nella cascata di trasduzione del segnale attivata dal danno al DNA. - p53: struttura, regolazione (da Mdm2, da Arf e da fosforilazione via Atm/Chk)e funzione nella risposta al danno al DNA, nella senescenza cellulare e nella risposta all’ipossia. Ruolo e meccanismi mediante cui p53 promuove arresto del ciclo cellulare e apoptosi. Significato delle mutazione di p53 nei tumori. - Trasformazione cellulare, concetti generali di oncogenesi. Oncogeni e proto-oncogeni, definizione e funzione. Meccanismi di attivazione degli oncogeni (gain of function). Alcuni esempi di oncogeni (recettori tirosino-chinasici, tirosine chinasi citoplasmatiche, src, bcrabl, RAS). Soppressori tumorali (loss of function); perdita di eterozigosita'. Definizione di caretaker and gatekeeper. Rb; inibitori del ciclo cellulare; p53. - Significato generale dell’apoptosi nell’omeostasi cellulare. - Via estrinseca dell’attivazione dell’apoptosi: recettori pro-apoptotici, il death domain (DD) e il death effector domain (DED) e la trasduzione del segnale apoptotico fino all’attivazione delle caspasi regolatorie (caspasi 8). - Meccanismo di attivazione delle caspasi effettorie (caspasi 3) e ruolo dei loro substrati nel determinare l’apoptosi (cambiamento di forma, frammentazione del DNA, esternalizzazione della fosfofatidilserina) e il riconoscimento da cellule con attività fagocitica. - Via intrinseca dell’attivazione dell’apoptosi: ruolo centrale della regolazione della permeabilità della membrana mitocondriale esterna nel determinare il rilascio di citocromo C, Smac/Diablo e altre proteine che regolano l’apoptosi. Meccanismo di attivazione delle caspasi 9 da parte del citocromo c. Ruolo delle proteine IAP (inibitori di caspasi) nella regolazione dell’apoptosi. - I diversi meccanismi di regolazione delle 3 principali famiglie di caspasi (caspasi 8, 9 e 3) - Formazione del poro della membrana mitocondriale esterna: le proteine Bcl2 pro-apoptotiche, le proteine Bcl2 anti-apoptotiche e le proteine BH3-only. Significato funzionale dei domini BH1, BH2e BH3. - Necrosi: caratteristiche distintive dall’apoptosi Manipolazioni genetiche nel topo - Transgenesi standard, gene targeting, sistemi Cre-Lox(sistemi costitutivi e inducibili). Esempi di topi transgenici o knock-outgenerati per lo studio di patologie (malattia di Alzheimer, topo p53-/-).

Programma - Introduzione alla biologia molecolare: la nascita della Biologia Molecolare, dalla scoperta del DNA alla dimostrazione del suo ruolo come materiale genetico. Struttura chimica e fisica del DNA. Le basi genomiche della complessità: il ruolo del controllo dell’espressione genica, cenni di genomica comparata. Geni omologhi, paraloghi, ortologhi. Famiglie geniche (globine, tubulina); gene ancestrale e duplicazione genica. Basi molecolari dell’epigenetica: struttura e regolazione della cromatina - Struttura dei nucleosomi e organizzazione della cromatina - Gli istoni e le loro modificazioni (acetilazione, metilazione). - Meccanismi del rimodellamento istonico e delle modificazioni della cromatina e loro ruolo nella regolazione dell’espressione genica. Bromodomini e cromodomini. Ruolo e esempi di enzimi modificatori istonici: istone acetil transferasi (HAT), istone deacetilasi, istone demetilasi. Complessi di rimodellamento istonico. - Ruolo e meccanismi degli elementi isolatori. - Metilazione del DNA: significato biologico, DNA metil-transfrasi, meccanismi mediante cui la metilazione del DNA regola l’espressione genica. Regolazione della trascrizione - cenni sulle differenze tra la trascrizione dei procarioti e degli eucarioti - Trascrizione e regolazione negli eucarioti: RNA polimerasi II, struttura del promotore, fattori basali di Pol II e formazione del complesso di inizio. Ruolo del Mediatore. - Meccanismi di riconoscimento dei siti di avvio della trascrizione: TATA box e formazione dei complessi di avvio della trascrizione. - Ruolo delle sequenze regolatrici della trascrizione e i fattori che regolano la trascrizione (fattori di trascrizione e loro organizzazione modulare e dimerica). - Ruolo delle interazioni fra i fattori di trascrizione e i complessi di rimodellamento della cromatina e di modificazione degli istoni nella regolazione della trascrizione. Esempi. - Meccanismi di repressione della trascrizione - Diverse strategie di regolazione della funzione degli attivatori della trascrizione. Esempi (NF-kB) - Le principali quattro classi strutturali dei fattori di trascrizione: elica ansa- elica (omeogeni), elica-giroelica (Myc/MAx/Mad), Cerniera di leucine (Jun. Fos, AP1), dita di zinco (recettori ormoni steroidei). Per ciascuna classe: elementi strutturali e meccanismi di interazione con il DNA, regolazione della funzione, cenni sulla funzione e sui geni regolati. La maturazione dell’RNA e il controllo post-trascrizionale - Significato di del capping e della poliadenilazione dei trascritti. Cenni sui meccanismi di capping, poliadenilazione e terminazione del mRNA. - Generalità sulla natura discontinua dei geni e significato dello splicing. - Lo spliceosoma e i meccanismi molecolari dello splicing. Lo splicing alternativo - Regolazione del riconoscimento dei siti di splicing: le sequenze ESE/ISE e ESS/ISS. Le proteine SR (contenenti i domini RRS) e le proteine hRNPs nella regolazione dello splicing. - Esempi di patologie causate da mutazioni che deregolano lo splicing. - Meccanismi di editing del mRNA. - Cenni sulla regolazione del trasporto e della localizzazione degli mRNA. - Regolazione della stabilità degli RNA (Esempio delle seq. IRE nella regolazione della stabilità e traduzione degli mRNA per il recettore della Transferrina e della Ferritina). - I microRNA: struttura genica, trascrizione e maturazione, ruolo delle proteine Dicer e del complesso RISC, diversi meccanismi di regolazione dell’espressione genica (trascrizione, stabilità mRNA e traduzione). Natura combinatoriale delle interazioni fra microRNA e geni target. Esempi. - Impatto della scoperta dei microRNA nello studio della funzione dei geni, nei tumori e prospettive cliniche. - Short-interferingRNAs; utilizzo nella ricerca di base e nella clinica. Sistemi di Riparazione del DNA - danni al DNA (mutazioni del DNA) e riparazione per escissione delle basi, riparazione per escissione di nucleotidi, riparazione di errori replicativi, riparazione di rotture su entrambi i filamenti. Replicazione del DNA - meccanismo di replicazione negli eucarioti; Telomeri e problema della replicazione nei telomeri; meccanismo che controlla la replicazione nel ciclo cellulare; Regolazione del Ciclo Cellulare - Principi generali del controllo del ciclo cellulare. - Ruolo dei complessi ciclina/Cdk nella progressione del ciclo cellulare. - Meccanismi molecolari della regolazione delle Cdk: interazione con cicline, fosforilazioni attivatorie e inibitorie, interazione con proteine inibitrici (p21, p16, p27 ecc.). Meccanismi di regolazione delle cicline: trascrizione, ubiquitinazione/degradazione. - Ruolo dei diversi complessi ciclina/cdk nella progressione delle diverse fasi del ciclo e concetto del “checkpoint”. - Regolazione dei complessi ciclina/Cdk in fase G1 e S: ruolo dell’attivazione di Jun/Fos e Myc e dei principali geni target di Myc; regolazione di E2F1 da Ciclina D/Cdk4, Rb e ciclinaE/Cdk2; regolazione del ciclo cellulare dai soppressori tumorali della famiglia p21, p16, p27 ecc. e loro regolazione da p53. Risposta cellulare allo stress - La risposta al danno al DNA e i complessi sensori, trasduttori eeffettori: ruolo di Atm, ChK1/2, Cdc25 e p53 nella cascata di trasduzione del segnale attivata dal danno al DNA. - p53: struttura, regolazione (da Mdm2, da Arf e da fosforilazione via Atm/Chk)e funzione nella risposta al danno al DNA, nella senescenza cellulare e nella risposta all’ipossia. Ruolo e meccanismi mediante cui p53 promuove arresto del ciclo cellulare e apoptosi. Significato delle mutazione di p53 nei tumori. - Trasformazione cellulare, concetti generali di oncogenesi. Oncogeni e proto-oncogeni, definizione e funzione. Meccanismi di attivazione degli oncogeni (gain of function). Alcuni esempi di oncogeni (recettori tirosino-chinasici, tirosine chinasi citoplasmatiche, src, bcrabl, RAS). Soppressori tumorali (loss of function); perdita di eterozigosita'. Definizione di caretaker and gatekeeper. Rb; inibitori del ciclo cellulare; p53. - Significato generale dell’apoptosi nell’omeostasi cellulare. - Via estrinseca dell’attivazione dell’apoptosi: recettori pro-apoptotici, il death domain (DD) e il death effector domain (DED) e la trasduzione del segnale apoptotico fino all’attivazione delle caspasi regolatorie (caspasi 8). - Meccanismo di attivazione delle caspasi effettorie (caspasi 3) e ruolo dei loro substrati nel determinare l’apoptosi (cambiamento di forma, frammentazione del DNA, esternalizzazione della fosfofatidilserina) e il riconoscimento da cellule con attività fagocitica. - Via intrinseca dell’attivazione dell’apoptosi: ruolo centrale della regolazione della permeabilità della membrana mitocondriale esterna nel determinare il rilascio di citocromo C, Smac/Diablo e altre proteine che regolano l’apoptosi. Meccanismo di attivazione delle caspasi 9 da parte del citocromo c. Ruolo delle proteine IAP (inibitori di caspasi) nella regolazione dell’apoptosi. - I diversi meccanismi di regolazione delle 3 principali famiglie di caspasi (caspasi 8, 9 e 3) - Formazione del poro della membrana mitocondriale esterna: le proteine Bcl2 pro-apoptotiche, le proteine Bcl2 anti-apoptotiche e le proteine BH3-only. Significato funzionale dei domini BH1, BH2e BH3. - Necrosi: caratteristiche distintive dall’apoptosi Manipolazioni genetiche nel topo - Transgenesi standard, gene targeting, sistemi Cre-Lox(sistemi costitutivi e inducibili). Esempi di topi transgenici o knock-outgenerati per lo studio di patologie (malattia di Alzheimer, topo p53-/-).

INTRODUZIONE ALLA PATOLOGIA GENERALE; lo stato di salute, il concetto di eziologia, il concetto di patogenesi, lo stato di malattia. LE BASI GENETICHE DI MALATTIA Generalità sulle mutazioni genetiche e loro cause. Esempi di malattie genetiche: l’anemia falciforme e le alterazioni del trasporto o metabolismo di aminoacidi: malattia di Hartnup, fenilalaninemie, albinismo. AGENTI FISICI COME CAUSA DI MALATTIA: generalità sulle patologie da trasferimento di energia meccanica, termica, elettrica. Effetti delle radiazioni ionizzanti (a livello molecolare, cellulare e sovracellulare) ed effetti delle radiazioni eccitanti. AGENTI CHIMICI COME CAUSA DI MALATTIA: le vie di assorbimento e di eliminazione (le reazioni di biotrasformazione: di fase 1, dipendenti dal sistema del citocromo P450 e di fase 2; effetti lesivi di metaboliti reattivi prodotti durante al biotrasformazione), tossicità da agenti chimici. Il danno indotto dai radicali liberi: meccanismi di produzione, fattori protettivi e danno cellulare. AGENTI BIOLOGICI COME CAUSA DI MALATTIA: Generalità sui meccanismi di danno e di difesa dalle infezioni virali e batteriche. MODIFICAZIONI TESSUTALI IN RISPOSTA A STIMOLI PATOLOGICI CRONICI ED ACUTI: ipertrofia, iperplasia, ipotrofia, atrofia, metaplasia; danno cellulare reversibile. Il danno cellulare irreversibile: la morte cellulare per necrosi e per apoptosi. IL PROCESSO INFIAMMATORIO: cellule coinvolte nell’ infiammazione e loro funzioni (monociti, macrofagi, granulociti neutrofili, basofili, mastociti, cellule endoteliali, piastrine) i mediatori solubili dell’ infiammazione (istamina, serotonina, metaboliti acido arachidonico, proteasi plasmatiche, citochine: interleuchina 1,6 [IL-1 e IL-6], fattore di necrosi tumorale alfa [TNFalfa], fattore di crescita trasformante-beta [TGFbeta], metaboliti batterici); alterazione del tono e della permeabilità vascolare durante l’ infiammazione (formazione essudato); attività delle cellule fagocitarie nell’ infiammazione (adesione, diapedesi, chemiotassi, fagocitosi, meccanismi di uccisione dei batteri); istoflogosi; effetti sistemici dell’ infiammazione. IL PROCESSO DI RIPARAZIONE: la rigenerazione (potenzialità proliferative tessuto, fattori di crescita: fattore di crescita epidermico [EGF], trasformante [TGFbeta], simil-insulinico [IGF], di derivazione piastrinica [PDGF], dei fibroblasti [FGF], interazioni con matrice ed altre cellule) la sostituzione con tessuto connettivo e l’ angiogenesi. La riparazione delle ferite. LA CRESCITA NEOPLASTICA : caratteristiche generali delle neoplasie (cenni sull’ incidenza, mortalità e sopravvivenza; classificazione dei tumori e nomenclatura); concetti di iperplasia, neoplasia, anaplasia e displasia. Oncogeni virali e cellulari, geni oncosoppressori. Il fenotipo neoplastico: eterogeneità fenotipica e instabilità genomica. Iniziazione, promozione del processo neoplastico (cancerogenesi a tappe o cancerogenesi come processo continuo). La progressione del processo neoplastico (latenza neoplastica, invasività neoplastica, le metastasi. SISTEMI ENDOGENI di RESISTENZA ALLA MORTE CELLULARE: Effetti citoprotettivi del precondizionamento cellulare e tessutale. Il precondizionamento precoce e ritardato. Meccanismi coinvolti nella citoprotezione da precondizionamento. Mediatori molecolari del precondizionamento. Implicazioni terapeutiche.

INTRODUZIONE ALLA PATOLOGIA GENERALE; lo stato di salute, il concetto di eziologia, il concetto di patogenesi, lo stato di malattia. LE BASI GENETICHE DI MALATTIA Generalità sulle mutazioni genetiche e loro cause. Esempi di malattie genetiche: l’anemia falciforme e le alterazioni del trasporto o metabolismo di aminoacidi: malattia di Hartnup, fenilalaninemie, albinismo. AGENTI FISICI COME CAUSA DI MALATTIA: generalità sulle patologie da trasferimento di energia meccanica, termica, elettrica. Effetti delle radiazioni ionizzanti (a livello molecolare, cellulare e sovracellulare) ed effetti delle radiazioni eccitanti. AGENTI CHIMICI COME CAUSA DI MALATTIA: le vie di assorbimento e di eliminazione (le reazioni di biotrasformazione: di fase 1, dipendenti dal sistema del citocromo P450 e di fase 2; effetti lesivi di metaboliti reattivi prodotti durante al biotrasformazione), tossicità da agenti chimici. Il danno indotto dai radicali liberi: meccanismi di produzione, fattori protettivi e danno cellulare. AGENTI BIOLOGICI COME CAUSA DI MALATTIA: Generalità sui meccanismi di danno e di difesa dalle infezioni virali e batteriche. MODIFICAZIONI TESSUTALI IN RISPOSTA A STIMOLI PATOLOGICI CRONICI ED ACUTI: ipertrofia, iperplasia, ipotrofia, atrofia, metaplasia; danno cellulare reversibile. Il danno cellulare irreversibile: la morte cellulare per necrosi e per apoptosi. IL PROCESSO INFIAMMATORIO: cellule coinvolte nell’ infiammazione e loro funzioni (monociti, macrofagi, granulociti neutrofili, basofili, mastociti, cellule endoteliali, piastrine) i mediatori solubili dell’ infiammazione (istamina, serotonina, metaboliti acido arachidonico, proteasi plasmatiche, citochine: interleuchina 1,6 [IL-1 e IL-6], fattore di necrosi tumorale alfa [TNFalfa], fattore di crescita trasformante-beta [TGFbeta], metaboliti batterici); alterazione del tono e della permeabilità vascolare durante l’ infiammazione (formazione essudato); attività delle cellule fagocitarie nell’ infiammazione (adesione, diapedesi, chemiotassi, fagocitosi, meccanismi di uccisione dei batteri); istoflogosi; effetti sistemici dell’ infiammazione. IL PROCESSO DI RIPARAZIONE: la rigenerazione (potenzialità proliferative tessuto, fattori di crescita: fattore di crescita epidermico [EGF], trasformante [TGFbeta], simil-insulinico [IGF], di derivazione piastrinica [PDGF], dei fibroblasti [FGF], interazioni con matrice ed altre cellule) la sostituzione con tessuto connettivo e l’ angiogenesi. La riparazione delle ferite. LA CRESCITA NEOPLASTICA : caratteristiche generali delle neoplasie (cenni sull’ incidenza, mortalità e sopravvivenza; classificazione dei tumori e nomenclatura); concetti di iperplasia, neoplasia, anaplasia e displasia. Oncogeni virali e cellulari, geni oncosoppressori. Il fenotipo neoplastico: eterogeneità fenotipica e instabilità genomica. Iniziazione, promozione del processo neoplastico (cancerogenesi a tappe o cancerogenesi come processo continuo). La progressione del processo neoplastico (latenza neoplastica, invasività neoplastica, le metastasi. SISTEMI ENDOGENI di RESISTENZA ALLA MORTE CELLULARE: Effetti citoprotettivi del precondizionamento cellulare e tessutale. Il precondizionamento precoce e ritardato. Meccanismi coinvolti nella citoprotezione da precondizionamento. Mediatori molecolari del precondizionamento. Implicazioni terapeutiche.

Programma esteso/Content Il corso è suddiviso in 16 moduli, ciascuno contenente aspetti di grammatica, vocabolario, ascolto, lettura, conversazione e scrittura sia per quando riguarda l’inglese generale che quello specialistico. Le tematiche affrontate sono: The man –made environment Leisure and recreation The news and the media Travel and Transport Business and work The natural environment Education systems Festival and Traditions Inglese specialistico Getting started in research The scientific community Finding a direction in your research Designing an experiment Describing an experiment Presenting research at a conference Writng up research

l corso è suddiviso in 16 moduli, ciascuno contenente aspetti di grammatica, lessico, ascolto, lettura, conversazione e scrittura sia per quando riguarda l’inglese generale che quello specialistico. Le tematiche affrontate sono: The man-made environment; Leisure and recreation; The news and the media; Travel and Transport; Business and work ;The natural environment; Education systems; Festival and Traditions; Inglese specialistico Getting started in research; The scientific community; Finding a direction in your research; Designing an experiment; Describing an experiment; Presenting research at a conference; Writing up research

Sistemi di regolazione Omesostasi. Sistema nervoso vegetativo e sue implicazioni organiche. Comportamento adattativo Sistema cardiovascolare Proprietà del miocardio, ciclo cardiaco, gettata cardiaca, pressione arteriosa. Potenziali d'azione (genesi, conduzione e propagazione). Il sangue Sistema digerente Composizione, secrezione e ruolo dei succhi digestivi, assorbimento intestinale dei prodotti della digestione, funzioni del fegato Sistema respiratorio Meccanica respiratoria, spazi morti e ventilazione alveolare, scambi gassosi alveolari, controllo nervoso e chimico del respiro, trasporto dei gas nel sangue. Sistema renale Processi nel rene. Nefrone: struttura e funzione. Filtrazione glomerulare, meccanismi di riassorbimento e di secrezione tubulare, clearances renali, soglia renale. Omeostasi idroelettrolitica. Sistema renina-angiotensina-aldosterone. Equilibrio acido-base. Sistema endocrino Ormoni: sintesi, rilascio, trasporto, azione. Azioni fisiologiche degli ormoni prodotti dall’ipotalamo, dall’ipofisi, dalla tiroide, dalle paratiroidi, dalle capsule surrenali, dal pancreas endocrino e dalle gonadi. Membrane cellulari ed eccitabilità. Diffusione e trasporti di membrana. Equilibri ionici e potenziali di membrana. Equilibrio elettrochimico, potenziale di equilibrio, equazione di Nernst, Genesi del potenziale di membrana a riposo, equazione di Goldman-Hodgkin-Katz. Segnali elettrici, potenziali graduati, potenziali eccitatori (EPSP) e potenziali inibitori (IPSP). Muscoli. Il movimento nelle cellule non muscolari. Il muscolo scheletrico: le proteine contrattili, teoria di scorrimento, il ciclo di ponti traversali, l’accoppiamento eccitazione-contrazione, ruolo del Ca2+. Il muscolo liscio Sistema nervoso Cellule eccitabili e non. Il neurone, genesi del potenziale d’azione e la sua conduzione lungo l’assone. Trasmissione sinaptica, i neurotrasmettitori e relativi recettori. Le principali cellule gliali del sistema nervoso: macroglia (astrociti, oligodendrociti, cellule di Schwann) e microglia. Ruolo omeostatico degli astrociti. Funzioni Superiori del SNC. Apprendimento e memoria. Plasticità sinaptica, LTP.

Sistemi di regolazione Omesostasi. Sistema nervoso vegetativo e sue implicazioni organiche. Comportamento adattativo Sistema cardiovascolare Proprietà del miocardio, ciclo cardiaco, gettata cardiaca, pressione arteriosa. Potenziali d'azione (genesi, conduzione e propagazione). Il sangue Sistema digerente Composizione, secrezione e ruolo dei succhi digestivi, assorbimento intestinale dei prodotti della digestione, funzioni del fegato Sistema respiratorio Meccanica respiratoria, spazi morti e ventilazione alveolare, scambi gassosi alveolari, controllo nervoso e chimico del respiro, trasporto dei gas nel sangue. Sistema renale Processi nel rene. Nefrone: struttura e funzione. Filtrazione glomerulare, meccanismi di riassorbimento e di secrezione tubulare, clearances renali, soglia renale. Omeostasi idroelettrolitica. Sistema renina-angiotensina-aldosterone. Equilibrio acido-base. Sistema endocrino Ormoni: sintesi, rilascio, trasporto, azione. Azioni fisiologiche degli ormoni prodotti dall’ipotalamo, dall’ipofisi, dalla tiroide, dalle paratiroidi, dalle capsule surrenali, dal pancreas endocrino e dalle gonadi. Membrane cellulari ed eccitabilità. Diffusione e trasporti di membrana. Equilibri ionici e potenziali di membrana. Equilibrio elettrochimico, potenziale di equilibrio, equazione di Nernst, Genesi del potenziale di membrana a riposo, equazione di Goldman-Hodgkin-Katz. Segnali elettrici, potenziali graduati, potenziali eccitatori (EPSP) e potenziali inibitori (IPSP). Muscoli. Il movimento nelle cellule non muscolari. Il muscolo scheletrico: le proteine contrattili, teoria di scorrimento, il ciclo di ponti traversali, l’accoppiamento eccitazione-contrazione, ruolo del Ca2+. Il muscolo liscio Sistema nervoso Cellule eccitabili e non. Il neurone, genesi del potenziale d’azione e la sua conduzione lungo l’assone. Trasmissione sinaptica, i neurotrasmettitori e relativi recettori. Le principali cellule gliali del sistema nervoso: macroglia (astrociti, oligodendrociti, cellule di Schwann) e microglia. Ruolo omeostatico degli astrociti. Funzioni Superiori del SNC. Apprendimento e memoria. Plasticità sinaptica, LTP.

1_ Le macromolecole biologiche. I legami chimici e le interazioni fra molecole nella chimica della vita. Carboidrati. Monosacaccaridi, disaccaridi, legame glicosidico. Omopolisaccaridi di riserva e strutturali. Monosaccaridi modificati. Eteropolisaccaridi: struttura di glicosamminoglicani, chitina, agar, emicellulose, gomme. I glicoconiugati: glipicani, sindecani, proteoglicani, glicoproteine. Lipidi. Acidi grassi saturi ed insaturi: caratteristiche chimico-fisiche e loro influenza sulla loro funzione biologica. Classificazione, struttura e funzione di: gliceridi neutri e le cere, glicerofosfolipidi, plasmalogeni, sfingolipidi, glicolipidi. Principi di organizzazione delle membrane biologiche: le molecole antipatiche, formazione di vescicole, micelle, doppi strati. Struttura del colesterolo e suoi derivati. Acidi nucleici. Le basi azotate, i nucleosidi, i nucleotidi. Il legame fosfodiestere, struttura primaria e secondaria degli acidi nucleici. La denaturazione del DNA e duplicazione dell’informazione. Organizzazione superiore del DNA, la cromatina: cenni sulla struttura e funzione. La struttura secondaria e terziaria dell’RNA. Classificazione dei diversi tipi di RNA. Caratterizzazione del gene come unità funzionale per la trasmissione dell’informazione.Dagli amminoacidi alle proteine. Amminoacidi: struttura, stereoisomeria e chiralità. Modificazioni reversibili degli amminoacidi coinvolte nella regolazione delle proteine. Proprietà anfoioniche degli aa. Punto isoelettrico. Le proteine. Legame peptidico: proprietà chimico fisiche. Cenni sulle molecole derivate degli amminoacidi ad attività biologica. La direzionalità della sequenza aminoacidica; cenni sulla conversione del codice genetico in sequenza aminoacidica (traduzione di mRNA). Strutture secondarie, struttura terziaria. Legami a ponte disolfuro. Strutture supersecondarie, motivi strutturali e domini funzionali. Struttura terziaria. Il folding. Struttura quaternaria: proteine fibrose e proteine globulari. Metodi immunoenzimatici per lo studio della struttura delle proteine: immunoblot/Western Blot, Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay (ELISA). 2_Gli enzimi e cinetica enzimatica. Le leggi della termodinamica nelle reazioni biologiche. Energia di attivazione suo impatto sulla velocità di reazione. Costante di velocità. Enzimi, coenzimi, gruppi prostetici, cosubstrati: meccanismi generali d’azione. Classificazione degli enzimi. Principali meccanismi di catalisi. Cinetica enzimatica. Ipotesi dello stato stazionario, equazione di Michaelis-Menten. Parametri cinetici fondamentali: numero di turnover, costante di specificità, significato e metodo di calcolo. Inibizione competitiva, mista e incompetitiva: aspetti cinetici. Meccanismi di generali di regolazione degli enzimi: covalenti e non covalenti; allosteria. Regolazione mediante proteolisi: serin-proteasi, cistein-proteasi, aspartil-proteasi, metalloproteasi 3_ Rapporto struttura-localizzazione-funzione delle macromolecole biologiche. Organizzazione delle membrane cellulari e subcellulari; movimento di lipidi attraverso il doppio strato: floppasi, scramblasi, flippasi. Il modello a mosaico fluido. I “lipid rafts”/zattere lipidiche.Modificazioni co e post-traduzionali delle proteine e segnali per la localizzazione. Segnali d’ingresso e ritenzione negli organelli o di indirizzamento alla membrana plasmatica.Proteine che legano l’O2: le globine; struttura del gruppo EME. Struttura e funzione di mioglobina: ed emoglobina. Curva di saturazione. Allosteria T/R, cooperatività. Equazione e coefficiente di Hill. Regolazione dell’affinità di Hb per il suo ligando da parte di: O2, CO2, H+ e loro ruolo negli scambi gassosi a livello polmonare e tissutale. Ruolo di 2,3 bisfosfoglicerato (BPG) nella regolazione della affinità di Hb per O2. Basi molecolari delle talassemie, emoglobinopatie e meteglobinemieProteine con funzione di riconoscimento e difesa: le immunoglobuline: classificazione generale, struttura e meccanismi di interazione con l’antigene. Cenni sul riarrangiamento genico che genera le regioni variabili delle catene pesanti e leggere. Unità strutturale contrattile: organizzazione morfologica e molecolare della fibra muscolare, delle miofibrille e del sarcomero. Meccanismo biochimico della contrazione: regolazione dell’attività del complesso acto-miosinico, ruolo di ATP e degli ioni calcioProteine del citoscheletro. Meccanismo di polimerizzazione di actina, proteine che legano l’actina e regolano la sua polimerizzazione. Microtubuli: struttura, meccanismo di polimerizzazione e ruolo intracellulare. Motori molecolari: chinesine e dineine. Struttura e meccanismo di avanzamento ATP-dipendente sul microtubulo. I filamenti intermedi: caratteristiche funzionali e meccanismo di polimerizzazione. Proteine della matrice extracellulare: laminine, fibronectina, collageni, elastina. Trasporto di molecole attraverso le membrane: biochimica del traffico vescicolare. Cenni sui meccanismi generali di endocitosi. Meccanismi di curvatura e scissione delle membrane. Endocitosi mediata da recettori clatrina e non clatrina dipendenti. Trasporto di molecole attraverso le membrane: trasportatori e canali. Meccanismi generali di trasporto attraverso le membrane. Trasporto non mediato; trasportatori e canali, il trasporto facilitato, ed il trasporto attivo. Le pompe ioniche. Sistemi di co-trasporto e antiporto. I trasportatori ABC. Membrane eccitabili, potenziali d’azione e neurotrasmissione. Canali voltaggiodipendenti. Canali ionici controllati da ligandi: il recettore canale per acetilcolina; meccanismi di desensitizzazione dei canali.

1_ Le macromolecole biologiche. I legami chimici e le interazioni fra molecole nella chimica della vita. Carboidrati. Monosacaccaridi, disaccaridi, legame glicosidico. Omopolisaccaridi di riserva e strutturali. Monosaccaridi modificati. Eteropolisaccaridi: struttura di glicosamminoglicani, chitina, agar, emicellulose, gomme. I glicoconiugati: glipicani, sindecani, proteoglicani, glicoproteine. Lipidi. Acidi grassi saturi ed insaturi: caratteristiche chimico-fisiche e loro influenza sulla loro funzione biologica. Classificazione, struttura e funzione di: gliceridi neutri e le cere, glicerofosfolipidi, plasmalogeni, sfingolipidi, glicolipidi. Principi di organizzazione delle membrane biologiche: le molecole antipatiche, formazione di vescicole, micelle, doppi strati. Struttura del colesterolo e suoi derivati. Acidi nucleici. Le basi azotate, i nucleosidi, i nucleotidi. Il legame fosfodiestere, struttura primaria e secondaria degli acidi nucleici. La denaturazione del DNA e duplicazione dell’informazione. Organizzazione superiore del DNA, la cromatina: cenni sulla struttura e funzione. La struttura secondaria e terziaria dell’RNA. Classificazione dei diversi tipi di RNA. Caratterizzazione del gene come unità funzionale per la trasmissione dell’informazione.Dagli amminoacidi alle proteine. Amminoacidi: struttura, stereoisomeria e chiralità. Modificazioni reversibili degli amminoacidi coinvolte nella regolazione delle proteine. Proprietà anfoioniche degli aa. Punto isoelettrico. Le proteine. Legame peptidico: proprietà chimico fisiche. Cenni sulle molecole derivate degli amminoacidi ad attività biologica. La direzionalità della sequenza aminoacidica; cenni sulla conversione del codice genetico in sequenza aminoacidica (traduzione di mRNA). Strutture secondarie, struttura terziaria. Legami a ponte disolfuro. Strutture supersecondarie, motivi strutturali e domini funzionali. Struttura terziaria. Il folding. Struttura quaternaria: proteine fibrose e proteine globulari. Metodi immunoenzimatici per lo studio della struttura delle proteine: immunoblot/Western Blot, Enzyme Linked Immuno Sorbent Assay (ELISA). 2_Gli enzimi e cinetica enzimatica. Le leggi della termodinamica nelle reazioni biologiche. Energia di attivazione suo impatto sulla velocità di reazione. Costante di velocità. Enzimi, coenzimi, gruppi prostetici, cosubstrati: meccanismi generali d’azione. Classificazione degli enzimi. Principali meccanismi di catalisi. Cinetica enzimatica. Ipotesi dello stato stazionario, equazione di Michaelis-Menten. Parametri cinetici fondamentali: numero di turnover, costante di specificità, significato e metodo di calcolo. Inibizione competitiva, mista e incompetitiva: aspetti cinetici. Meccanismi di generali di regolazione degli enzimi: covalenti e non covalenti; allosteria. Regolazione mediante proteolisi: serin-proteasi, cistein-proteasi, aspartil-proteasi, metalloproteasi 3_ Rapporto struttura-localizzazione-funzione delle macromolecole biologiche. Organizzazione delle membrane cellulari e subcellulari; movimento di lipidi attraverso il doppio strato: floppasi, scramblasi, flippasi. Il modello a mosaico fluido. I “lipid rafts”/zattere lipidiche.Modificazioni co e post-traduzionali delle proteine e segnali per la localizzazione. Segnali d’ingresso e ritenzione negli organelli o di indirizzamento alla membrana plasmatica.Proteine che legano l’O2: le globine; struttura del gruppo EME. Struttura e funzione di mioglobina: ed emoglobina. Curva di saturazione. Allosteria T/R, cooperatività. Equazione e coefficiente di Hill. Regolazione dell’affinità di Hb per il suo ligando da parte di: O2, CO2, H+ e loro ruolo negli scambi gassosi a livello polmonare e tissutale. Ruolo di 2,3 bisfosfoglicerato (BPG) nella regolazione della affinità di Hb per O2. Basi molecolari delle talassemie, emoglobinopatie e meteglobinemieProteine con funzione di riconoscimento e difesa: le immunoglobuline: classificazione generale, struttura e meccanismi di interazione con l’antigene. Cenni sul riarrangiamento genico che genera le regioni variabili delle catene pesanti e leggere. Unità strutturale contrattile: organizzazione morfologica e molecolare della fibra muscolare, delle miofibrille e del sarcomero. Meccanismo biochimico della contrazione: regolazione dell’attività del complesso acto-miosinico, ruolo di ATP e degli ioni calcioProteine del citoscheletro. Meccanismo di polimerizzazione di actina, proteine che legano l’actina e regolano la sua polimerizzazione. Microtubuli: struttura, meccanismo di polimerizzazione e ruolo intracellulare. Motori molecolari: chinesine e dineine. Struttura e meccanismo di avanzamento ATP-dipendente sul microtubulo. I filamenti intermedi: caratteristiche funzionali e meccanismo di polimerizzazione. Proteine della matrice extracellulare: laminine, fibronectina, collageni, elastina. Trasporto di molecole attraverso le membrane: biochimica del traffico vescicolare. Cenni sui meccanismi generali di endocitosi. Meccanismi di curvatura e scissione delle membrane. Endocitosi mediata da recettori clatrina e non clatrina dipendenti. Trasporto di molecole attraverso le membrane: trasportatori e canali. Meccanismi generali di trasporto attraverso le membrane. Trasporto non mediato; trasportatori e canali, il trasporto facilitato, ed il trasporto attivo. Le pompe ioniche. Sistemi di co-trasporto e antiporto. I trasportatori ABC. Membrane eccitabili, potenziali d’azione e neurotrasmissione. Canali voltaggiodipendenti. Canali ionici controllati da ligandi: il recettore canale per acetilcolina; meccanismi di desensitizzazione dei canali.

Significato della misura in ambito biologico: specificità, accuratezza, precisione e riproducibilità. Tecniche di preparazione del campione per analisi biochimiche (omogenizzazione, lisi con detergenti). Estrazione con solventi e precipitazione selettiva, loro applicazione al frazionamento dei composti biologici (estrazione di lipidi, salting out di proteine ed acidi nucleici). Teoria della centrifugazione e tecniche di centrifugazione preparativa per il frazionamento di composti biologici. Utilizzo delle centrifughe e forza centrifuga. Principi di spettrofotometria. Saranno trattate le basi teoriche e gli aspetti pratici delle tecniche spettroscopiche (assorbimento, fluorescenza, polarimetria) ed esempi del loro utilizzo per la quantificazione di analiti biologici. Caratteristiche di uno spettrofotometo ed un fluorimetro, loro utilizzo. Radioisotopi in laboratorio: caratteristiche dei radioisotopi di uso più comune, loro utilizzi in biochimica e strumentazione utilizzata per la loro quantificazione. Principi alla base della cromatografia, principali tecniche cromatogafiche (affinià, gel filtrazione, scambio ionico e fase inversa) e relative matrici. Utilizzo della cromatografia per la separazione di miscele complesse di proteine e di lipidi in base alle proprietà chimiche e fisiche. Strumentazione utilizzata (cromatografie su colonna, su strato sottile, HPLC, ecc). Rivelatori ed analisi risultati (coefficienti di ritenzione, analisi qualitative e quantitative). Principi alla base dell'elettroforesi con particolare attenzione al frazionamento e caratterizzazione delle proteine. IEF, SDS-PAGE, 2D-PAGE, elettroforesi capillare. Sistemi di rilevazione più comuni: coloranti e western blotting. Caratterizzazione di proteine: digestione, sequenziamento di Edman, utilizzo della spettrometria di massa per la caratterizzazione delle proteine, proteomica qualitativa e quantitativa con particolare attenzione alle tecniche di spettrometria di massa. Applicazioni degli anticorpi nelle biotecnologie, saggi immunologici competitivi e non competitivi, RIA, ELISA, immunofluorescenza, western blotting, immunodiffusione e tecniche correlate. Utilizzo di enzimi in diagnostica ed in ricerca. Caratterizzazione della cinetica enzimatica e studio degli inibitori. Utilizzo di enzimi in diagnostica clinica, assay cinetici ed end-point applicati alla ricerca ed alla diagnostica. Analisi di parametri cinetici di un enzima. Saggi di binding ed associazione, analisi dell’equilibrio recettore-ligando. Metodiche per lo studio delle interazioni molecolari, saggi classici con molecole marcate, metodiche spettrometriche avanzate: Fret, Bret, fluorescenza a tempo risolto.

Conoscere il laboratorio, strumentazione, misurare, diluire, preparazione di una curva di taratura. Utilizzo di excel per la costruzione di una curva di taratura ed esercitazioni pratiche. Come redigere un quaderno di laboratorio Come leggere e interpretare un protocollo Teoria ed esercitazione pratiche sulla preparazione di soluzioni. Significato della misura in ambito biologico: specificità, accuratezza, precisione e riproducibilità. Tecniche di preparazione del campione per analisi biochimiche (omogenizzazione, lisi con detergenti). Estrazione con solventi e precipitazione selettiva, loro applicazione al frazionamento dei composti biologici. Teoria della centrifugazione e tecniche di centrifugazione preparativa per il frazionamento di composti biologici. Utilizzo delle centrifughe e forza centrifuga. Principi di spettrofotometria. Saranno trattate le basi teoriche e gli aspetti pratici delle tecniche spettroscopiche (assorbimento, fluorescenza, polarimetria) ed esempi del loro utilizzo per la quantificazione di analiti biologici. Caratteristiche di uno spettrofotometo ed un fluorimetro, loro utilizzo. Principi alla base della cromatografia, principali tecniche cromatogafiche (affinià, gel filtrazione, scambio ionico e fase inversa) e relative matrici. Utilizzo della cromatografia per la separazione di miscele complesse di proteine e di lipidi in base alle proprietà chimiche e fisiche. Strumentazione utilizzata (cromatografie su colonna, su strato sottile, HPLC, ecc). Rivelatori ed analisi risultati (coefficienti di ritenzione, analisi qualitative e quantitative). Principi alla base dell'elettroforesi con particolare attenzione al frazionamento e caratterizzazione delle proteine. IEF, SDS-PAGE, 2D-PAGE, elettroforesi capillare. Sistemi di rilevazione più comuni: coloranti e western blotting. Utilizzo di enzimi in diagnostica ed in ricerca. Caratterizzazione della cinetica enzimatica e studio degli inibitori. Utilizzo di enzimi in diagnostica clinica, assay cinetici ed end-point applicati alla ricerca ed alla diagnostica. Analisi di parametri cinetici di un enzima. Saggi di binding ed associazione, analisi dell’equilibrio recettore-ligando.

Ripasso di bioenergetica e tipi di reazioni biochimiche: 1) bioenergetica e termodinamica 2) logica chimica e reazioni biochimiche più comuni 3) trasferimenti di gruppi fosforici e ATP 4) reazioni biologiche di ossidoriduzione Glicolisi, gluconeogenesi e via del pentosio fosfato: 1) La glicolisi, vie di alimentazione della glicolisi, il destino del piruvato in condizioni anaerobiche: la fermentazione. 2) La gluconeogenesi. 3) L’ossidazione del glucosio attraverso la via del pentosio fosfato. 3) Regolazione coordinata della glicolisi e della gluconeogenesi. Il metabolismo del glicogeno negli animali, regolazione coordinata della sintesi e della demolizione del glicogeno. Mantenimento glicemia. Il ciclo dell’acido citrico: 1) Produzione di acetil-CoA (acetato attivato). 2) Reazioni del ciclo dell’acido citrico. 3) Regolazione del ciclo dell’acido citrico. 4) Il ciclo del gliossilato nei vegetali. Fosforilazione ossidativa: 1) Il flusso degli elettroni nei mitocondri. 2) La sintesi dell’ATP. 3) Regolazione della fosforilazione ossidativa. 4) I mitocondri nella termogenesi, nella sintesi degli steroidi e nell’apoptosi. Catabolismo degli acidi grassi: Digestione, mobilizzazione e trasporto degli acidi grassi. Ossidazione degli acidi grassi, acidi grassi insaturi e a numero dispari di C. I corpi chetonici. Biosintesi dei lipidi: Biosintesi degli acidi grassi. Biosintesi dei triacilgliceroli. Biosintesi dei fosfolipidi di membrana. Colesterolo, steroidi e isoprenoidi: biosintesi, regolazione e trasporto. Ossidazione degli amminoacidi e produzione dell’urea: Destino metabolico dei gruppi amminici. Escrezione dell’azoto e ciclo dell’urea. Vie di degradazione degli amminoacidi. Organicazione dell’azoto e biosintesi degli amminoacidi, dei nucleotidi e delle molecole correlate. Particolare attenzione al metabolismo di EME ed al trasporto del ferro Fotosintesi e la cattura dell’energia luminosa: L’assorbimento della luce e fotofosforilazione, L’evento fotochimico centrale: il flusso di elettroni indotto dalla luce. Sintesi di ATP accoppiata alla fotofosforilazione. Piante C3 e C4. Biosintesi dei carboidrati nelle piante e nei batteri Principi di regolazione metabolica: 1) Regolazione delle vie metaboliche. Analisi del controllo metabolico. 2) Regolazione ormonale e integrazione del metabolismo nei mammiferi. 3) Meccanismi ormonali di controllo dell'appetito e della massa corporea.

Ripasso di bioenergetica e tipi di reazioni biochimiche: 1) bioenergetica e termodinamica 2) logica chimica e reazioni biochimiche più comuni 3) trasferimenti di gruppi fosforici e ATP 4) reazioni biologiche di ossidoriduzione Glicolisi, gluconeogenesi e via del pentosio fosfato: 1) La glicolisi, vie di alimentazione della glicolisi, il destino del piruvato in condizioni anaerobiche: la fermentazione. 2) La gluconeogenesi. 3) L’ossidazione del glucosio attraverso la via del pentosio fosfato. 3) Regolazione coordinata della glicolisi e della gluconeogenesi. Il metabolismo del glicogeno negli animali, regolazione coordinata della sintesi e della demolizione del glicogeno. Mantenimento glicemia. Il ciclo dell’acido citrico: 1) Produzione di acetil-CoA (acetato attivato). 2) Reazioni del ciclo dell’acido citrico. 3) Regolazione del ciclo dell’acido citrico. 4) Il ciclo del gliossilato nei vegetali. Fosforilazione ossidativa: 1) Il flusso degli elettroni nei mitocondri. 2) La sintesi dell’ATP. 3) Regolazione della fosforilazione ossidativa. 4) I mitocondri nella termogenesi, nella sintesi degli steroidi e nell’apoptosi. Catabolismo degli acidi grassi: Digestione, mobilizzazione e trasporto degli acidi grassi. Ossidazione degli acidi grassi, acidi grassi insaturi e a numero dispari di C. I corpi chetonici. Biosintesi dei lipidi: Biosintesi degli acidi grassi. Biosintesi dei triacilgliceroli. Biosintesi dei fosfolipidi di membrana. Colesterolo, steroidi e isoprenoidi: biosintesi, regolazione e trasporto. Ossidazione degli amminoacidi e produzione dell’urea: Destino metabolico dei gruppi amminici. Escrezione dell’azoto e ciclo dell’urea. Vie di degradazione degli amminoacidi. Organicazione dell’azoto e biosintesi degli amminoacidi, dei nucleotidi e delle molecole correlate. Particolare attenzione al metabolismo di EME ed al trasporto del ferro Fotosintesi e la cattura dell’energia luminosa: L’assorbimento della luce e fotofosforilazione, L’evento fotochimico centrale: il flusso di elettroni indotto dalla luce. Sintesi di ATP accoppiata alla fotofosforilazione. Piante C3 e C4. Biosintesi dei carboidrati nelle piante e nei batteri Principi di regolazione metabolica: 1) Regolazione delle vie metaboliche. Analisi del controllo metabolico. 2) Regolazione ormonale e integrazione del metabolismo nei mammiferi. 3) Meccanismi ormonali di controllo dell'appetito e della massa corporea.

Concetto di clonaggio. Conoscenza delle principali strategie di manipolazione genica. Caratteristiche principali dei vettori di clonaggio. Espressione di proteine ricombinanti. Conoscenza delle principali strategie di costruzione e mantenimento di organismi geneticamente modificati. Conoscenza delle tecnologie applicate alla diagnosi genetica. Strategie di clonaggio e di analisi di genoteche. PCR: principi e utilizzo . Mutagenesi mirata. Espressione di proteine ricombinanti in E.coli. Metodi di trasformazione genica. Espressione di proteine ricombinanti in cellule eucariote. Espressione di transgeni in animali modello. DNA arrays, Gene-chips. PTT, SNP. Proteomica. Strategie genetiche per il miglioramento fenotipico di organismi di interesse socioeconomico. Animal & Plant Pharming.

Concetto di clonaggio. Conoscenza delle principali strategie di manipolazione genica. Caratteristiche principali dei vettori di clonaggio. Espressione di proteine ricombinanti. Conoscenza delle principali strategie di costruzione e mantenimento di organismi geneticamente modificati. Conoscenza delle tecnologie applicate alla diagnosi genetica. Strategie di clonaggio e di analisi di genoteche. PCR: principi e utilizzo . Mutagenesi mirata. Espressione di proteine ricombinanti in E.coli. Metodi di trasformazione genica. Espressione di proteine ricombinanti in cellule eucariote. Espressione di transgeni in animali modello. DNA arrays, Gene-chips. PTT, SNP. Proteomica. Strategie genetiche per il miglioramento fenotipico di organismi di interesse socioeconomico. Animal & Plant Pharming.

Metodi di indagine del DNA. Polymerase Chain Reaction (PCR); Analisi di polimorfismi STR, RFLP e fingerprint; Sequenziamento del DNA; Metodi per l’identificazione di variazioni nucleotidiche. Analisi genomica mediante sequenziamento di nuova generazione utilizzo delle principali banche dati : UCSS, NCBI, PUBMED

Metodi di indagine del DNA. Polymerase Chain Reaction (PCR); Analisi di polimorfismi ,STR e fingerprint; Utilizzo degli polimorfismi di restrizione Sequenziamento del DNA; Metodi per l’identificazione di variazioni nucleotidiche. -Analisi genomica mediante sequenziamento di nuova generazione Utilizzo delle principali banche dati:UCSC, NCBI, PubMED

MICROBIOLOGIA La cellula batterica: organizzazione e struttura. Divisione e crescita. Il metabolismo batterico. Flora microbica residente: il microbiota. Principi di virulenza batterica: Le tossine batteriche: esotossine ed endotossine; la spora; la capsula; i pili ed i flagelli; gli enzimi; i siderofori; il biofilm batterico. Meccanismi di trasferimento genico: coniugazione, trasformazione, trasduzione, trasposizione. Nozioni di base sui principali batteri patogeni: Stafilococchi, Streptococchi, Enterobatteriaceae, Clostridi, Micobatteri, Neisserie, Pseudomonas, A. Baumannii, Pneumococchi, Clamidie ed Elicobatteri. I virus: organizzazione e struttura, coltivazione e moltiplicazione, patogenicità. Nozioni di base sui principali virus patogeni (tali temi verranno approfonditi durante la Laurea magistrale nel Corso di Virologia molecolare): Hepadnavirus ed altri virus causa di epatiti, Herpesvirus, Papillomavirus, Orthomyxovirus, Retrovirus. Nozioni di base sugli agenti subvirali: i prioni. Nozioni di base sui microrganismi eucarioti: i protisti . Controllo della crescita microbica: Disinfezione e sterilizzazione; gli antibiotici; antimicrobici naturali; i farmaci antivirali; meccanismi di resistenza (i superbatteri). I vaccini: anti-polio, -meningite, -difterite, -tetanica, -pertosse, -rosolia, -HPV, -epatite, -influenzale, -morbillo, -varicella. La risposta immune contro le infezioni. Aspecifica: infiammazione, fagociti, fagocitosi e killing, complemento; Specifica: umorale e cellulo-mediata. Evasione della risposta immune da parte dei microrganismi. Esercitazioni Teoriche (visual experiments) Diagnosi di laboratorio delle malattie infettive (tecniche microbiologiche): piastratura di batteri su terreni solidi (selettivi, differenziali, selettivi/differenziali); colorazione di Gram e Ziehl-Neelsen; Calcolo delle Unità formanti placca (CFU); saggi di vitalità batterica (XTT/MTT, Live/Dead assay, infrared assay); analisi del biofilm mediante Microscopia Elettronica a Scansione (SEM); immunofluorescenza e immunoistochimica; ibridazione in situ fluorescente (FISH); plaque assay; replica plate; l’antibiogramma, ELISA, PCR in microbiologia. Pratiche: piastratura, identificazione specie batteriche, colorazioni di Gram e Ziehl-Neelsen, antibiogramma, calcolo delle CFU e valutazione dell’attività metabolica batterica mediante saggio XTT. IMMUNOLOGIA -Generalità sul sistema immunitario, immunità aspecifica e specifica, naturale e acquisita (adattativa). -Cellule del sistema immunitario. Recettori e mediatori dell’immunità innata. -Organi del sistema immunitario. -Antigeni-Anticorpi. Struttura e funzione degli anticorpi e delle classi anticorpali. Caratteristiche degli antigeni riconosciuti dai linfociti B. Apteni. Struttura e trasduzione del segnale del BCR. -Il sistema del complemento. Via classica, alternativa, lectinica. Recettori e inibitori del complemento. -Anticorpi monoclonali e tecniche di laboratorio. Anticorpi monoclonali e policlonali. Immunofluorescenza, Western blot, RIA, ELISA, immunodiffusione. -TCR e Molecole MHC. Struttura di TCR e molecole MHC. Nomenclatura e genetica del sistema HLA. Presentazione dell’antigene (via endocitica, via citosolica, cross-presentazione, via lipidica). CD3 e corecettori CD4 e CD8, trasduzione del segnale per l’attivazione dei linfociti T. -Cellule presentanti l’antigene. Tipologia, funzione, secondo segnale. CD28, CTLA-4 and PD-1. -Generazione del repertorio recettoriale B. Riarrangiamento dei geni delle Ig. Maturazione antigene-indipendente e antigene-dipendente dei linfociti B. -Generazione del repertorio recettoriale T. Maturazione timica dei linfociti T effettori e dei linfociti T regolatori naturali. -Citochine. Generalità, struttura e funzione, recettori, trasduzione del segnale. -Attività helper, regolatorie e citotossiche cellulo-mediate. Th1, Th2, Th17, Treg naturali e indotti, CTL, NK, NKT, Tγδ. -Immunoelusione. Meccanismi di immunoelusione degli agenti infettivi e dei tumori. -Immunizzazione passiva e attiva. Vaccini tradizionali e di nuova generazione. -Ipersensibilità I, II, III, IV tipo. Eziologia, patogenesi, esempi. -Malattie autoimmuni. Patogenesi (mediate da anticorpi, cellulo-mediate). Eziologia (fattori scatenanti, fattori predisponenti).

-Generalità sul sistema immunitario, immunità aspecifica e specifica, naturale e acquisita (adattativa). -Cellule del sistema immunitario. Recettori e mediatori dell’immunità innata. -Organi del sistema immunitario. -Antigeni-Anticorpi. Struttura e funzione degli anticorpi e delle classi anticorpali. Caratteristiche degli antigeni riconosciuti dai linfociti B. Apteni. Struttura e trasduzione del segnale del BCR. -Il sistema del complemento. Via classica, alternativa, lectinica. Recettori e inibitori del complemento. -Anticorpi monoclonali e tecniche di laboratorio. Anticorpi monoclonali e policlonali. Immunofluorescenza, Western blot, RIA, ELISA, immunodiffusione. -TCR e Molecole MHC. Struttura di TCR e molecole MHC. Nomenclatura e genetica del sistema HLA. Presentazione dell’antigene (via endocitica, via citosolica, cross-presentazione, via lipidica). CD3 e corecettori CD4 e CD8, trasduzione del segnale per l’attivazione dei linfociti T. -Cellule presentanti l’antigene. Tipologia, funzione, secondo segnale. CD28, CTLA-4 and PD-1. -Generazione del repertorio recettoriale B. Riarrangiamento dei geni delle Ig. Maturazione antigene-indipendente e antigene-dipendente dei linfociti B. -Generazione del repertorio recettoriale T. Maturazione timica dei linfociti T effettori e dei linfociti T regolatori naturali. -Citochine. Generalità, struttura e funzione, recettori, trasduzione del segnale. -Attività helper, regolatorie e citotossiche cellulo-mediate. Th1, Th2, Th17, Treg naturali e indotti, CTL, NK, NKT, Tγδ. -Immunoelusione. Meccanismi di immunoelusione degli agenti infettivi e dei tumori. -Immunizzazione passiva e attiva. Vaccini tradizionali e di nuova generazione. -Ipersensibilità I, II, III, IV tipo. Eziologia, patogenesi, esempi. -Malattie autoimmuni. Patogenesi (mediate da anticorpi, cellulo-mediate). Eziologia (fattori scatenanti, fattori predisponenti).

-Generalità sul sistema immunitario, immunità aspecifica e specifica, naturale e acquisita (adattativa). -Cellule del sistema immunitario. Recettori e mediatori dell’immunità innata. -Organi del sistema immunitario. -Antigeni-Anticorpi. Struttura e funzione degli anticorpi e delle classi anticorpali. Caratteristiche degli antigeni riconosciuti dai linfociti B. Apteni. Struttura e trasduzione del segnale del BCR. -Il sistema del complemento. Via classica, alternativa, lectinica. Recettori e inibitori del complemento. -Anticorpi monoclonali e tecniche di laboratorio. Anticorpi monoclonali e policlonali. Immunofluorescenza, Western blot, RIA, ELISA, immunodiffusione. -TCR e Molecole MHC. Struttura di TCR e molecole MHC. Nomenclatura e genetica del sistema HLA. Presentazione dell’antigene (via endocitica, via citosolica, cross-presentazione, via lipidica). CD3 e corecettori CD4 e CD8, trasduzione del segnale per l’attivazione dei linfociti T. -Cellule presentanti l’antigene. Tipologia, funzione, secondo segnale. CD28, CTLA-4 and PD-1. -Generazione del repertorio recettoriale B. Riarrangiamento dei geni delle Ig. Maturazione antigene-indipendente e antigene-dipendente dei linfociti B. -Generazione del repertorio recettoriale T. Maturazione timica dei linfociti T effettori e dei linfociti T regolatori naturali. -Citochine. Generalità, struttura e funzione, recettori, trasduzione del segnale. -Attività helper, regolatorie e citotossiche cellulo-mediate. Th1, Th2, Th17, Treg naturali e indotti, CTL, NK, NKT, Tγδ. -Immunoelusione. Meccanismi di immunoelusione degli agenti infettivi e dei tumori. -Immunizzazione passiva e attiva. Vaccini tradizionali e di nuova generazione. -Ipersensibilità I, II, III, IV tipo. Eziologia, patogenesi, esempi. -Malattie autoimmuni. Patogenesi (mediate da anticorpi, cellulo-mediate). Eziologia (fattori scatenanti, fattori predisponenti).

La cellula batterica: organizzazione e struttura. Divisione e crescita. Il metabolismo batterico. Flora microbica residente: il microbiota. Principi di virulenza batterica: Le tossine batteriche: esotossine ed endotossine; la spora; la capsula; i pili ed i flagelli; gli enzimi; i siderofori; il biofilm batterico. Meccanismi di trasferimento genico: coniugazione, trasformazione, trasduzione, trasposizione. Nozioni di base sui principali batteri patogeni: Stafilococchi, Streptococchi, Enterobatteriaceae, Clostridi, Micobatteri, Neisserie, Pseudomonas, A. Baumannii, Pneumococchi, Clamidie ed Elicobatteri. I virus: organizzazione e struttura, coltivazione e moltiplicazione, patogenicità. Nozioni di base sui principali virus patogeni (tali temi verranno approfonditi durante la Laurea magistrale nel Corso di Virologia molecolare): Hepadnavirus ed altri virus causa di epatiti, Herpesvirus, Papillomavirus, Orthomyxovirus, Retrovirus. Nozioni di base sugli agenti subvirali: i prioni. Nozioni di base sui microrganismi eucarioti: i protisti . Controllo della crescita microbica: Disinfezione e sterilizzazione; gli antibiotici; antimicrobici naturali; i farmaci antivirali; meccanismi di resistenza (i superbatteri). I vaccini: anti-polio, -meningite, -difterite, -tetanica, -pertosse, -rosolia, -HPV, -epatite, -influenzale, -morbillo, -varicella. La risposta immune contro le infezioni. Aspecifica: infiammazione, fagociti, fagocitosi e killing, complemento; Specifica: umorale e cellulo-mediata. Evasione della risposta immune da parte dei microrganismi. Esercitazioni Teoriche (visual experiments) Diagnosi di laboratorio delle malattie infettive (tecniche microbiologiche): piastratura di batteri su terreni solidi (selettivi, differenziali, selettivi/differenziali); colorazione di Gram e Ziehl-Neelsen; Calcolo delle Unità formanti placca (CFU); saggi di vitalità batterica (XTT/MTT, Live/Dead assay, infrared assay); analisi del biofilm mediante Microscopia Elettronica a Scansione (SEM); immunofluorescenza e immunoistochimica; ibridazione in situ fluorescente (FISH); plaque assay; replica plate; l’antibiogramma, ELISA, PCR in microbiologia. Pratiche: piastratura, identificazione specie batteriche, colorazioni di Gram e Ziehl-Neelsen, antibiogramma, calcolo delle CFU e valutazione dell’attività metabolica batterica mediante saggio XTT.

La cellula batterica: organizzazione e struttura. Divisione e crescita. Il metabolismo batterico. Flora microbica residente: il microbiota. Principi di virulenza batterica: Le tossine batteriche: esotossine ed endotossine; la spora; la capsula; i pili ed i flagelli; gli enzimi; i siderofori; il biofilm batterico. Meccanismi di trasferimento genico: coniugazione, trasformazione, trasduzione, trasposizione. Nozioni di base sui principali batteri patogeni: Stafilococchi, Streptococchi, Enterobatteriaceae, Clostridi, Micobatteri, Neisserie, Pseudomonas, A. Baumannii, Pneumococchi, Clamidie ed Elicobatteri. I virus: organizzazione e struttura, coltivazione e moltiplicazione, patogenicità. Nozioni di base sui principali virus patogeni (tali temi verranno approfonditi durante la Laurea magistrale nel Corso di Virologia molecolare): Hepadnavirus ed altri virus causa di epatiti, Herpesvirus, Papillomavirus, Orthomyxovirus, Retrovirus. Nozioni di base sugli agenti subvirali: i prioni. Nozioni di base sui microrganismi eucarioti: i protisti . Controllo della crescita microbica: Disinfezione e sterilizzazione; gli antibiotici; antimicrobici naturali; i farmaci antivirali; meccanismi di resistenza (i superbatteri). I vaccini: anti-polio, -meningite, -difterite, -tetanica, -pertosse, -rosolia, -HPV, -epatite, -influenzale, -morbillo, -varicella. La risposta immune contro le infezioni. Aspecifica: infiammazione, fagociti, fagocitosi e killing, complemento; Specifica: umorale e cellulo-mediata. Evasione della risposta immune da parte dei microrganismi. Esercitazioni Teoriche (visual experiments) Diagnosi di laboratorio delle malattie infettive (tecniche microbiologiche): piastratura di batteri su terreni solidi (selettivi, differenziali, selettivi/differenziali); colorazione di Gram e Ziehl-Neelsen; Calcolo delle Unità formanti placca (CFU); saggi di vitalità batterica (XTT/MTT, Live/Dead assay, infrared assay); analisi del biofilm mediante Microscopia Elettronica a Scansione (SEM); immunofluorescenza e immunoistochimica; ibridazione in situ fluorescente (FISH); plaque assay; replica plate; l’antibiogramma, ELISA, PCR in microbiologia. Pratiche: piastratura, identificazione specie batteriche, colorazioni di Gram e Ziehl-Neelsen, antibiogramma, calcolo delle CFU e valutazione dell’attività metabolica batterica mediante saggio XTT.