Storia della microbiologia.
Caratteristiche strutturali e funzionali della cellula procariotica: le membrane cellulari dei procarioti, la matrice citoplasmatica, il nucleoide, i plasmidi, la parete cellulare batterica, pareti cellulari degli Archea, componenti esterni alla parete cellulare, la chemiotassi, l’endospora batterica.
Nutrizione batterica: le esigenze nutrizionali comuni, le richieste di carbonio, idrogeno e ossigeno, tipi nutrizionali dei microrganismi, le richieste di azoto, fosforo e zolfo, i fattori di crescita, l’assunzione dei nutrienti da parte della cellula.
Crescita batterica: la divisione della cellula batterica, la curva di crescita, la misurazione della crescita microbica, l’influenza dei fattori ambientali sulla crescita microbica.
Metabolismo batterico, rilascio e conservazione dell’energia: una visione d’insieme del metabolismo, la degradazione del glucosio ad acido piruvico, le fermentazioni, il ciclo degli acidi tricarbossilici, il trasporto degli elettroni e la fosforilazione ossidativa, la respirazione anaerobica, il catabolismo dei carboidrati ed i polimeri di riserva intracellulari, il catabolismo dei lipidi, il catabolismo delle proteine e degli aminoacidi, l’ossidazione delle molecole inorganiche, la fotosintesi.
Metabolismo batterico, l’utilizzo dell’energia nelle biosintesi: i principi che governano le biosintesi, la fissazione fotosintetica di CO2, la sintesi di zuccheri e polisaccaridi, l’assimilazione di azoto, fosforo e zolfo inorganici, la sintesi degli aminoacidi, le reazioni anaplerotiche, la sintesi di purine, pirimidine e nucleotidi, la sintesi dei lipidi, la sintesi del peptidoglicano.
Principi di genetica microbica: la natura dell’informazione genetica nei batteri, la replicazione del DNA, la trascrizione del DNA, la sintesi proteica.
Meccanismi di trasferimento dell’informazione genetica: trasformazione, trasduzione generalizzata, trasduzione specializzata, coniugazione.
Controllo dei microrganismi mediante agenti chimici, fisici e chemioterapici.
Programma del modulo B a.a. 10-11
Microscopia, colorazione Gram e strutture cellulari. Morfologia colonie batteriche, semina trapianto ed isolamento. Terreni di crescita batterica, flora indigena o parassita. Resistenza agli antibiotici ed antibiogramma. Metodi di conteggio dei microrganismi.
Tassonomia microbica. Sistemi di classificazione ed inquadramento tassonomico del dominio Bacteria. Gli Archea. Cicli delle sostanze nutritive: ciclo del carbonio, ciclo dello zolfo, ciclo dell’azoto e ciclo del ferro. Proteobatteri non fotosintetici: Spirilli, Pseudomonas e pseudomonadali, metanotrofi e metilotrofi, Rhizobiaceae, batteri enterici, Vibrio e Photobacterium, Pasteurellaceae, rickettsie, batteri acetici, proteobatteri guainati, batteri gemmanti e prostecati, mixobatteri. Batteri Gram positivi: Staphylococcus, batteri lattici, batteri formanti spore (Bacillus e Clostridium), Actinobacteria. Batteri fototrofi: Cianobatteri, batteri purpurei, batteri verdi. Altri phyla. I protozoi. I virus. Associazioni simbiotiche. Cenni di microbiologia medica. Microbiota e Microbioma umano. Biotecnologie per le produzioni alimentari e delle bevande, Probiotici. Produzione di metano, idrogeno e biofuel. Produzione di amminoacidi.
History of microbiology.
Structural and functional characteristics of the prokaryotic cell. Cytoplasmic membrane of prokaryotes, cytoplasmic matrix, nucleoid, plasmids, bacterial cell wall, cell walls of Archaea, external components to the cell wall, chemotaxis, the bacterial endospore.
Bacterial nutrition. The common nutritional requirements, macronutrients, micronutrients, growth factors, nutritional type of microorganisms, uptake of nutrients by the cell.
Bacterial growth. Cell division of the bacterial cell, growth curve, measurement of microbial growth, influence of environmental factors on microbial growth.
Bacterial metabolism. Release and energy conservation: an overview of the metabolism, degradation of glucose to pyruvic acid, fermentation, tricarboxylic acid cycle, electron transport and oxidative phosphorylation, anaerobic respiration, catabolism of carbohydrate and intracellular storage polymers, catabolism of lipid, catabolism of proteins and amino acids, oxidation of inorganic molecules, photosynthesis. Energy use in biosynthesis: the principles that govern the biosynthesis, synthesis of sugars, synthesis of aminoacids, synthesis of fatty acids, synthesis of nucleotides, synthesis of peptidoglycan.
Systematic microbiology. Evolution and diversity of microorganisms, taxonomic categories, classification systems, the main characters used in taxonomy. Domain Bacteria: bacterial phylogeny, Proteobacteria, Actinobacteria, Firmicutes, Cyanobacteria, Chlamydiae, Planctomycetes, Verrucomicrobia, Bacteroidetes, Chlorobi, Spirochaetes, Deinococcus, Chloroflexi, Nitrospirae, Deferribacteres, hyperthermophilic bacteria. Domain Archaea: phylogeny and general characteristics. Euryarchaeota, Crenarchaeota, Nanoarchaeota, Thaumarchaeota.
The biogeochemical cycles. Carbon cycle, nitrogen cycle, sulfur cycle, phosphorus cycle, iron cycle.
Elements of virology. General properties of viruses, virus structure, virus cultivation, principles of viral taxonomy.
Fundamental principles of molecular biology and genetic of microorganisms. The nature of the genetic information in bacteria, DNA replication, RNA synthesis, protein synthesis, transformation, transduction and conjugation.
Microbial interaction. Positive interactions between microorganisms and humans, harmful interactions between microorganisms and humans, virulence factors and toxins.
Control of microbial growth. Control of microorganisms by chemical, physical and chemotherapeutic agents. Microbiota and Human Microbiome. Biotechnology for food and beverage production, Probiotics. Production of methane, hydrogen and biofuels. Production of amino acids.
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