Modulo di Biologia Applicata
La chimica della vita:
- Gli atomi e le molecole del carbonio
- I carboidrati
- I lipidi
- Le proteine
- Gli acidi nucleici
L’organizzazione della cellula:
- La teoria cellulare
- L’organizzazione e le dimensioni della cellula
- Metodiche per lo studio delle cellule
- Cellule procarioti che ed eucariotiche
- Le membrane cellulari
- Il nucleo cellulare
- Gli organuli citoplasmatici
- Il citoscheletro
- I rivestimenti cellulari
Le membrane biologiche:
- La struttura delle membrane biologiche
- Il passaggio di materiali attraverso le membrane biologiche
- Trasporto passivo
- Trasporto attivo
- Esocitosi ed endocitosi
- Le giunzioni cellulari
La comunicazione cellulare:
- Segnalazione cellulare:una visione d’insieme
- L’invio di segnali
- La ricezione
- Trasduzione del segnale
- Le risposte ai segnali
- L’evoluzione della comunicazione cellulare
I processi energetici delle cellule:
- Il lavoro biologico
- Le leggi della termodinamica
- Energia e metabolismo
- ATP, moneta energetica della cellula
- Il trasferimento di energia nelle razioni redox
- Gli enzimi
I processi di aerobiosi e anaerobiosi cellulare:
- Le reazione redox
- I quattro stadi della respirazione aerobica
- La resa energetica di sostanze nutritive diverse dal glucosio
- La respirazione anaerobica e la fermentazione
La fotosintesi:
- La luce
- I cloroplasti
- Una visione d’insieme della fotosintesi
- Le reazioni dipendenti dalla luce
- Le reazioni di fissazione del carbonio
- Diversità metabolica
- La fotosintesi nelle piante e nell’ambiente
La struttura dei cromosomi e i processi di mitosi e meiosi:
- I cromosomi eucariotici
- Il ciclo cellulare e la mitosi
- La regolazione del ciclo cellulare
- La riproduzione sessuata e la meiosi
La struttura e replicazione del DNA:
- Le prove che dimostrano che il DNA è il materiale ereditario
- La struttura del DNA
- La replicazione del DNA
L’espressione genica:
- La scoperta della relazione gene-proteina
- Flusso dell’informazione dal DNA alle proteine: una visione d’insieme
- La trascrizione
- La traduzione
- La variazione dell’espressione genica in organismi differenti
- Il concetto di mutazione
I meccanismi della regolazione genica:
- La regolazione genica nei batteri e negli eucarioti: una visione d’insieme
- La regolazione genica nei batteri
- La regolazione genica nelle cellule eucariotiche
Le tecnologie del DNA:
- Il clonaggio del DNA
- L’analisi del DNA
- Le applicazioni delle tecnologie del DNA
Sviluppo e differenziamento:
- Il differenziamento cellulare e l’equivalenza nucleare
- Il controllo biologico dello sviluppo
I principi della sistematica:
- La classificazione degli organismi
- La determinazione delle principali ramificazioni dell’albero della vita
- La ricostruzione della filogenesi
- La costruzione degli alberi filogenetici
La struttura, replicazione e principi di classificazione dei virus e delle cellule procarioti che:
- I virus
- Viroidi e prioni
- I procarioti
- I due domini procariotici
- L’impatto dei procarioti sull’ambiente
I principi dell’immunità:
- Immunità specifica ed aspecifica: una visione d’insieme
- Le risposte immunitarie aspecifiche
- Le risposte immunitarie specifiche
- L’immunità cellulo-mediata
- L’immunità anticorpo-mediata
- La memoria immunologica
- Il sistema immunitario e le malattie
- Le risposte immunitarie dannose
I principi della regolazione endocrina:
- Una visione d’insieme della regolazione endocrina
- I diversi tipi di segnalazione endocrina
- Meccanismi di azione degli ormoni
- I sistemi neuroendocrini degli invertebrati
- Il sistema endocrino dei vertebrati
La riproduzione:
- Riproduzione asessuata e sessuata
- Riproduzione umana: il maschio
- Riproduzione umana: la femmina
- La fecondazione
Ecologia delle popolazioni:
- Le caratteristiche delle popolazioni
- Cambiamenti nelle dimensioni delle popolazioni
- I fattori che influenzano le dimensioni di una popolazione
- Le strategie di sopravvivenza
- Le metapopolazioni
- Le popolazioni umane
Ecologia delle comunità:
- La struttura e il funzionamento delle comunità
- La biodiversità delle comunità
- Lo sviluppo delle comunità
Ecosistemi e biosfera:
- Il flusso di energia attraverso gli ecosistemi
- I cicli della materia negli ecosistemi
- La regolazione bottom-up e top-down degli ecosistemi
Questioni ambientali globali:
- il declino della biodiversità
- la biologia della conservazione
- la deforestazione
- il riscaldamento globale
- la diminuzione dell’ozono stratosferico
- le connessioni tra i problemi ambientali
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Moduli di Genetica, Genetica Medica e Tirocinio di Genetica
1. Saper descrivere i composti organici relativi alla chimica della vita.
2. Saper descrivere l’organizzazione delle cellule
3. Illustrare la struttura delle membrane biologiche e le interazioni cellula-ambiente con particolare riguardo al trasporto di ioni, di piccole molecole e di macromolecole attraverso la membrana
4. conoscere le basi della comunicazione cellulare
5. . Saper illustrare i principi della termodinamica applicata ai sistemi biologici, descrivendo le generalità sulla struttura e le funzioni degli enzimi.
6. Descrivere le basi energetiche della conservazione dell’organizzazione cellulare ed in particolar modo il ruolo e i meccanismi di sintesi dell’ATP in condizioni di aerobiosi ed anaerobiosi.
7. Conoscere i meccanismi fisici e biologici alla base del processo fotosintetico
8. Descrivere i processi della Mitosi, della Meiosi, della durata delle fasi e della regolazione del ciclo cellulare
9. Nell’ambito della struttura degli Acidi Nucleici, illustrare le caratteristiche generali del DNA. Descrivere il flusso dell’informazione genetica da una generazione cellulare all’altra e descrivere la duplicazione e la riparazione del DNA. Descrivere i vari livelli di organizzazione del DNA nella cellula. Illustrare l’organizzazione del genoma e del DNA extranucleare.
10. Illustrare le caratteristiche generali dell’RNA sapendo descrivere il flusso dell’informazione all’interno della cellula, dimostrando di aver compreso i meccanismi della Trascrizione, del Codice Genetico, della Sintesi Proteica e delle variazioni relative a vari organismi.
11. Conoscere i meccanismi della regolazione dell’espressione genica.
12. Illustrare il problema del differenziamento cellulare e del controllo genetico dello sviluppo. In questo ambito, lo studente deve essere in grado di fornire esempi di come la metilazione sia implicata nel processo di attivazione e disattivazione genica.
13. Nell’ambito dei meccanismi di produzione della variabilità genetica illustrare i fenomeni della mutazione genica, della ricombinazione e della trasposizione
14. Illustrare l’ereditarietà mendeliana monofattoriale, l’analisi del fenotipo, l’ereditarietà dei geni associati al sesso, gli alberi genealogici, i geni associati e la loro trasmissione e l’ereditarietà non tradizionale. Illustrare inoltre le particolarità delle leggi di Mendel e l’eredità multifattoriale.
15. Conoscere le caratteristiche principali della cromatina, le famiglie geniche in essa contenute e i polimorfismi genici.
16. Conoscere i principali sistemi di mappatura fisica dei geni. Descrivere le mappe genetiche ed illustrarne le applicazioni della mappatura dei geni.
17. Saper descrivere il cariotipo umano normale e le sue variazioni. Descrivere i cromosomi del sesso e la determinazione del sesso. Conoscere le mutazioni genomiche e cromosomiche. Illustrare il concetto di sito fragile. Saper spiegare i principali metodi di bandeggiatura cromosomica e di citogenetica molecolare.
18. Conoscere i geni che regolano la proliferazione cellulare e i meccanismi che portano ad una loro disregolazione.
19. Conoscere le emoglobine e le loro modificazioni.
20. Conoscere l’imprinting, i meccanismi che lo determinano e i meccanismi che lo alterano.
21. Conoscere i principi della immunogenetica.
22. Descrivere le principali tecniche di analisi e di manipolazione del DNA e le principali applicazioni delle tecniche di ingegneria genetica.
23. Descrivere i principi della sistematica.
24. Conoscere le generalità sui virus, viroidi e prioni e le cellule procariotiche
25. Descrivere i principi dell’immunità.
26. Illustrare le generalità sulla classificazione, sulla secrezione e sulla funzione degli ormoni nell’ambito del più ampio concetto di recezione e trasduzione dei segnali intercellulari.
27. Descrivere i meccanismi della riproduzione.
28. Nell’ambito dello studio degli ecosistemi illustrare in particolare l’ecologia delle popolazioni.
29. Conoscere la struttura ed il funzionamento delle comunità ecologiche.
30. Descrivere i flussi di materia e di energia negli organismi viventi e nell’ecosfera.
31. Nell’ambito della descrizione delle interazioni tra uomo e ambiente, illustrare i principali esempi di problemi ad esse correlate.