Ost 1a1s Biologia Applicata Mattana 2015

Programma di BIOLOGIA APPLICATA
C.d.L. in Scienze Infermieristiche, C.d.L. in Ostetricia
Anni Accademici 2013/14- 2014/15- 2015/16
Definizione di Materia e composizione chimica della materia (atomi, elementi,
composti). Generalità sui legami chimici (covalente, ionico, ponti idrogeno e Forze
di Van Der Wals). Composti chimici inorganici: Acqua e ioni minerali. Composti
chimici organici: Proteine, Carboidrati, Lipidi e Acidi nucleici.
Origine della vita
Caratteristiche e proprietà degli organismi viventi - Teoria Cellulare – Organismi
unicellulari e pluricellulari, classificazione in Domini e Regni, Sistema di Linneo di
classificazione binomiale. Livelli di organizzazione biologica. Dimensioni dei vari
sistemi biologici. Mezzi di Indagine.
Cellula Procariotica e Eucariotica- differenze significative fra i due tipi di
organizzazione cellulare – Aspetto morfologico della cellula procariotica, strutture
condivise e specializzate.
Organizzazione molecolare e Struttura della cellula Eucariotica, complessità
organizzativa e funzionale. Caratteristiche morfologiche (dimensioni e forma).
La membrana cellulare o plasmalemma, importanza biologica e generalità sulle
sue funzioni. Struttura della membrana (composizione chimica e organizzazione
molecolare), evoluzione dei modelli di membrana. Modello a mosaico fluido e
fluidità della membrana, importanza della componente lipidica, fosfolipidi, acidi
grassi (saturi e insaturi), colesterolo. Componente proteica della membrana, proteine
intrinseche o transmembrana e estrinseche, loro molteplici funzioni. Componente
glucidica della membrana, disposizione molecolare, glicoproteine e glicolipidi,
funzioni dei carboidrati. Importanza delle glicoproteine in numerosi processi
biologici (comunicazione cellulare, riconoscimento cellula-cellula, migrazione
cellulare, infezione) e relativi esempi.
Permeabilità Selettiva della membrana e meccanismi di trasporto passivo:
diffusione semplice, osmosi (concetto di isotonicità, ipotonicità e ipertonicità,
definizione di “Pressione Osmotica”), diffusione facilitata. Meccanismi di trasporto
attivo: pompe ioniche, co-trasportatori, processi di endocitosi (fagocitosi, pinocitosi,
endocitosi mediata da recettore) e esocitosi.
Il citoplasma: Ectoplasma e endoplasma, composizione chimica della matrice
citoplasmatica o citosol e funzioni.
Organuli citoplasmatici: costituiti da particelle sovramolecolari
RIBOSOMI
Organuli citoplasmatici: costituiti da un sistema di membrane interne
RETICOLO ENDOPLASMATICO- morfologia e funzioni del RER e REL.
COMPLESSO DEL GOLGI- morfologia e funzioni, rapporti funzionali col
Reticolo, destino delle proteine di esportazione (di membrana e secretive).
LISOSOMI- morfologia e funzione, genesi dei lisosomi.
PEROSSISOMI- morfologia e funzioni
INVOLUCRO NUCLEARE- morfologia e funzioni rapporti con la lamina
nucleare, pori nucleari, rapporti fra involucro nucleare e nucleolo.
MITOCONDRI- aspetto morfologico e funzioni. Trasformazioni energetiche e
produzione di energia metabolica, importanza di ATP, formula di struttura e reazione
di sintesi. Generalità su catabolismo e anabolismo. Glicolisi anaerobica e
Respirazione cellulare (ciclo di Krebs, catena di trasporto degli elettroni,
fosforilazione ossidativi). Semi-autonomia dei mitocondri e DNA mitocondriale
(mtDNA).
Il citoscheletro: Microtubuli, microfilamenti e filamenti intermedi. Costituzione
chimica, organizzazione e funzioni. Strutture microtubulari complesse ciglia e
flagelli.
Il nucleo: nucleoplasma e cromatina, costituzione chimica della cromatina,
condensazione della cromatina e cromosomi. Etero- ed eu-cromatina, organizzazione
del DNA nella cromatina, le proteine istoniche, il Nucleosoma, ulteriore
avvolgimento dei filamenti.
Ereditarietà della informazione Genetica: Funzioni dei cromosomi. Definizione di
Genoma, Genotipo e Fenotipo. Dogma molecolare della biologia. Espressione della
informazione genetica. Il cariotipo dell’uomo. I geni e le loro funzioni.
Classificazione dei geni. Differenze di organizzazione fra geni eucariotici e
procariotici. Introni ed Esoni. Terminologia usata per indicare la funzionalità di un
gene. L’unità di trascrizione. Promotori e sequenze di regolazione. Fattori di
trascrizione.
Espressione della informazione genetica: Trascrizione: legame fosfodiesterico,
prodotti della trascrizione (mRNA, rRNA, tRNA HnRNA, ncRNA). Le RNApolimerasi. Fasi della trascrizione, orientamento delle unità. Traduzione: il Codice
Genetico, biosintesi proteica, funzioni dei ribosomi, mRNA e tRNA, fase di Inizio,
fase di Allungamento e fase di Terminazione. Il legame peptidico. Destino delle
proteine sintetizzate.
Regolazione della espressione genica negli eucarioti: differenziamento cellulare.
Livelli di controllo sulla espressione genica: pre-trascrizionale, trascrizionale, posttrascrizionale, tradizionale e post-traduzionale. Geni non codificanti proteine e
ncRNA, reinterpretazione del Dogma della biologia, interferenza da ncRNA e
silenziamento dei prodotti di trascrizione.
Il Ciclo Cellulare e la sua Regolazione: Significato del ciclo cellulare negli
organismi uni- e pluricellulari; Fasi del ciclo; classificazione delle cellule in base al
loro ciclo cellulare. Duplicazione del DNA (fasi della duplicazione, meccanismo
semiconservativo, azione degli enzimi Elicasi, DNA Primasi, DNA Polimerasi, DNA
Ligasi). Cromosomi, Cromatidi, Cromosomi Omologhi, Autosomi e Cromosomi
Sessuali. Corredo cromosomico Diploide e Aploide. Centromero e classificazione dei
cromosomi in base alla sua posizione. Cinetocore e suo ruolo durante la divisione
cellulare. Divisione Mitotica delle cellule somatiche, suo significato studio
dettagliato delle varie fasi. Il fuso mitotico, composizione chimica, organizzazione e
ruolo. Variabilità del Ciclo cellulare e Meccanismi di Regolazione (punti di controllo,
controllo intracellulare e extra-cellulare, ciclina e chinasi ciclina-dipendenti). Danni
del DNA e destino cellulare (importanza della proteina P53), azione dei Fattori
Mitogeni. Morte Cellulare Programmata o Apoptosi; significato di Omeostasi,
differenze fra Necrosi e Apoptosi, il programma apoptotico.
La Riproduzione: La riproduzione asessuata nei procarioti (scissione Binaria) ed
eucarioti (duplicazione, gemmazione, scissione, frammentazione, rigenerazione).
Riproduzione sessuata, i gameti, cellule germinali e divisione Meiotica (significato
della meiosi, fasi dettagliate della Meiosi I e II, appaiamento dei cromosomi
omologhi e Crossing-Over, variabilità genetica). La Gametogenesi nell’uomo:
apparato riproduttore e gonadi, tubuli seminiferi e spermatogenesi (fase proliferativa,
fase meiotica e fase differenziativa), funzione endocrina del testicolo e produzione di
ormoni androgeni (ruolo del testosterone). La gametogenesi nella donna, apparato
riproduttore e gonadi, Ovogenesi. Confronto e differenze fra spermatogenesi ed
ovogenesi. Controllo ormonale della maturazione sessuale (ipotalamo, ipofisi,
gonadotropine ipofisarie –FSH- LH-, produzione ormoni sessuali). Regolazione
ormonale del ciclo riproduttivo femminile: ciclo ovarico e gonadotropine, ciclo
uterino e ormoni sessuali (estrogeni e progesterone). La Fecondazione (tappe e prime
fasi di sviluppo dello zigote).
Il Docente Incaricato
Dr.ssa Antonella Mattana