Biologia applicata

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI NAPOLI “PARTHENOPE”
FACOLTÀ DI SCIENZE MOTORIE
Corso di Laurea in Scienze Motorie
I Anno 6 CFU A.A. 2010-2011 – gruppo A/G
Corso di
Biologia applicata
Prof.ssa Rosaria Meccariello
Programma
CARATTERI GENERALI DELLA MATERIA VIVENTE
Complessità, accrescimento, riproduzione ed adattamento. Teoria cellulare. I livelli di organizzazione delle forme
viventi: organismi monocellulari ed organismi pluricellulari.
COMPOSIZIONE CHIMICA DELLA MATERIA VIVENTE
• L’acqua: struttura e proprietà; importanza biologica dell’acqua.
• Carboidrati: monosaccaridi, oligosaccaridi e polisaccaridi.
• Lipidi: acidi grassi, lipidi semplici, lipidi complessi e steroidi.
• Le proteine: gli aminoacidi ed il legame peptidico. Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria.
Principali classi di proteine.
• Gli acidi nucleici: i nucleotidi ed il legame fosfodiesterico. L’acido desossiribonucleico (DNA): struttura,
forma e funzione. L’acido ribonucleico (RNA): classificazione degli RNA, struttura e funzione. Il flusso di
informazione tra le macromolecole biologiche.
CELLULA PROCARIOTICA ED EUCARIOTICA: STRUTTURA E PRINCIPALI DIFFERENZE
• La cellula procariotica: morfologia e metabolismo.
LA CELLULA EUCARIOTICA ED I SUOI COMPARTIMENTI:
• La membrana plasmatica: composizione e struttura: modello a mosaico fluido. Importanza biologica del
colesterolo. Permeabilità della membrana. Modalità di trasporto attraverso la membrana: trasporto passivo ed
osmosi, diffusione facilitata e trasporto attivo.
• Il sistema delle endomembrane: reticolo endoplasmatico (RER e REL), apparato del Golgi, lisosomi e
perossisomi: struttura e funzione. Il traffico di vescicole, l’esocitosi e l’ endocitosi.
• Il citoscheletro: i microtubuli, i filamenti intermedi ed i microfilamenti; ruolo di actina e miosina nella
contrazione muscolare.
• Il mitocondrio: struttura e funzione, ipotesi dell’origine mediante endosimbiosi..
• Il nucleo: struttura della carioteca. Organizzazione della cromatina; eucromatina ed eterocromatina; gli istoni e
le proteine non istoniche. Il cariotipo umano; morfologia dei cromosomi metafasici. Il nucleolo; l’organizzatore
nucleolare quale sede per la sintesi degli rRNA.
• Matrice extracellulare ed adesione cellulare: brevi cenni
LE VIE DEL METABOLISMO CELLULARE CHE LIBERANO ENERGIA CHIMICA
• Le forme di energia utilizzate dagli organismi viventi.
• Ruolo dell’ATP negli organismi viventi.
• La formazione di ATP dal glucosio: cenni sulla fermentazione e sulla respirazione cellulare. Il mitocondrio
quale “generatore di energia”: meccanismo chemio-osmotico per la sintesi di ATP.
FLUSSO DI INFORMAZIONE NELLA MATERIA VIVENTE
• Il dogma centrale della biologia: dal DNA alle proteine
• Duplicazione del DNA: semiconservatività, semidiscontinuità, bidirezionalità. Meccanismo molecolare della
replicazione nei procarioti e negli eucarioti; replicone; telomeri e telomerasi.
• La trascrizione dell’RNA: meccanismo molecolare della trascrizione nei procarioti. Meccanismo molecolare
della trascrizione negli eucarioti; RNA polimerasi eucariotiche; maturazione di mRNA (capping, splicing,
poliadenilazione ed editing), rRNA e tRNA eucariotici.
• Il codice genetico e le sue proprietà.
• La traduzione: ruolo dei ribosomi e dei tRNA; l’attivazione dell’aminoacido; meccanismo molecolare di
traduzione in procatioti ed eucarioti.
• Modificazioni post traduzionali e destino post sintetico delle proteine: traslocazione cotraduzionale e segnali
di smistamento verso i diversi compartimenti cellulari.
• Il concetto di gene e l’organizzazione del genoma
• Principali meccanismi di regolazione dell’espressione genica negli eucarioti
SEGNALAZIONE E COMUNICAZIONE CELLULARE
• Le giunzioni cellulari
• La segnalazione sinaptica, paracrina, autocrina, endocrina e neuroendocrina
• Recettori e loro meccanismo d’azione (recettori accoppiati a proteine G, recettori con attività chinasica
intrinseca, recettori citoplasmatici e meccanismo d’azione degli ormoni steroidei).
CICLO CELLULARE E SUA REGOLAZIONE
• Il ciclo cellulare (fasi G1, S, G2, M).
• La mitosi
• La meiosi; somiglianze e differenze rispetto alla mitosi.
SESSUALITÀ RIPRODUZIONE E SVILUPPO
• Sistemi di riproduzione cellulare: riproduzione asessuata e riproduzione sessuata.
• Spermatogenesi ed ovogenesi.
• Fecondazione.
I VIRUS
• Struttura e caratteristiche delle particelle virali: tropismo e genoma virale.
• Svolgimento dell’infezione virale: ciclo litico e ciclo lisogenico.
• Infezione virale nelle cellule eucariotiche
• Retrovirus e virus oncògeni.
GENETICA MENDELIANA
• Le basi cromosomiche dell’ereditarietà: la teoria cromosomica dell’ereditarietà; significato genetico della
meiosi.
• Gli esperimenti di Mendel e le leggi dell’ereditarietà: le leggi di Mendel, il reincrocio il genotipo ed il
fenotipo; l’interazione tra alleli. Gruppi sanguigni ed alleli multipli.
• L’eredità legata al sesso: determinazione del sesso; geni associati al cromosoma X; geni associati al
cromosoma Y; inattivazione del cromosoma X.
• Geni e cromosomi: geni indipendenti e geni associati; il crossing over come causa della variabilità genetica
addizionale.
LE MUTAZIONI
• La mutazione genica e le sue basi molecolari.
• Mutazioni cromosomiche (delezioni, traslocazioni ed inversioni) e Mutazioni genomiche (poliploidie ed
aneuploidie): definizioni.
• Conseguenze delle mutazioni e loro importanza biologica.
TESTI CONSIGLIATI
Compendi di biologia, a scelta tra:
•
Campbell N.A., Reece J.B. et al., Biologia volumi 1 e 2 ("La chimica della vita e la cellula" e "La Genetica") Pearson editore
•
Solomon Berg, Martin Elementi di biologia EdiSES V Edizione
•
Wolfe SL, Russell PJ et al, Elementi di biologia cellulare ed Elementi di genetica (2 volumi) EdiSES
•
Qualsiasi altro testo aggiornato conforme al programma
Trattati di biologia (per consultazione)
De Leo, Ginelli, Fasano Biologia e Genetica EdiSES