scuola scuola delle scienze di base e applicate anno accademico

SCUOLA
SCUOLA DELLE SCIENZE DI BASE E APPLICATE
ANNO ACCADEMICO OFFERTA
2016/2017
ANNO ACCADEMICO EROGAZIONE
2016/2017
CORSO DILAUREA
SCIENZE DELLA NATURA E DELL'AMBIENTE
INSEGNAMENTO
BIOLOGIA CELLULARE
TIPO DI ATTIVITA'
B
AMBITO
50170-Discipline biologiche
CODICE INSEGNAMENTO
01597
SETTORI SCIENTIFICO-DISCIPLINARI
BIO/06
DOCENTE RESPONSABILE
ROCCHERI MARIA
CARMELA
Professore Ordinario
Univ. di PALERMO
ALTRI DOCENTI
CFU
6
NUMERO DI ORE RISERVATE ALLO
STUDIO PERSONALE
102
NUMERO DI ORE RISERVATE ALLA
DIDATTICA ASSISTITA
48
PROPEDEUTICITA'
ANNO DI CORSO
1
PERIODO DELLE LEZIONI
1° semestre
MODALITA' DI FREQUENZA
Facoltativa
TIPO DI VALUTAZIONE
Voto in trentesimi
ORARIO DI RICEVIMENTO DEGLI
STUDENTI
ROCCHERI MARIA
CARMELA
Lunedì
12:00
13:30
Dip. STEBICEF, Viale delle Scienze, Ed 16: Studio Prof.
Roccheri
Giovedì
12:00
13:30
Dip. STEBICEF, Viale delle Scienze, Ed 16: Studio Prof.
Roccheri
DOCENTE: Prof.ssa MARIA CARMELA ROCCHERI
Lezioni frontali riguardanti i seguenti argomenti:
ORGANIZZAZIONE DELLA DIDATTICA
-L’origine e l’evoluzione delle cellule. Introduzione alla Biologia Cellulare.
L’organizzazione della cellula. Differenze tra cellule procaritiche ed eucaritiche
(4 ore).
-Chimica delle cellule. Polimerizzazione delle macromolecole biologiche.
Strutture e funzioni delle proteine e degli acidi nucleici. I Fondamenti della
biologia molecolare (8 ore).
-Compartimenti cellulari. Composizione, struttura, proprieta' delle membrane
biologiche e meccanismi che ne consentono l’attraversamento (4 ore).
-L’involucro nucleare. Il nucleo: struttura e organizzazione. Replicazione del
DNA. Dal DNA all'RNA. Dall'RNA alle proteine. Il nucleolo. Sintesi e processing
dell’RNA ribosomale. Traffico nucleo-citoplasma (8 ore).
-Sintesi delle proteine. "Chaperones" molecolari aiutano l'avvolgimento di molte
proteine (4 ore)
-Il ciclo cellulare eucariotico. Meccanismi di controllo del ciclo. Mitosi e meiosi (4
ore).
-Il reticolo endoplasmatico, liscio e rugoso. L’apparato di Golgi. I lisosomi. Il
trasporto vescicolare. Gli organuli del metabolismo energetico: i mitocondri (8
ore).
-Giunzioni cellulari. Adesione cellulare. Organizzazione dinamica del
citoscheletro e migrazione cellulare. Caratteristiche e ruolo fisiologico e
patologico della morte cellulare programmata (8 ore).
VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO L'esame prevede una prova in itinere facoltativa, della durata di un'ora, da
svolgere a circa a meta' del corso (30 domande a risposte aperte o a scelte
multiple), e una prova orale finale, sui contenuti illustrati a lezione.
La valutazione conclusiva sara' in trentesimi, articolata come segue: eccellente:
30-30 e lode; molto buono: 27-29; buono: 24-26; discreto: 21-23; sufficiente:
18-20; insufficiente.
RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI Conoscenza e capacita' di comprensione
Il corso si propone, attraverso lo studio di una cellula modello, di avvicinare gli
studenti allo studio teorico degli aspetti morfologici e dinamici del funzionamento
cellulare: principi di comunicazione intra- e inter- cellulare, regolazione
dell’espressione genica, del differenziamento, della proliferazione e della
sopravvivenza cellulare.
Capacita' di applicare conoscenza e comprensione
La conoscenza della chimica delle macromolecole, dei fondamenti della biologia
molecolare, della struttura della cellula e dei suoi organuli, consentira' di
acquisire gli strumenti necessari alla comprensione dei principali meccanismi di
base implicati nelle funzioni vitali una cellula.
Autonomia di giudizio
La conoscenza teorica di alcune caratteristiche peculiari di specifiche cellule
specializzate, fornira' gli strumenti per riconoscere alcuni tipi cellulari, allo scopo
di raccogliere, interpretare ed elaborare, con piena autonomia, i dati pertinenti
alle problematiche scientifiche trattate.
Abilita' comunicative
Capacita' di esporre le conoscenze acquisite; lo studente dovra' essere in grado
di presentare in modo logico, conciso e rigoroso, in varie forme e con diversi
strumenti: concetti, dati, procedure metodologiche.
Capacita' d’apprendimento
Attivita' finalizzata all'acquisizione dei fondamenti teorici della biologia degli
organismi, soprattutto animali, incluso l'uomo, a livello cellulare, molecolare e
funzionale, e, piu' in generale, riguardo i meccanismi di ereditarieta' e di
sviluppo.
OBIETTIVI FORMATIVI
Acquisire conoscenze di base della biologia cellulare che consentano di
affrontare, attraverso l'applicazione del metodo scientifico, lo studio della
conoscenza delle forme, dei fenomeni e dei processi cellulari degli organismi,
anche a livello evoluzionistico.
PREREQUISITI
Non sono richiesti specifici prerequisiti.
TESTI CONSIGLIATI
in alternativa, uno dei seguenti testi:
-G. Karp: “Biologia Cellulare e Molecolare. Concetti ed Esperimenti”. Ed.
EdiSES (3).
-R. Colombo - E. Olmo “Biologia della cellula.” Ed. EdiERMES.
-G.M. Cooper - R.E. Hausman: “La cellula. Un approccio molecolare”. Ed. Piccin
(II edizione sulla IV inglese).
-W.M. Becker – L.J. Kleinsmith – J. Hardin – G.P. Bertoni. “Il mondo della
cellula”. Ed. PEARSON (Settima edizione).
PROGRAMMA
ORE
Lezioni
48
L’origine e l’evoluzione delle cellule. Ipotesi di origine degli odierni eucarioti tramite simbiosi di cellule
aerobiche con cellule anaerobiche. Introduzione alla Biologia Cellulare. L’organizzazione della cellula:
procariote ed eucariote. Le cellule procaritiche: relazione di parentela con gli odierni batteri. Le cellule
eucaritiche: la cellula vegetale, la cellula animale. Gli organelli cellulari: il nucleo, i ribosomi, il reticolo
endoplasmatico, l’apparato di Golgi, i lisosomi, i mitocondri e i cloroplasti. La chimica delle cellule. Le
macromolecole: carboidrati, lipidi, acidi nucleici, proteine. Fondamenti di biologia molecolare: eredita, geni e
DNA. La struttura del DNA. Introni ed esoni. La replicazione semiconservativa del DNA. L’espressione
dell’informazione genetica. Il ruolo dell’RNA messaggero e lo “splicing”. Il codice genetico. L’RNA transfer:
struttura e caricamento degli aminoacidi. Tecniche di Biologia Cellulare e molecolare. Uso di radioisotopi.
Frazionamento dei componenti cellulari per centrifugazione differenziale. Separazione di acidi nucleici per
ultracentrifugazione. Centrifugazione su gradienti di densita. Analisi di proteine per elettroforesi. Le membrane
cellulari: struttura e composizione. Le proprieta' del doppio strato lipidico; le proteine di membrana. La natura
dinamica della membrana plasmatica. I meccanismi per l’attraversamento delle membrane: la diffusione
semplice, l’osmosi, il trasporto passivo, il trasporto attivo mediato da molecole carrier. I recettori. La pompa Na/
K. Il nucleo. L’involucro nucleare: struttura dell’involucro e complesso del poro nucleare. Il controllo
dell’espressione genica negli eucarioti. Il traffico fra il nucleo e il citoplasma: regolazione dell’importazione delle
proteine nucleari e trasporto degli RNA. Organizzazione interna del nucleo: cromosomi e struttura di ordine
superiore della cromatina. Il nucleo durante la mitosi: dissoluzione dell’involucro e successiva riformazione del
nucleo interfasico. Il nucleolo: i geni dell’RNA ribosomale e l’organizzazione del nucleolo. Trascrizione e
processamento dell’rRNA. Assemblaggio delle sub-unita' ribosomali. Sintesi, processamento e regolazione
delle proteine. Il ribosoma. L’organizzazione e la traduzione degli mRNA. Il ruolo dell’RNA transfer. La sintesi
proteica. Chaperon molecolari e ripiegamento delle proteine. Smistamento e trasporto delle proteine.
Indirizzamento delle proteine al reticolo endoplasmatico. La riproduzione cellulare. Il ciclo cellulare eucariotico.
Fasi del ciclo cellulare. Punti di controllo del ciclo cellulare. La proteina p53. La mitosi. Fasi della mitosi.
Citocinesi. La mitosi durante l’embriogenesi precoce. La meiosi. Gli stadi della meiosi. Differenze tra mitosi e
meiosi. Il sistema delle endomembrane. Il reticolo endoplasmatico. Inserzione di proteine nella membrana del
reticolo endoplasmatico rugoso. Ripiegamento e processazione delle proteine nell’ER. Il reticolo
endoplasmatico liscio e la sintesi dei lipidi. Esportazione di proteine e di lipidi dall’ER. L’apparato di Golgi.
Endocitosi ed esocitosi. La glicosilazione. Tipi di vescicole di trasporto e loro funzioni. Indirizzamento delle
vescicole verso un particolare compartimento. Gli organuli del metabolismo energetico. I mitocondri:
organizzazione e funzione. Il metabolismo ossidativo. Il trasporto degli elettroni. I cloroplasti: struttura e
funzione. La teoria endosimbiotica. Altri organuli: i lisosomi e la digestione lisosomale; i perissosomi; i
gliossisomi; i vacuoli. L'autofagia. Il citoscheletro: struttura e organizzazione dei microfilamenti di actina; i
filamenti intermedi; struttura, assemblaggio e instabilita' dinamica dei microtubuli. Tessuto muscolare: struttura
delle miofibrille, organizzazione dei miofilamenti sottili e spessi, interazione tra actina e miosina nella
contrazione. Interazione fra le cellule e il loro ambiente. Interazioni delle cellule con substrati cellulari o con
altre cellule. Segnalazione cellulare e trasduzione del segnale. Sistemi di segnalazione cellulare. Recettori
accoppiati a proteine G e secondi messaggeri. Fosforilazione di proteine e trasduzione del segnale. Apoptosi:
caratteristiche e ruolo fisiologico e patologico della morte cellulare programmata.