Microbiologia

Insegnamento:
MICROBIOLOGIA
Docente
Prof. Margherita Sacco
Anno
II anno
Corso di studi
Laurea in Biotecnologie
Tipologia
Attività
Crediti
10
SSD
BIO/19
Periodo didattico
Secondo semestre
Propedeuticità
Chimica generale, Chimica organica, Biologia
Frequenza
obbligatoria
Modalità di esame
Superamento di una prova orale
Sede
Polo Scientifico, Via Vivaldi 43 – Caserta – Dip. di Scienze e Tecnologie Ambientali,
Biologiche e Farmaceutiche
Lezioni frontali
Organizzazione della
didattica
Obiettivi formativi
Acquisizione di conoscenze delle strutture cellulari, delle principali vie metaboliche in
aerobiosi e anaerobiosi, della genetica e dell’espressione genica dei microrganismi.
Meccanismi molecolari della patogenesi dei principali patogeni dell’uomo (batteri, funghi e
virus)
Knowledge about cellular structures, main metabolic pathway in the presence or absence of
oxygen, genetics and gene expression in microorganisms. Pathogenetic mechanisms of the
main human pathogens (bacteria, fungi and viruses)
Prerequisiti
Conoscenze di chimica generale, chimica organica e biologia
Knowledge of general chemistry, organic chemistry and biology
Contenuti del corso
Strutture e funzioni cellulari. Nutrizione e crescita microbica e controllo della crescita.
Biologia molecolare dei microrganismi e regolazione dell’espressione genica. Elementi di
virologia. Genetica dei microrganismi. Sistematica molecolare. Patogenicità e interazione
dei principali patogeni umani (batteri, funghi e virus) con l’ospite.
Cellular structures and functions. Microbial nutrition, growth and growth control. Molecular
biology and gene expression of microorganisms. Genetics of microorganisms. Molecular
phylogenesis. Pathogenicity and interaction of the main human pathogens (bacteria, fungi
and viruses) with the host.
Programma
Microbiologia generale
Strutture e funzioni cellulari. Microscopia e morfologia cellulare. Cellula procariotica ed
eucariotica a confronto. Caratteristiche strutturali e funzionali della cellula procariotica.
Dimensioni e forma. Membrana citoplasmatica: struttura e funzione. Sistemi di trasporto.
La parete delle cellule procariotiche. La matrice citoplasmatica. Il nucleoide. Le appendici
cellulari. La locomozione microbica. Inclusioni cellulari. Le endospore.
Nutrizione e metabolismo dei microrganismi. Esigenze nutrizionali comuni. Assunzione
di nutrienti da parte della cellula. Terreni di coltura e tecniche di sterilizzazione.
Isolamento in coltura pura. Reazioni di ossido-riduzione e composti ad alta energia. Ruolo
dell’ATP nel metabolismo. Principali vie cataboliche, il trasporto di elettroni e la forza
proton motrice. Respirazione aerobica e anaerobica. Esempi di metabolismo fermentativo:
fermentazione alcolica e lattica.
La crescita microbica. La divisione della cellula batterica. La crescita di una popolazione
batterica. Misurazione della crescita microbica. Parametri che influenzano la crescita
microbica: temperatura, pH, ossigeno, osmolarità.
Macromolecole biologiche. Struttura e sintesi del nucleoide. L'RNA polimerasi, la
trascrizione, il promotore, il terminatore. Il codice genetico. Traduzione: il processo di
sintesi proteica.
Batteriofagi: ciclo litico; batteriofagi temperati e lisogenia.
Genetica batterica. Mutazione e ricombinazione. Selezione e screening di mutanti.
Scambio genetico nei procarioti: trasformazione, coniugazione e trasduzione. La
complementazione. I trasposoni e le sequenze di inserzione. Genetica batterica e clonaggio
genico. Il cromosoma batterico.
Controllo della crescita microbica. Metodi fisici e chimici per il controllo della crescita
microbica. Farmaci antimicrobici. Meccanismo d'azione degli antibiotici. Tossicità
selettiva. Controllo dei virus e dei patogeni eucariotici. Resistenza ai farmaci antimicrobici
e ricerca di nuovi farmaci.
Regolazione dell’espressione genica nei procarioti. Regolazione della trascrizione
tramite controllo positivo e negativo. Sistemi di controllo globale: la repressione da
catabolita nei gram-positivi e nei gram-negativi.
Sistematica molecolare ed evoluzione microbica. L’origine della vita e la
diversificazione microbica. Metodi per determinare le relazioni evolutive. L’evoluzione
microbica. Tassonomia microbica e suo rapporto con la filogenesi.
Esperienza di laboratorio:
1)
Crescita di una popolazione batterica. Effetto della temperatura sulla crescita.
2)
Trasformazione di cellule competenti di Escherichia coli.
Microbiologia clinica
Cenni di immunologia.Patogenicità dei microrganismi. Relazione ospite-parassita.
Patogenesi della malattie batteriche, virali e fungine. Difese dell’ospite. Batteriologia
speciale: Streptococchi, Stafilococchi, Neisserie, Enterobatteri, Micobatteri, Clamidia,
Helicobacter, Pseudomomas. Virologia speciale: Herpes virus, Virus influenzali, Virus
epatitici, Retrovirus. Cenni di Micologia medica: Candida albicans, Malassezia spp.
Testi
consigliati
e
bibliografia
Brock, Biologia dei Microrganismi, vol. 1, Madigan, Martinko, Casa editrice
Ambrosiana.
Biologia dei microrganismi, Dehò e Galli, Casa Editrice Ambrosiana
Prescott, Microbiologia medica, Willey, Sherwood, Woolverton, ed. McGraw-Hill
CURRICULUM DEL DOCENTE
Margherita Sacco ha conseguito la laurea in Scienze Biologiche presso l'Università "Federico II" di Napoli nel 1978. Dal
1979 al 1983 é stata in qualità di visiting fellow prima presso la Washington Uni., St. Louis, USA (differenziamento del
fungo Histoplasma capsulatum), poi presso il Départ. des Biotechnologies, Institut Pasteur, Parigi (espressione di geni
eterologhi in Saccharomyces cerevisiae). Dal 1984 al 1998 é stata Ricercatore del CNR presso l'IIGB, Napoli, dove ha
sviluppato linee di ricerca sull'analisi dell'espressione genica in differenti sistemi procariotici (il regulone Lrp in Escherichis
coli; il processo di sporulazione in Bacillus subtili; la regolazione del metabolismo del carbonio in Lactobacillus
plantarum). Dal 1998 é Professore Associato di Microbiologia presso il DISTABIF, Seconda Università di Napoli, dove si
occupa di regolazione del metabolismo nei batteri lattici e dell’interazione di batteri probiotici con recettori del tratto
intestinale umano. È stata coordinatore nazionale e di unità operative di Progetti di Ricerca di Interesse Nazionale (PRIN) e
di linee di ricerca di progetti finanziati dalla Regione Campania. È coautrice di 50 pubblicazioni scientifiche su riviste
internazionali, di capitoli di libri di microbiologia in lingua italiana e inglese e di numerosi abstract di partecipazioni a
convegni e workshops.