Biologia (2010/2011)

Codice insegnamento
4S00303
Docenti
Carlo Morandi, Maria Romanelli
Coordinatore
Carlo Morandi
crediti
5
Settore disciplinare
BIO/13 - BIOLOGIA APPLICATA
Lingua di erogazione
Italiano
Periodo
I semestre dal 4-ott-2010 al 28-gen-2011.

Orario lezioni

I semestre

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Obiettivi formativi

Il Corso si propone di:
• educare lo studente al “metodo critico” ed alla discussione, mediante la de¬scrizione di esperimenti che sono patrimonio della storia della biologia oltre che della cultura di ogni tempo
• fornire una visione generale ed aggiornata delle tematiche e problematiche biologiche che trovano applicazione nella nella professione di chinesiologo e di esperto di attività sportive
• familiarizzare l’aspirante chinesiologo con le tecniche moderne di tipo biologico, che possono venire utilizzate nella diagnostica ai fini del benessere mediato dalla attività motoria e dallo sport

Programma

Al termine del Corso lo studente dovrà conoscere i seguenti argomenti:
1. gli eventi che caratterizzarono probabilmente l'inizio della vita sulla terra; il ruolo dei batteri estremofili e fotosintetici e la loro responsabilità nella formazione della atmosfera attuale; l'esperimento di Urey e di Miller; la datazione degli eventi mediante isotopi radioattivi e il ciclo del 14C.

2. le osservazioni e gli esperimenti che hanno portato alla scoperta del materiale genetico da Frederick Miescher all’ipotesi di A. Garrod sull'alcaptonuria; gli esperimenti di. Griffith e poi di Avery, McLeod e McCarty sull’identificazione del DNA; il dogma centrale della Biologia, per cui dal DNA derivano RNA e dall’RNA le Proteine; le osservazioni di A. Garrod, l’alcaptonuria e l’omogentisico ossidasi; la scoperta della struttura del DNA da Erwin Chargaff a Rosalind Franklin a J. Watson e F. Crick ed infine a Meselson e Stahl (replicazione semiconservativa).

3. le differenze morfologiche e funzionali esistenti tra virus, batteri ed eucarioti ivi compresi i protisti:
3.1 per quanto riguarda il mondo dei virus, utilizzando il concetto di virus come parassita endocellulare, descrivere i meccanismi più semplici di crescita virale e quindi applicare la conoscenza di tali meccanismi
nell'interpretazione dell’azione di alcuni agenti patogeni per l'uomo (per es., virus dell'AIDS);
3.2 per quanto riguarda il regno monera:
l'organizzazione strutturale di un batterio e i meccanismi che ne regolano la sua crescita in termini di autotrofia e di auxotrofia, il significato di “GRAM” positività e negatività, la scoperta della penicillina, le -lattamasi ed i meccanismi di diffusione epidemica delle malattie trasmesse episomicamente e i fenomeni di resistenza multipla agli antibiotici.
3.3 per quanto riguarda tutti gli organismi viventi:
a) il cromosoma eucariotico ed i fenomeni di regolazione ed espressione dei geni (siano essi di origine procariotica che eucariotica) come fenomeni d'interazione di loci specifici del DNA con proteine specifiche per quei loci; interpretare l'accensione o lo spegnimento dell'attività di un gene come risposta a uno stimolo ambientale, sia esso interno od esterno alla cellula; interpretare i fenomeni di differenziamento e di crescita cellulare mediante meccanismi di tipo autocrino, paracrino ed endocrino, descrivere il ciclo cellulare.
b) il ciclo cellulare e dunque i meccanismi che presiedono alla divisione cellulare (mitosi) ed alla gametogenesi sia maschile che femminile (meiosi)
c) i principi della genetica mendeiana, l’allelismo ed i concetti di dominanza e recessività
3.4 per quanto riguarda la specie umana:
a) interpretare e costruire gli alberi genealogici con particolare riferimento ai caratteri (gruppi sanguigni, tipologia delle fibre muscolari, altezza, menarca) ed alcune delle patologie genetiche umane a gene conosciuto (e.g. Ipercolesterolemia famigliare, fibrosi cistica, emofilia ecc.)
b) i principi della genetica di popolazione e sapere descrivere la legge di Hardy e Wineberg con i suoi cinque requisiti, la selezione naturale, il possibile vantaggio dell’eterozigote “the survival of the fittest vs the survival of the luckiest”, intolleranza al lattosio, diffusione gruppi umani e loro marcatori. Essere quindi in grado di discutere il concetto di specie e di razze (utilizzabile solo per gli animali) e l’inaccettabilità del luogo comune per cui esistono diverse RAZZE UMANE
3.5 per quanto riguarda differenziamento e sviluppo:
a) i foglietti embrionali ed il loro destino
b) i meccanismi coinvolti nell’invecchiamento di tutti gli esseri viventi:dai fattori genetici a quelli ambientali, gli esperimenti di Hayflick sui fibroblasti il ruolo dei radicali liberi, gli antiossidanti, gli esperimenti in Drosofile transgeniche, l’accorciamento dei telomeri, i programmi genetici che determinano la vita media di una specie, il DNA mitocondriale (eteroplasmia ed omoplasmia) e le sue mutazioni.
c) la differenza tra mutazioni geniche e cromosomiche, mutazioni spontanee e l’equilibrio cheto-enolico delle basi, gli agenti mutageni e la loro azione, il test di “fluttuazione”, il test di Ames, la correlazione tra mutagenesi e cancro, la correlazione tra il fumo e il cancro, i danni da U.V. ed i meccanismi riparativi, lo Xerodema Pigmentosum, i vari tipi di mutazione e di mutageni, gli intercalanti, il rapporto tra radiazioni ionizzanti e mutazioni, il danno genetico provocato dalle mutazioni, le unità di misura, l’effetto provocato dai raggi X, radiazione e dose occupazionale, legge di Begonie e Tribondeau.

4. Le membrane cellulari:
4.1 il doppio strato di fosfolipidi, il colesterolo e le proteine di membrana, la relazione esistente tra antigeni presenti sulla membrana degli eritrociti ed i gruppi sanguigni, inoltre; riallacciandosi ai concetti assimilati nel corso di Chimica, la legge di “Nernst” in senso biologico, collegandola al potenziale di membrana ed alle leggi che regolano il trasporto sia attivo che passivo di molecole e di ioni tra l’interno e l’esterno della cellula per mezzo di permeasi, canali e pompe, argomenti che saranno poi approfonditi nel corso di fisiologia
4.2 la morfologia della cellula muscolare e della cellula nervosa, la placca neuromuscolare ed i neurotrasmettitori, la sinapsi e la sua organizzazione e gli enzimi coinvolti
4.3 la depolarizzazione della membrana, la catena di eventi che porta alla trasmissione del segnale da sinapsi a sinapsi attraverso l’assone, le cellule di schwann e gli oligodendrociti, il potenziale di azione e la contrazione muscolare.
4.4 gli inibitori della acetilcolina e della acetilcolinesterasi, l’azione della tossina tetanica e della tossina botulinica, l’uso indiscriminato del BOTOX
4.5 la cellula muscolare, molecole, enzimi e proteine coinvolti nella contrazione della fibra muscolare,
4.6 i tipi di fibre muscolari e loro caratteristiche, la crescita della massa muscolare correlata all’allenamento, la funzione delle cellule satellite, la funzione della miostatina e dei suoi inibitori
4.7 l’origine dei traumi muscolari e loro classificazione

5.0 Obiettivi Biotecnologici:
5.1 denaturazione e di rinaturazione del DNA, l’ibridazione molecolare, le tecniche molecolari quali “Southern blotting” l’ibridazione “in situ” (FISH) su cromosomi metafasici, basate sull’uso di sonde molecolari radioattive o coniugate con gruppi cromogeni, fluorescenti (conoscere le basi della fluorescenza) e chemiluminescenti, il cariotipo, ed infine sapere cos’è uno spettrofotometro ed a cosa serve.

Modalità d'esame

Una prova scritta con domande aperte e con quiz a risposta multipla.

Materiale didattico

Documenti