- Biology and Genetics
- Summary
Course Syllabus
Obiettivi
Lo studente deve acquisire la conoscenza delle
basi della biologia cellulare e molecolare indispensabili per lo studio e la
comprensione della fisiologia e della patologia umana. Imparerà a conoscere la struttura e la funzione delle componenti cellulari e i meccanismi molecolari
connessi; i concetti base e le modalità di trasmissione
dei caratteri ereditari; le basi
per la conoscenza qualitativa e quantitativa dei fenomeni biologici.
Contenuti sintetici
Il corso si propone di fornire le informazioni
per la comprensione dell’organizzazione del corpo umano; di
spiegare come le cellule e i
tessuti si organizzino a formare organi ed apparati;
di evidenziare le correlazioni funzionali dell’anatomia micro- e macroscopica.
Si propone inoltre di trasmettere la conoscenza della struttura e la funzione
delle varie componenti delle cellule eucariotiche, i meccanismi molecolari che intervengono
nella replicazione cellulare, i meccanismi molecolari coinvolti
nell’espressione genica; le patologie cromosomiche; i concetti e le modalità di
trasmissione dei caratteri ereditari meccanismi patogenetici “non
tradizionali”, nonché le basi per la conoscenza qualitativa e quantitativa dei
fenomeni biologici per una corretta applicazione delle prescrizioni
terapeutiche.
Programma esteso
BIOLOGIA E GENETICA: Biologia generale - Caratteristiche fondamentali della materia vivente: la cellula come unità strutturale e funzionale; classificazione delle cellule in procariotiche ed eucariotiche. Caratteristiche delle varie componenti della cellula: membrana plasmatica, sua costituzione e caratteristiche; trasporto transmembrana ed endocitosi; struttura e funzione del reticolo endoplasmatico e dell’apparato del Golgi; struttura e funzione dei mitocondri e dei lisosomi; citoscheletro, filamenti intermedi, microfilamenti, microtubuli; struttura della membrana nucleare. Replicazione del DNA: le diverse componenti proteiche coinvolte nella replicazione; i processi che si svolgono a livello del filamento anticipato e del filamento ritardato della forca replicativi. La diversa organizzazione del genoma nei procarioti e negli eucarioti: negli organismi eucariotici, l’informazione genetica è suddivisa tra più molecole di DNA (cromosomi); il problema del compattamento del DNA nel nucleo delle cellule eucariotiche; l’informazione contenuta nel DNA è suddivisa in unità discrete (geni) che specificano la struttura di singole macromolecole (RNA o proteine). Regolazione dell’espressione genica nelle cellule procariotiche ed eucariotiche. I principali tipi di RNA presenti nelle cellule; differenze rispetto al DNA: il meccanismo della sintesi degli RNA (trascrizione); il problema della decifrazione del codice genetico: caratteristiche generali e implicazioni biologiche. Il meccanismo della sintesi proteica: la strategia di polimerizzazione degli aminoacidi: il riconoscimento degli aminoacidi da parte del RNA messaggero e la fonte dell’energia necessaria alla formazione dei legami peptidici; il ruolo biologico e la struttura dei ribosomi; le diverse fasi del processo di traduzione. Il ciclo cellulare ed i principali eventi metabolici che caratterizzano le sue fasi: il controllo della progressione lungo il ciclo cellulare; conseguenze delle mutazioni che colpiscono i geni per le diverse proteine coinvolte. La riproduzione delle cellule e degli organismi: la mitosi come mantenimento dell’informazione genetica. La meiosi e il crossing-over nel processo della variabilità genetica. La mutazione genica a livello cellulare: le conseguenze delle mutazioni puntiformi sul prodotto genico. La comunicazione tra cellule negli organismi pluricellulari: cenni sullo scambio di segnali chimici ad azione autocrina e paracrina; cenni sui meccanismi generali di traduzione del segnale all’interno delle cellule.
Modalità didattica
Lezioni frontali e interattive. Nel periodo di emergenza Covid-19 le lezioni si svolgeranno in modalità mista: parziale presenza degli studenti in aule e lezioni videoregistrate asincrone/sincrone.
Materiale didattico
P. Bonaldo, C. Crisafulli, R. D'Angelo, M. Francolini, S. Grimaudo, C. Rinaldi, P. Riva, M.G. Romanelli. Elementi di Biologia e Genetica (2019) Edises
Chieffi G., Dolfini S., Malcovati M., Pierantoni R., Poli M., Tenchini M.L. Biologia e Genetica (2013) Edises - IV ed.Donati C., Stefani M., Taddei N. Biologia e Genetica (2019) Zanichelli
Periodo di erogazione dell'insegnamento
1 Anno - 1 Semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Prova
scritta: quiz a risposta multipla e domande aperte.
Nel periodo di emergenza Covid-19 gli esami si svolgeranno in modalità telematica in forma di prova orale.
Orario di ricevimento
Su appuntamento
Aims
The student must acquire the knowledge of the basics of cellular and molecular biology, essential for the study and understanding of human physiology and pathology. The student will learn the structure and function of cellular components and related molecular mechanisms; the basic concepts and methods of transmitting hereditary traits; the basis for qualitative and quantitative knowledge of biological phenomena.
Contents
The course aims to describe the organization of the
human body; to explain how are cells and tissues organized to form organs and
systems; to underline the functional correlations of micro- and macroscopic anatomy.
It also aims to transmit the knowledge of the structure and function of the
various components of eukaryotic cells, the molecular mechanisms involved in
cell replication, the molecular mechanisms involved in gene expression; the
chromosomal disorders and transmission pattern in Mendelian monogenic diseases
as well as the basis for the qualitative and quantitative knowledge of
biological phenomena for a correct application of therapies.
Detailed program
BIOLOGY AND GENETICS: General Biology - Key
features of living matter: the cell as a structural and functional unit;
classification of prokaryotic and eukaryotic cells. Characteristics of the
various components of the cell: cell membrane, its formation and
characteristics; transmembrane transport and endocytosis; structure and
function of the endoplasmic reticulum and the Golgi apparatus; structure and
function of mitochondria and lysosomes; cytoskeleton, intermediate filaments
microfilaments, microtubules; structure of nuclear membrane. DNA replication:
the various protein components that are involved in DNA replication; the
processes that take place at the level of the filament and filament delayed of
replicative senescence fork. The genome organization in prokaryotes and eukaryotes:
in the eukaryotic organisms, the genetic information is divided among multiple
DNA molecules (chromosomes); the problem of compaction of DNA in the nucleus of
eukaryotic cells; the information contained in DNA is divided into discrete units
(genes) that specify the individual macromolecules structure RNA or proteins). Regulation of gene
expression in prokaryotic and eukaryotic cells. The main types of RNA present
in cells; differences compared to DNA: the mechanism of synthesis of RNA
(transcription); the problem of deciphering the genetic code: general
characteristics and biological implications. The mechanism of protein
synthesis: the strategy of polymerization of amino acids: amino acid
recognition by the messenger RNA and the source of the energy necessary for the
formation of eptide bonds; the biological role and structure of ribosomes; the
different stages of the translation process. The cell cycle and metabolic
events that characterize its phases: control the progression along the cell
cycle; consequences of mutations affecting genes for different proteins involved.
Cell reproduction and agencies: mitosis as maintenance of genetic information.
Meiosis and the crossing-over in the process of genetic variability. The gene
mutation at the cellular level: the effects of mutations on the gene product.
Communication between cells in the multicellular organisms: notes on exchanging
chemical signals with autocrina and paracrina: overview of general mechanisms
of signal translation within cells.
Teaching form
Lectures and interactive learning teaching. During the Covid-19 emergency period, lessons will take place in a mixed mode: partial presence of students in classroom and asynchronous/synchronous videotaped lessons.
Textbook and teaching resource
P. Bonaldo, C. Crisafulli, R. D'Angelo, M. Francolini, S. Grimaudo, C. Rinaldi, P. Riva, M.G. Romanelli. Elementi di Biologia e Genetica (2019) Edises
Chieffi G., Dolfini S., Malcovati M., Pierantoni R., Poli M., Tenchini M.L. Biologia e Genetica (2013) Edises - IV ed.Donati C., Stefani M., Taddei N. Biologia e Genetica (2019) Zanichelli
Semester
1 Year - 1 Semester
Assessment method
Written examination: multiple choice and open ended
questions.
During the Covid-19 emergency period, exams will be held via online connection in the form of an oral test.
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