- 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 della trasmissione dei caratteri ereditari e dell'evoluzione; 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 delle cellule. 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; i concetti e i meccanismi della divisione cellulare e della riproduzione sessuata, nonché le basi per la comprensione della variabilità genetica e dell'evoluzione degli organismi viventi.
Programma esteso
BIOLOGIA E GENETICA: Biologia generale - Caratteristiche fondamentali della materia vivente; le macromolecole fondamentali costituenti la materia vivente: carboidrati, lipidi, proteine, acidi nucleici; 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; 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 trasduzione del segnale all’interno delle cellule..
Modalità didattica
Lezioni frontali (Didattica Erogativa).
In presenza (sede di Monza)
In Teledidattica sincrona (sedi di Bergamo, Lecco, Sondrio) via web-conference
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
Orario di ricevimento
Su appuntamento
Sustainable Development Goals
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 of hereditary traits transmission; the basis for qualitative and quantitative knowledge of biological phenomena.
Contents
The course aims to provide information for understanding the organization of cells. It also aims to convey 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 concepts and mechanisms of cell division and sexual reproduction, as well as the basis for understanding genetic variability and the evolution of living organisms.
Detailed program
BIOLOGY AND GENETICS: General Biology - Key features of living matter; the four major classes of biological macromolecules: carbohydrates, lipids, proteins, and nucleic acids; 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 autocrine and paracrine action: overview of general mechanisms of signal transduction within cells.
Teaching form
Lectures.
Live at Monza campus. Via web-conference (live streaming) for Bergamo, Lecco, Sondrio.
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
Office hours
On appointment
Sustainable Development Goals
Key information
Staff
-
Luca Mologni