Scuola di Medicina e Chirurgia

Obiettivi del Corso e Risultati di apprendimento attesi

(vedi appendice)

 

Al termine del corso, lo studente avrà competenze nell’ ambito dei processi di base di funzionamento delle cellule procariotiche ed eucariotiche, dell’organizzazione morfo-funzionale dei vari tipi di cellule, delle strutture subcellulari, e le loro relative funzioni, e delle componenti extra cellulari costituenti i tessuti umani. Inoltre, avrà competenze sui loro precursori staminali, sulla proliferazione e sul differenziamento cellulare, nonché sui meccanismi dell’istogenesi, rinnovamento e rigenerazione tessutale. Avrà in ultimo la capacità di comprendere e descrivere l’organizzazione delle gonadi nella gametogenesi e la dinamica della fecondazione, il processo di migrazione ed impianto dello zigote e la sequenza del processo differenziativo nello sviluppo embrionale.

Poiché è un esame del primo anno, il corso si propone anche di stimolare l’interesse dello studente mediante la descrizione di alcune patologie e sindromi correlate alla materia di studio e l’approfondimento di tematiche specifiche grazie alla lettura di articoli di ricerca pubblicati su riviste scientifiche di alto impact factor.

Programma

Programma

 

CELLULA

1. Le basi chimiche della vita e le macromolecole biologiche: legami chimici, reazioni chimiche e macromolecole biologiche: lipidi, carboidrati, acidi nucleici, proteine.
2. Cellule procariotiche ed eucariotiche: differenze strutturali e funzionali.
3. Membrana plasmatica, struttura e funzione: architettura molecolare della membrana. Il doppio strato lipidico come unità base delle membrane biologiche. La fluidità del doppio strato lipidico e la temperatura di transizione. Le proteine di membrana e loro interazioni. Asimmetria della membrana. Diffusione dei lipidi e delle proteine di membrana. Trasporto delle piccole molecole attraverso la membrana: trasporto passivo (diffusione semplice, diffusione facilitata (proteine canale e vettrici, simporto e antiporto). Trasporto attivo mediato dalle proteine vettrici accoppiate con una sorgente di energia. Struttura, funzione e regolazione della pompa Sodio/Potassio.
4. Organizzazione strutturale del nucleo e dell’involucro nucleare.
5. Nucleo: replicazione semiconservativa del DNA (esperimento di Meselson e Stahl): processo enzimatico della replicazione del DNA; RNA primasi; DNA polimerasi, topoisomerasi e ligasi; estensione dei telomeri da parte della telomerasi; cenni sui meccanismi di riparo del DNA.
6. Organizzazione del DNA, istoni e nucleosomi: dalla cromatina al cromosoma. 7. Trascrizione: struttura molecolare del gene nei procarioti e negli eucarioti. RNA polimerasi. RNA messaggeri, ribosomiali e transfer. Fasi del processo di trascrizione. Interazioni tra DNA e proteine. Fattori trascrizionali basali e cooperazione con l’RNA Polimerasi II. Processi di maturazione dell’RNA: capping, splicing, poliadenilazione. Livelli di regolazione dell'espressione dei geni (struttura della cromatina; inizio e termine della trascrizione, enhancers, silencers, elementi in cis e in trans; splicing canonico e splicing alternativo, segnali di stabilità dei messaggeri).
7. Traduzione: codice genetico, esperimenti per la decifrazione del codice genetico e sue proprietà. Struttura e funzione del ribosoma, e dei tRNA nella sintesi delle proteine. L'attivazione degli amminoacidi: reazioni dell'attivazione amminoacidica e amminoaciltRNA sintetasi. Interazione dell' mRNA, degli rRNA e dei tRNA e ribosomi nella sintesi proteica. Fasi di inizio, allungamento e termine della traduzione. Meccanismi di regolazione traduzionale.
8. Folding e degradazione delle proteine: Chaperones molecolari, processo di ubiquitinazione.
9. Il reticolo endoplasmico liscio e rugoso (RER e REL): struttura, composizione chimica e funzione. L'ipotesi del segnale: caratteristiche dei segnali. Inserimento cotraduzionale e posttraduzionale. Segnali di arresto, peptidasi del segnale, proteine monopasso e multipasso. Segnali postinserzionali e ulteriori destinazioni delle proteine sintetizzate nel RE. Il dolicolo e la N-glicosilazione delle proteine sintetizzate nel RER. Il REL e la sintesi dei lipidi di membrana, degli ormoni steroidei e degli acidi biliari. Smistamento delle proteine di secrezione e di membrana dal RE al complesso del Golgi.
10. Il complesso del Golgi: struttura e composizione chimica delle membrane del complesso del Golgi. Organizzazione sequenziale delle cisterne e vescicole di smistamento. Oglicosilazione delle proteine di secrezione e di membrana, rielaborazione delle catene oligosaccaridiche legate all' N destinate ai lisosomi.
11. I lisosomi e la digestione intracellulare: struttura , composizione chimica. Tipi di percorso dei materiali da digerire nei lisosomi. Vie di sintesi e smistamento ai lisosomi delle proteine enzimatiche (il segnale del mannosio 6 fosfato ed il suo recettore).
12. Smistamento e maturazione delle proteine secretorie e di membrana. Secrezione proteica regolata e secrezione costitutiva.
13. I perossisomi e le reazioni ossidative: Perossisomi, struttura e distribuzione, composizione chimica e permeabilita delle membrane, contenuto enzimatico della matrice e ossidazioni del substrato. Segnali che dirigono le proteine ai perossisomi. Biogenesi.
14. Mitocondri: struttura e funzione. Origine endosimbiontica. Forma, struttura e distribuzione dei mitocondri nelle cellule. Organizzazione molecolare delle membrane esterna ed interna, della matrice mitocondriale. Il sistema genetico dei mitocondri: il DNA circolare e organizzazione dei geni e dei genoma. Trasporto delle proteine codificate dal DNA nucleare. I segnali che indirizzano le proteine ai corretti compartimenti mitocondriali. Elementi di Bioenergetica: ciclo di Krebs, catena di trasporto degli elettroni mitocondriale, fosforilazione ossidativa.
15. Organizzazione del citoscheletro: microfilamenti, filamenti intermedi e microtubuli. Movimento intracellulare basato sui microtubuli: chinesina e dineina. Motilità basata sui microtubuli. Movimento basato sull’actina: le miosine. Movimento muscolare basato sui filamenti. L’actina e il controllo della motilità nelle cellule non muscolari.
16. Il ciclo cellulare e sua regolazione: Le fasi del ciclo cellulare (interfase e mitosi) e i loro rapporti causali. Gli eventi critici dei ciclo cellulare e durata delle fasi del ciclo cellulare. Fattori che promuovono il passaggio dalla fase GI alla S, G2 e M. Geni che regolano il ciclo cellulare. La divisione cellulare ed i suoi stadi: eventi della profase, condensazione cromosomica. I cinetocori, struttura del DNA nella regione centromerica, i telomeri. Formazione del fuso, microtubuli del cinetocore e microtubuli interpolari. La disgregazione dell'involucro nucleare e del nucleolo. Eventi della metafase. Eventi dell’ anafase, le componenti e i meccanismi del movimento anafasico. Anafase A e B e modelli di movimento anafasico. Regolazione del movimento anafasico. Eventi della telofase e citocinesi.
17. Meiosi: Significato biologico della meiosi. Fasi della meiosi.
18. Meccanismi di morte cellulare: Necrosi, apoptosi e regolazione dell’apoptosi
19. Meccanismi di morte cellulare: Necrosi, apoptosi e regolazione dell’apoptosi

TESSUTI

Metodi di studio: Basi di microscopia ottica. Indicare i principali metodi istologici per lo studio di cellule e tessuti; illustrare i principi su cui si basano i metodi istochimici

Materia vivente: Identificare le strutture delle cellule dei mammiferi; concetto di tessuto, organo ed apparato. Illustrare i meccanismi che connotano le interazioni morfofunzionali nucleocitoplasmatiche, cellula-cellula, cellula-matrice.

Tessuti epiteliali. Descrivere le caratteristiche del rivestimento epiteliale del corpo. Riconoscere e classificare gli epiteli di rivestimento e illustrare le specializzazioni citologiche degli epiteli: polarità cellulare, citoscheletro, specializzazioni di membrana; istogenesi, organizzazione istologica, classificazione; riferimenti esemplificativi del rapporto struttura-funzione (epidermide, epitelio intestinale, epitelio ciliato, endoteli). Classificare le ghiandole esocrine e le ghiandole endocrine e descriverne le caratteristiche morfofunzionali che ne consentono il riconoscimento; riferimenti alle principali ghiandole esocrine ed endocrine.

Tessuti connettivi. Istogenesi, mesenchima. Descrivere le caratteristiche morfo-funzionali del tessuto connettivo propriamente detto, della matrice extracellulare, del liquido interstiziale, delle cellule del connettivo e del tessuto adiposo; spiegare i meccanismi di regolazione di quest'ultimo.

Sangue e linfa. Riconoscere e classificare le cellule del sangue: eritrociti, granulociti, linfociti, monociti, piastrine. Cenni sulla composizione del plasma sanguigno. Determinazione dei principali valori ematici. Descrivere lo sviluppo e riconoscere le cellule emopoietiche, le cellule linfoidi e del sistema immunitario.

Tessuto cartilagineo. Istogenesi, organizzazione istologica e rapporti morfo-funzionali. I vari tipi di cartilagine. Il pericondrio. Meccanismi di nutrizione e di accrescimento della cartilagine.

Tessuto osseo. Organizzazione istologica del tessuto osseo compatto e spugnoso. Il periostio. I vari tipi di ossificazione. Meccanismi di accrescimento e rimodellamento dell’osso. Funzioni del tessuto osseo.

Denti e cavità orale.

Tessuti muscolari. Istogenesi, organizzazione istologica e rapporti morfo-funzionali del tessuto muscolare striato scheletrico, striato cardiaco e liscio. Il muscolo scheletrico come organo endocrino.

Tessuto nervoso. Istogenesi ed organizzazione generale e rapporti morfo-funzionali. Tipi di neurone e loro morfologia. La nevroglia. La sinapsi. La fibra nervosa; struttura generale dei nervi.  

 

LO SVILUPPO PRENATALE

Metodi di studio dell’embriologia sperimentale.

Morfogenesi e processi molecolari. Illustrare i principi generali che regolano il differenziamento e l'istogenesi

Gametogenesi. L’organizzazione strutturale delle gonadi: illustrare le funzioni del testicolo, la spermatogenesi ed i relativi meccanismi di controllo ormonale; illustrare le funzioni dell'ovaio, dell'ovogenesi. Descrivere le fasi della follicologenesi, ovulazione, ciclo ovarico, ciclo uterino ed i relativi meccanismi di controllo ormonale.

La fecondazione. Aspetti strutturali e correlazioni morfo-funzionali.

Lo sviluppo iniziale. Segmentazione dello zigote, formazione della morula e sue caratteristiche, formazione della blastocisti, impianto. Illustrare i fenomeni che regolano lo sviluppo del disco embrionale trilaminare. Proprietà delle cellule staminali embrionali. Descrizione dello sviluppo embrionale delle prime quattro settimane. Cenni di organogenesi.

Formazione degli annessi embrionali.

Stima dell’impegno orario richiesto per lo studio individuale del programma

L’impegno orario richiesto per lo studio del programma è stimato in 250
ore totali (52 ore di lezioni frontali di Istologia-Embriologia, 78 ore di lezioni frontali di Biologia ed il resto attività di studio individuale).

Risorse per l'apprendimento

Testi consigliati:
Biologia: Biologia Molecolare della cellula, Bruce Alberts, Zanichelli; altro materiale
didattico: articoli scientifici indicati dal docente
Istologia: Istologia di V. Monesi; VII Edizione, 2020. Piccin Editore oppure Istologia: Istologia
Testo e Atlante. Seconda o Terza edizione italiana. Michael H. Ross Wojciech Pawlina. Casa
Editrice Ambrosiana. Distribuzione esclusiva Zanichelli
Embriologia: Embriologia Umana III Edizione, 2020; De Felici et al. Piccin editore Atlante di
Istologia con correlazioni funzionali e cliniche di Cui. Piccin Editore

Attività di supporto

Attività tutoriale di supporto alla didattica via webinar

Modalità di frequenza

Le modalità sono indicate dal Regolamento didattico d’Ateneo.

 

Le modalità di rilevazione della presenza avverranno tramite la registrazione dello studente alle singole lezioni mediante badge personale.

Modalità di accertamento

Le modalità sono indicate dal Regolamento didattico d’Ateneo.

 

Modalità di accertamento

Le modalità generali sono indicate nel regolamento didattico di Ateneo all’art.22 consultabile al link http://www.unicz.it/pdf/regolamento_didattico_ateneo_dr681.pdf

 

L’esame finale sarà svolto in forma scritta, secondo la formulazione quiz a risposta multipla. In caso di esito positivo (minimo 18/30), lo studente potrà migliorare il voto mediante colloquio orale.

 

I criteri sulla base dei quali sarà giudicato lo studente sono:

 

	Conoscenza e comprensione argomento	Capacità di analisi e sintesi	Utilizzo di referenze
Non idoneo	Importanti carenze. Significative inaccuratezze	Irrilevanti. Frequenti generalizzazioni. Incapacità di sintesi	Completamente inappropriato
18-20	A livello soglia. Imperfezionievidenti	Capacità appena sufficienti	Appena appropriato
21-23	Conoscenza routinaria	E’ in grado di analisi e sintesi corrette. Argomenta in modo logico e coerente	Utilizza le referenze standard
24-26	Conoscenza buona	Ha capacità di a. e s. buone gli argomenti sono espressi coerentemente	Utilizza le referenze standard
27-29	Conoscenza più che buona	Ha notevoli capacità di a. e s.	Ha approfondito gli argomenti
30-30L	Conoscenza ottima	Ha notevoli capacità di a. e s.	Importanti approfondimenti

 

 

 

APPENDICE

CORSO DI BIOLOGIA ED ISTOLOGIA

CFU: 10

Didattica Frontale Ore: 130

Capacità richieste al futuro laureato che si intendono fornire

 

RISULTATI ATTESI

1. A) Conoscenza e capacità di comprensione

ATTIVITA	ORE LEZIONE	ORE STUD INDIV.
A1) Acquisizione delle conoscenze dei meccanismi di base di funzionamento delle cellule eucariotiche, che includono i meccanismi trasporto dei soluti attraverso le membrane, i meccanismi di espressione genica, lo smistamento delle proteine verso i differenti compartimenti cellulari. Acquisizione delle conoscenze circa l’organizzazione morfo-funzionale dei vari tipi di cellule, delle strutture subcellulari, e le loro relative funzioni, e delle componenti extra cellulari costituenti i tessuti umani.	68	58
A2) Capacità di leggere e comprendere criticamente il testo di un articolo scientifico pertinente alla Biologia Cellulare ed all’Istologia.	10	10
A3) Acquisizione delle conoscenze delle basi di microscopia ottica, preparazione di una sezione istologica e colorazioni. Acquisizione delle conoscenze di morfologia e funzione dei principali tessuti di un organismo umano	28	21
A4) Acquisizione delle conoscenze dei processi differenziativi durante lo sviluppo embrionale umano. Capacità di comprendere alcuni processi di organogenesi	24	21
TOTALE	52	110

 

 

1. C) Autonomia di giudizio

C1) Essere in grado di valutare: essere in grado di valutare dall’analisi morfologica cellulare e del tipo di colorazione del tessuto, il tipo di tessuto in oggetto; essere in grado di valutare criticamente i risultati delle ricerche scientifiche applicati al settore pubblicate sulle riviste scientifiche internazionali

 

L’acquisizione delle capacità di autovalutazione sarà promossa stimolando la partecipazione attiva degli studenti alla discussione durante le lezioni e l'esame orale.

 

1. D) Abilità comunicative

D1) Capacità di descrivere e commentare le conoscenze acquisite, adeguando le forme comunicative agli interlocutori.		2
D2) Capacità di comunicare i concetti acquisiti in modo chiaro e organico.		2
TOTALE		4

 

 

1. E) Capacità d’apprendimento

E1) Capacità di aggiornamento attraverso la consultazione delle pubblicazioni scientifiche del settore, e delle risorse telematiche a loro disposizione.		2
E2) Capacità di valutare criticamente i risultati delle ricerche scientifiche applicati al settore		2
E3) Capacità di proseguire compiutamente gli studi, utilizzando le conoscenze di base acquisite nel corso, particolarmente utili nello studio dei seguenti insegnamenti		2
TOTALE		6

 

COERENZA TRA CFU e CARICO DIDATTICO:

Ore disponibili totali (CFU x 25) = 250

Articolate in

ore didattica frontale = 130

ore studio individuale = 120

ore tirocinio/laboratorio/attività integrative = 0