Scuola di Medicina e Chirurgia

Obiettivi del Corso e Risultati di apprendimento attesi

L’insegnamento segue un percorso formativo al termine del quale lo studente saprà comprendere:

1. l'organizzazione dei viventi a livello delle macromolecole biologiche e cellulare;
2. le proprietà delle macromolecole biologiche, e delle cellule;

3. le loro capacità riproduttive e replicative;

4. come il flusso dell'informazione genetica passa dal DNA all' RNA e alle proteine;

5. come l'informazione genetica viene ereditata nelle generazioni, le modalità di espressione genica e proteica

6. la struttura, organizzazione e funzione della cellula procariotica ed eucariotica e dei loro organelli;

6. la struttura e le funzioni del citoscheletro

7.  l’interazione tra la cellula e il microambiente cellulare

8. i meccanismi di divisione e morte cellulare 

Inoltre, gli obiettivi del corso e i risultati attesi sono: 

•        Permettere allo studente di familiarizzare con la morfologia microscopica dei tessuti del corpo umano

•        Permettere allo studente di familiarizzare con l’istofisiologia dei tessuti.

•        Permettere allo studente di comprendere il rapporto tra aspetti morfologici e molecolari dell’attività cellulare

•        Permettere allo studente di familiarizzare con i meccanismi molecolari e morfologici dell’istogenesi, dell’embriogenesi e dell’organogenesi

•        Lo studente dovrà essere in grado di acquisire, in base all’insegnamento e allo studio individuale, le conoscenze necessarie per lo studio di discipline come l’anatomia umana, la fisiologia e la patologia.

•        Lo studente dovrà essere in grado di comprendere la relazione tra formazione dei tessuti, morfologia dei tessuti e degli organi e loro funzionamento in condizioni normali e patologiche.

Programma

Biologia

 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).

8. 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.

9. Folding e degradazione delle proteine: Chaperones molecolari, processo di ubiquitinazione.

10. 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.

11. 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.

12. 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).

13. Smistamento e maturazione delle proteine secretorie e di membrana. Secrezione proteica regolata e secrezione costitutiva.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. Meiosi: Significato biologico della meiosi. Fasi della meiosi.

19. Meccanismi di morte cellulare: Necrosi, apoptosi e regolazione dell’apoptosi

 

Istologia 

Generalità

Metodi istologici per lo studio di cellule e tessuti. Unità di misura in citologia e istologia. Fissazione, inclusione, microtomia e colorazione. Microscopia ottica ed elettronica. Principi di istochimica e di immunoistochimica. 

Embriologia

Fasi del ciclo vitale. Gametogenesi. Sviluppo e struttura delle gonadi. Spermatogenesi. Ovogenesi. Fecondazione. Segmentazione. Gastrulazione, Neurulazione, sviluppo e derivati delle Creste Neurali. Transizione epitelio-mesenchimale. Foglietti embrionali e derivati. Sviluppo generale del feto.

Organogenesi del cuore, del sistema nervoso centrale e dell’apparato escretore. Generalità sull’organogenesi degli altri organi e apparati.

Gli archi branchiali e i loro derivati. Annessi Embrionali. Regolazione molecolare dello sviluppo e del differenziamento.

 

Istologia

Concetto di tessuto e istogenesi dei tessuti.  Cellule staminali e problematiche applicative attuali ad esse legate. Tessuto epiteliale: classificazione degli epiteli, epiteli di rivestimento, ghiandole esocrine, ghiandole endocrine, modalità di secrezione. Sistema neuroendocrino diffuso. Istofisiologia delle ghiandole e meccanismi d’azione ormone-recettore. Tessuti connettivi: classificazione, componenti cellulari e matrici extracellulari. Tessuto cartilagineo. Tessuto osseo.

Molecole di adesione: interazione cellula-cellula e cellula matrice. Sangue. Sistema immunitario e organi linfoidi. Emopoiesi. Tessuto muscolare. Tessuto nervoso.

Risorse per l'apprendimento

Libri di testo: Biologia Molecolare della cellula, Bruce Alberts, Zanichelli

Libri di testo: Qualsiasi manuale universitario di istologia e di embriologia, edito da non più di cinque anni. Slides delle lezioni.

Attività di supporto

Incontri col docente e con cultori della materia, su richiesta degli stessi studenti, a supporto dell’attività didattica, al di fuori degli orari di lezione.

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 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