BIOLOGY AND GENETICS II

Obiettivi formativi

Scopo del corso è dare agli studenti gli strumenti per capire struttura e funzione dei principali componenti della cellula. Conoscere le basi molecolari delle funzioni cellulari. Essere consapevoli di come le alterazioni delle funzioni cellulari possano essere premessa per stati patologici. Gli studenti impareranno il flusso dell’informazione genetica da DNA a RNA a Proteine e come le caratteristiche genetiche vengono trasmesse da una generazione all’altra. Gli studenti apprenderanno inoltre i principi della moderna scienza genomica e le sue principali applicazioni, incluse le metodologie utilizzate per l’identificazione dei geni responsabili di malattie Mendeliane e complesse. Saper fare l’impostazione di un problema medico in termini biologici e genetici. BIO/13 Obiettivi del modulo Alla fine del corso lo studente dovrebbe: • Descrivere composizione e funzione della membrana plasmatica. • Capire che cosa limita le dimensioni delle cellule. • Descrivere struttura e funzioni delle proteine di membrana • Capire l’importanza della permeabilità selettiva nei sistemi biologici • Conoscere le differenze fra diffusione, diffusione facilitata, osmosi, trasporto attivo. • Capire la rilevanza del cotrasporto (sinporto e antiporto). • Spiegare e fornire esempi per i processi di endocitosi, fagocitosi, pinocitosi, endocitosi mediata da recettore e esocitosi. • Descrivere e confrontare struttura e funzione del reticolo endoplasmatico liscio e rugoso e dell’apparato del Golgi. • Spiegare meccanismi e funzione del traffico di vescicole tra reticolo endoplasmatico, apparato del Golgi e membrana plasmatica. • Identificare i tre principali componenti del citoscheletro: spiegarne l’assemblaggio dinamico e le funzioni. • Capire l’importanza dell’ATP nelle reazioni del metabolismo cellulare. • Descrivere i due principali processi cellulari che generano ATP e indicare quale è il più efficiente. • Descrivere il nucleo ed i suoi componenti e spiegare il suo ruolo nella regolazione delle funzioni cellulari. • Descrivere la composizione molecolare dei cromosomi eucariotici. • Capire le differenze fra eucromatina ed eterocromatina. • Conoscere cosa sono i recettori, dove si trovano e che funzione svolgono nelle cellule. • Distinguere fra recettori intracellulari e recettori di membrana in termini di ligando. • Conoscere le principali vie di trasduzione del segnale. • Capire il ruolo dei secondi messaggeri quali cAMP e calcio nelle vie di trasduzione del segnale. • Spiegare l’amplificazione del segnale associata alla attivazione delle chinasi nelle cascate di fosforilazione. • Conoscere le cinque fasi del ciclo cellulare, descrivere le singole fasi ed i punti di controllo del ciclo. • Identificare le quattro fasi della mitosi e descrivere gli eventi che le caratterizzano. • Spiegare come le chinasi ciclina-dipendenti controllano la progressione del ciclo cellulare. • Indicare esempi di protooncogeni e geni soppressori tumorali e spiegare come mutazioni negli uni o negli altri possano indurre proliferazione incontrollata e cancro. • Descrivere il processo di apoptosi e spiegarne il ruolo nella fisiologia degli organismi pluricellulari. MED/03 Obiettivi del modulo: Alla fine del corso lo studente dovrebbe: • Descrivere il Progetto Genoma Umano e i successivi progetti internazionali quali HapMap e TCGA • Descrivere l’impiego dei microarray e del sequenziamento ad alta processività • Descrivere la diagnostica molecolare di malattie Mendeliane • Descrivere gli effetti delle mutazioni somatiche e la genetica oncologica • Descrivere gli approcci principali che permettono di mappare i loci delle malattie Mendeliane • Conoscere i concetti principali di genetica di popolazione come l’equilibrio di Hardy-Weinberg • Conoscere l’effetto della consanguineità sul rischio di malattie ereditarie • Conoscere le caratteristiche che definiscono le malattie genetiche complesse • Conoscere gli approcci di epidemiologia genetica che permettono di stabilire la presenza di fattori genetici di suscettibilità in malattie complesse • Descrivere i principi alla base degli studi di associazione genome-wide (GWAS) e i principali risultati ottenuti nello studio delle malattie complesse.

Canale 1
MARCELLA DEVOTO Scheda docente
LUCIA STEFANINI Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
Programma del modulo: L'organizzazione delle cellule. La membrana cellulare: struttura e funzione. Il modello a mosaico fluido Lipidi e fluidità Le proteine di membrana Trasporto di soluti attraverso la membrana. Il sistema di endomembrane: Il reticolo endoplasmatico liscio e rugoso Controllo qualità delle proteine L'apparato di Golgi, smistamento e glicosilazione delle proteine. Trasporto di vescicole: secrezione, endocitosi, fagocitosi, endocitosi mediata da recettore (Ipercolesterolemia familiare). I lisosomi. I perossisomi. Citoscheletro. Giunzioni tra cellule. Nucleo, membrana nucleare, traffico tra nucleo e citoplasma, nucleolo. Mitocondri e conversioni di energia nella cellula. Struttura e funzione del mitocondrio. Glicolisi Ciclo di Krebs, Il trasporto degli elettroni, ATP-sintetasi mitocondriale. Controllo delle attività cellulari. Trasduzione del segnale. Le molecole segnale ed i loro recettori. Recettori accoppiati a proteine G. Vie di segnalazione intracellulare. Effettori e secondi messaggeri. Recettori Tirosin-chinasi. Cascate di fosforilazione di proteine (MAP chinasi). Esempi relativi alle principali vie di trasduzione del segnale. Ciclo cellulare. Le fasi del ciclo cellulare, attività di sintesi. Controllo del ciclo cellulare: transizione G1/S e G2/M. Complessi ciclina/CDK. Mitosi Morte cellulare programmata. Alterazioni del ciclo cellulare. Ruolo dell'apoptosi nel controllo del ciclo cellulare e nel differenziamento. Caratteristiche generali e fenotipi delle cellule cancerose. Oncogeni e soppressori tumorali. Metastasi. Nuove strategie molecolari per la cura del cancro. Programma del modulo: Il progetto Genoma Umano e i suoi sviluppi ▪ Progetto HapMap ▪ Progetto 1000 Genomes ▪ The Cancer Genome Atlas (TCGA) Tecnologie ad alta processività e loro applicazioni ▪ Microarray ▪ Studi di associazione genome wide (GWAS) ▪ Principi di sequenziamento ad alta processività o next-generation sequencing (NGS) ▪ Sequenziamento del genoma umano - whole genome sequencing (WGS) ▪ Sequenziamento dell’esoma - whole exome sequencing (WES) ▪ Sequenziamento del trascrittoma - whole transcriptome (WT) Principi di genetica medica ▪ Sindromi e difetti cromosomici ▪ Mutazioni dinamiche e ritardo mentale ▪ Malattie ereditarie Mendeliane: emoglobinopatie, emofilia, fibrosi cistica, sordità, cardiomiopatie ▪ Genetica del cancro e mutazioni somatiche ▪ Diagnosi prenatale APP: costruzione e interpretazione di un albero genealogico
Prerequisiti
Prerequisiti: Conoscenze di biologia e chimica da scuola superiore.
Testi di riferimento
Libri di testo (consigliati): L’essenziale di biologia molecolare della cellula. Alberts et al. Quinta edizione. Zanichelli Libri di testo (consigliati): Bruce Korf and Mira Irons, Human Genetics and Genomics, Wiley-Blackwell (ultima edizione) Nussabaum, McInnes, Willard: Thomson & Thomson - Genetics in Medicine, Elsevier (ultima edizione)
Frequenza
obbligatoria
Modalità di esame
Modalità di valutazione: esonero scritto (quiz a scelta multipla) ed esame orale (facoltativo).
  • Anno accademico2025/2026
  • CorsoMedicine and surgery (abilitante all'esercizio della professione di Medico Chirurgo) - Medicina e chirurgia "F"
  • CurriculumCurriculum unico
  • Anno1º anno
  • Semestre2º semestre
  • SSDMED/03
  • CFU2