- Oggetto:
- Oggetto:
Biologia e Biologia molecolare
- Oggetto:
Applied Biology and Molecular Biology
- Oggetto:
Anno accademico 2020/2021
- Codice dell'attività didattica
- SCH0766
- Docenti
- Prof. Adriano Ceccarelli (Docente Responsabile del Corso Integrato)
Prof.ssa Daniela Taverna (Docente Titolare dell'insegnamento) - Corso di studi
- [f007-c502] laurea a ciclo unico in odontoiatria e protesi dentaria - a torino
- Anno
- 1° anno
- Tipologia
- Di base
- Crediti/Valenza
- 14
- SSD dell'attività didattica
- BIO/11 - biologia molecolare
BIO/13 - biologia applicata - Modalità di erogazione
- Mista
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia d'esame
- Scritto ed Orale
- Prerequisiti
-
Sono necessarie conoscenza delle nozioni basilari sulla struttura della cellula e delle principali macromolecole di interesse biologico e le nozioni di base di chimica generale, inorganica, organica e biochimica
Knowledge of basic cell structure and of macromolecules of biological interest and essential knowledge in basic, inorganic and organic chemistry as well as biochemistry are required - Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Lo scopo del corso è quello di fornire allo studente la consapevolezza che le caratteristiche di un metazoo derivano dalla combinazione delle caratteristiche e delle funzioni delle singole cellule che lo compongono, e che qualsiasi patologia a carico di organi o distretti è riconducibile al malfunzionamento di gruppi di cellule che ne fanno parte. A tal fine lo studente dovrà acquisire nozioni riguardanti struttura e funzione della cellula nel suo insieme così come dei suoi componenti, e delle principali tecnologie molecolari, comprendendo altresì come queste nozioni siano utilizzate nella clinica.
The aim of the course is let develop the awareness that metazoan organisms derive their fetures form the combination of the features of the cells that constitute them, and that every pathological state can be reconducted to a defect in the cell functions. The students will also elaborate fundamental concepts about structure, functioning and regulation of prokaryotic and eukaryotic genes (in detail). Have a theoretical knowledge of the basic molecular technologies and gene manipulation and understand their use in the clinic
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
conoscenza e capacità di comprensione
Lo studente, al termine del corso, dovrà dimostrare conoscenze e capacità di comprensione del concetto di vita come capacità di sfruttare il flusso spontaneo di energia per costruire strutture ordinate ed organizzate capaci di riprodursi e di interagire fra loro, della organizzazione strutturale e funzionale di cellule procariotiche ed eucariotiche e del funzionamento dei principali distretti cellulari e loro interazioni funzionali.
Egli dovrà altresì dimostrare di conoscere i principali meccanismi molecolari responsabili dell'organizzazione e dell'espressione dei geni e principi di funzionamento della tecnologia del DNA ricombinante e le basi molecolari dei principali meccanismi cellulari che mediano sia la morfogenesi in generale sia in particolare la formazione delle strutture del cavo orale e dell'apparato dentale.
conoscenza e capacità di comprensione applicate
Lo studente, al termine del corso, avrà acquisito la capacità di utilizzare le nozioni apprese per valutare la rilevanza del ruolo di ciascuno dei componenti cellulari e dei meccanismi ad esso legati nella genesi di caratteristiche fenotipiche normali e non normali (patologiche)
autonomia di giudizio
Lo studente, al termine del corso, avrà sviluppato mediante esercizi di riflessione critica sui contenuti e sul proprio apprendimento la capacità integrare le conoscenze e gestire la complessità degli argomenti inclusa la riflessione sulle responsabilità sociali ed etiche della applicazione delle proprie conoscenze e giudizi
abilità comunicative
Lo studente, al termine del corso, avrà sviluppato la capacità di comunicare in modo chiaro le proprie conclusioni ed esperienze scientifiche e la ratio ad esse sottesa
capacità di apprendere
Lo studente, al termine del corso, avrà sviluppato capacità di identificazione corretta dei fabbisogni di aggiornamento delle proprie compentenze e delle fonti appropriate di informazioni ad essi necessarie in modo da garantire una figura professionale collocata sempre all’avanguardia rispetto a sviluppo scientifico e tecnologico.
Knowledge and understanding
Students will understand the concept of life as the ability of exploiting the spontaneous energy flow for building of ordered and organized complex structures capable of regenerating and replicating, and will acquire the knowledge of the importance of structural and functional organization of the prokaryotic and eukaryotic cells and of the function and interactions of the principal cell compartments. The sudents will know and explain the molecular mechanisms responsible for the control of gene expression and principles of recombinant DNA technology as well as the molecular basis of the principal cell mechanisms mediating morphogenesis in general terms as well as the structured of the oral cavity and of the dental apparatus
Applying knowledge and understanding
Students will be able to apply the notions learned in the course to analyse and classify the cellular component and mechanisms based on their role in the generation of phenotypic normal and pathological characters.
Making judgements
Students will be able by critically reflecting on both content and their own learning process to integrate knowledge of different types and manage the complexity of the various aspects of cell biology, including the awareness of the social and ethical implications of their competences and judgement.
Communication skills
At the end of the course the students will be able to communicate in a clear and professionally sound way the conclusions of their scientific experiences and the underlying rationale
Learning skills
Students will be able to correctly identify the needs in the updating process of their competences, as well as the appropriate sources of information, in order to be permanently a the leading edge of both scientific and technological development
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
L’insegnamento si articola nei moduli di Biologia Applicata e Biologia Molecolare divisi in 7 unità didattiche (5+2)
Il corso è di tipo blended: Il modulo di Biologia Applicata è somministrato in modalità flipped e quello di Biologia Molecolare in modalità tradizionaleBiologia Applicata (BA)
Il modulo (9 cfu) è somministrato in modalità flipped. Le 5 unità didattiche sono strutturate e rese disponibili online (piattaforma Moodle) in modo da mettere a contatto gli studenti con le informazioni ed i concetti del corso in modo individuale. Alle attività individuali seguono attività in presenza del docente (2 incontri di 2 ore per unità) in cui vengono affrontati e raggiunti gli obbiettivi di apprendimento più complessi
Biologia Molecolare
Il modulo BM prevede 5 CFU che coincidono con 50 ore di lezioni frontali in cui vengono discussi gli argomenti usando presentazioni PPT e video e discutendo intensamente (domande e risposte) con gli studenti.
The course is comprised of Biologia Applicata and Biologia Molecolare modules distributed into 7 didactic units.The course is a blended type course: Biologia applicate is administered as a flipped course Biologia Molecolare is administered as a traditional course
Biologia Applicata (BA)
The AB module (9 cfu) is administered as flipped classroom. The 5 units relevant to BA are designed and made available online through the Moodle platform. Students will get in touch with the teaching material ina pre-class individual phase and will then meet periodically in-class (2 x 2hrs sessions) with the teacher to achieve the more complex learning objectives and outcomes
Biologia Molecolare
The BM module includes 5 CFUs which coincide with 50 hours of lectures in which the topics are discussed using PPT and video presentations and intensive discussion (questions and answers) with the students.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
Biologia Applicata
Durante ciacuna unità sono disponibili test formativi volti alla autoverifica dell'apprendimento. Alla fine di ogni unità viene somministrato un test valutativo che costituirà una parte del voto finale, rappresentato dalla somma dei voti di ciascuna unità.
Biologia Molecolare
Esame finale con prova scritta: domande aperte di base e risolutive (30) e a risposta multipla (5-10).
Prova orale: breve e riassuntiva dello scritto
Biologia Applicata
In each Unit formative test will be available for the self-assessment of Learning Outcomes achievement. At the end of each unit a summative test will be carried out that will contribute to the finale score used to calculate the final grades with the Molecular Biology marks.
Biologia Molecolare
Final exam as written test with basic and resolutive questions (30) and multiple choice questions (5-10). Oral exam: short; a summary of the written test.
- Oggetto:
Attività di supporto
BIologia Applicata
materiale didattici e testinterattivi e videolezioni interattive registrate dal docente e videoclips disponibili sulla piattaforma Moodle
Biologia Molecolare
Esercizi da risolvere individualmente (problem solving) da consegnare a date stabilite.
Biologia Applicata
Teaching materials in the form of interactive videos, interactive quizzes, text videolectures recorded by the teacher and videoclips available on the Moodle platform
Biologia Molecolare
Exercises to solve individually (problem solving) to be given in at fixed and planned dates.
- Oggetto:
Programma
Biologia applicata.
La cellula
- La cellula come unità
- Proprietà fondamentali delle cellule
- Architettura cellulare
Cenni di struttura delle biomolecole
- generalità
- lipidi
- polisaccaridi
- proteine
- acidi nucleici
Le reazioni chimiche della cellula
- accoppiamento delle reazioni eso- ed endoergoniche
- catalisi, energia di attivazione
- gli enzimi, meccanismi di catalisi enzimatica
Il movimento di soluti attraverso alle membrane
- aspetti generali
- classificazione dei tipi di trasporto
- canali ionici e permeasi
- i trasportatori attivi ed i cotrasportatori
- il trasporto di macromolecole
L'energia nella cellula
- la conversione di energia
- la sintesi di ATP
- rapporti fra struttura e funzione dei mitocondri
Il traffico intracellulare
- Secrezione di proteine in procarioti
- Smistamento di proteine neosintetizzate in eucarioti
Il citoscheletro e la motilità
- microtubuli
- filamenti intermedi
- microfilamenti
- contrazione muscolare
La proliferazione cellulare
- il ciclo cellulare
- controllo del ciclo cellulare
- la mitosi
- la meiosi
La trasduzione del segnale
- introduzione
- recettori multipasso
- recettori citoplasmatici e nucleari
- recettori tirosino chinasici
L'adesione cellulare
- generalità
- interazioni cellula-cellula
- principali tipi di proteine di adesione
- modalità particolari di adesione fra cellule
- interazioni cellula matrice
- caratteristiche della matrice extracellulare
- interazioni fra cellule e proteine della matrice
Biologia Molecolare
Strutture del DNA, RNA e proteine e loro interazioni molecolari
-Meccanismo di replicazione del DNA
-Meccanismo di trascrizione
-Maturazione dell’RNA (mRNA, rRNA e ) tRNA.
-Meccanismo della sintesi delle proteine o Traduzione
-La tecnologia del DNA ricombinante
- enzimi di restrizione
- clonaggio dei geni
- sistemi di ibridazione diretta e inversa, ibridazione in situ
- sequenziamento del DNA con il metodo di Sanger
- la PCR e le sue applicazioni
- analisi dell’espressione genica
- i polimorfismi del DNA (di singolo nucleotide, sequenze ripetute) e i metodi per evidenziarli (DNA fingerprint)
- uso di tecniche diagnostiche
-Concetti e implicazioni del controllo dell’espressione genica
- La cromatina e il controllo dell’espressione genica negli eucarioti
- Gli attivatori e i repressori trascrizionali
- Coattivatori e corepressori trascrizionali
- Le modificazioni epigenetiche: modificazioni covalenti degli istoni
- Le modificazioni epigenetiche: la metilazione del DNA
- Modificazioni epigenetiche e sviluppo o “reprogramming”
- La metilazione del DNA e l’imprinting
- Epigenetica e ambiente
- Mutazioni/modificazioni epigenetiche e patologie ereditarie o acquisite
-Il controllo post-trascrizionale
- Meccanismi che determinano la produzione di varianti alternative a partire dalle stesse unità trascrizionali
- Regolazione spaziale della traduzione
- L’interferenza dell’RNA e i microRNA: funzioni fisiologiche e patologiche
-Applicazioni della tecnologia del DNA ricombinante:
- I progetti genoma e loro possibili applicazioni in medicina
- Metodiche per la definizione e l’annotazione delle sequenze genomiche
- I profili di espressione genica nella caratterizzazione molecolare delle patologie
- Produzione e uso di proteine ricombinanti come farmaci
- Concetti di Terapia Genica
Cell biology.
The cell
- The cell theory. The cell as fundamental unito of all living organisms
- Properties and features of eukaryotic andprokaryotic cells
- Cell internal architecture
Introduction to the structure of most important biomolecules
- Lipids
- proteins
- nucleic acids
- polysaccarides
The cell as a chemical factory
- endo- and exoergonic coupling of chemical reactions
- Activation energy and catalysis
- Mechanisms of enzymatic catalysis
Movement of solutes across cell membrane
- general aspects
- Classificiation of the main types of transport
- Ion channels and permeases
- Active (enzymatic) transporters and co-transporters
- Movement of macromolecules
How the cell converts and stores energy
- Energy conversion
- ATP synthesis
- Structure/function relationship in mitochondria
The cytoskeleton
- microtubules: structure, mechanisms of assembly and disassembly
- intermediate filaments
- actin microfilaments: structure, mechanisms of assembly and disassembly. Actin regulatory proteins
Cell proliferation
- The cell cycle and its control
- mitosis
- meiosis
- introduction to mendelian and population genetics
SIgnal transduction
- introduction
- intracellular receptors
- G_protein coupled receptors
- tyrosin kinase receptors
- conveying the signal from internal side of the cell membrane to final targets
Cell adhesion
- introduction
- cell-to-cell interactions
- adhesion proteins and specialised structures for cell-to-cell adhesion
- cell-to-matrix interactions
- the extracellular matrix and its interactions with cells
Molecular Biology
- DNA, RNA and protein structures and their molecular interactions
- DNA replication mechanism
- Transcription mechanism
- RNA processing (mRNA, rRNA and tRNA).
-Protein syntehsis
-Recombinant DNA technology
- • restriction enzyme
- • gene cloning
- • direct and inverse hybridization systems, in situ hybridization
- • DNA sequencing by the Sanger method
- • PCR and its applications on DNA and RNA
- • analysis of gene expression
- • DNA polymorphisms (single nucleotide, repeated sequences) and methods to highlight them (DNA fingerprint)• use of diagnostic techniques
- Concepts and implications of the control of gene expression
- • Chromatin and the control of gene expression in eukaryotes
- • Transcriptional activators and repressors
- • Transcriptional coactivators and corepressors
- • Epigenetic modifications: covalent modifications of histones
- • Epigenetic modifications: DNA methylation
- • Epigenetic modifications and development or reprogramming
- • DNA methylation and imprinting
- • Epigenetics and the environment
- • Epigenetic mutations / modifications and hereditary or acquired pathologies
- Post-transcriptional control• Mechanisms that determine the production of alternative variants starting from one transcriptional unit
- • Spatial translation regulation
•RNA interference and microRNAs: physiological and pathological functions
-Applications of recombinant DNA technology:
- • Genome projects and their possible applications in medicine
- • Methods for defining and annotating genomic sequences
- • Gene expression profiles in the molecular characterization of pathologies
- • Production and use of recombinant proteins as drugs• Gene Therapy Concepts
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
ALBERTS Bruce , BRAY Dennis , HOPKIN Karen , JOHNSON Alexander , LEWIS Julian, RAFF Martin , ROBERTS Keith , WALTER Peter
BIOLOGIA MOLECOLARE DELLA CELLULA
Ed. 2013 Zanichelli
ALBERTS Bruce , BRAY Dennis , HOPKIN Karen , JOHNSON Alexander , LEWIS Julian, RAFF Martin , ROBERTS Keith , WALTER Peter
L'ESSENZIALE DI BIOLOGIA MOLECOLARE DELLA CELLULA
Ed Zanichelli 2015
Becker
IL MONDO DELLA CELLULA
Pearson Ed. 8 Edizione 2012
Fundamental Molecular Biology, 2nd Ed, LA Allison, Wiley
-Fondamenti di Biologia Molecolare, 1st Ed , LA Allison, Zanichelli
- Oggetto:
Moduli didattici
- BIOLOGIA (SCH0766A)
- BIOLOGIA MOLECOLARE (SCH0766B)
- Oggetto:
