Syllabus Biotecnologie Mediche 2024/2025 (PDF)

SYLLABUS – aa 2024/25 CdLM Biotecnologie Mediche CHIMICA e BIOCHIMICA Metodi Biochimici di Laboratorio Elettroforesi Dosaggi Immunologici Chemiluminescenza Cromatografia, spettrometria di massa Trattamento dei campioni biologici Sieratura e centrifugazione I principi del...

SYLLABUS – aa 2024/25 CdLM Biotecnologie Mediche CHIMICA e BIOCHIMICA Metodi Biochimici di Laboratorio Elettroforesi Dosaggi Immunologici Chemiluminescenza Cromatografia, spettrometria di massa Trattamento dei campioni biologici Sieratura e centrifugazione I principi della centrifugazione Amminoacidi e Proteine: Classificazione degli Aminoacidi Struttura di base degli aminoacidi e livelli della struttura proteica Il Metabolismo degli amminoacidi Enzimi Natura degli enzimi (coenzimi, gruppi prostetici, cofattori) Classificazione degli enzimi Cinetica chimica ed enzimatica ed inibizione enzimatica Zuccheri Struttura di base e funzioni principali dei carboidrati Generalità su Monosaccaridi, Disaccaridi, Polisaccaridi Derivati di monosaccaridi e glicosidi Le glicoproteine Il metabolismo dei carboidrati Glicolisi Gluconeogenesi Sintesi del glicogeno Lipidi Struttura di base e funzioni principali dei lipidi I lipidi complessi Classificazione dei principali acidi grassi Il metabolismo dei lipidi Sintesi e metabolismo del colesterolo Generalità su sintesi e metabolismo dei lipidi Le lipoproteine Classificazione Principali caratteristiche chimico-fisiche e principali funzioni delle lipoproteine 1/6  SYLLABUS – aa 2024/25 CdLM Biotecnologie Mediche BIOLOGIA CELLULARE La cellula struttura ed organizzazione cellule eucariote e procariote i compartimenti cellulari. i lipidi come costituenti di barriere chimiche La membrana i fosfolipidi l'organizzazione a doppio strato o a micella la fluidita' del doppio strato fosfolipidico: ruolo dei grassi insaturi le proteine intrinseche e proteine estrinseche il citoscheletro sottomembrana come supporto meccanico al doppio strato lipidico I meccanismi di trasporto delle piccole molecole caratteristiche di permeabilita' del doppio strato lipidico proteine canale e proteine trasportatore: caratteristiche cinetiche dei due sistemi e modalità di funzionamento trasportatore del glucosio trasporto passivo e trasporto attivo pompa del sodio e potassio: modalità di funzionamento antiporto e sinporto l'apertura e chiusura dei canali e' regolata Mitocondri e la sintesi di ATP nozioni generali sul processo di glicolisi, ossidazione del piruvato e ciclo di Krebs sintesi chemio-osmotica di ATP origini evolutive del mitocondrio Reticolo endoplasmatico rugoso e apparato di Golgi sintesi delle proteine di membrana e di secrezione glicosilazione e maturazione delle proteine nel Golgi Traffico vescicolare: formazione di vescicole, movimento delle vescicole, riconoscimento del organello bersaglio Meccanismi di indirizzamento delle proteine nei compartimenti cellulari sequenze segnale e localizzazione delle proteine (entrata nel nucleo, nel reticolo endoplasmatico, nel mitocondrio I Recettori la membrana come interfaccia di comunicazione con l'esterno la comunicazione tra le cellule e' regolata da molecole che non possono attraversare la membrana: ormoni e neuro trasmettitori recettori: proteine intrinseche affacciate sul versante esterno e sul versante citoplasmatico; specificità dell'interazione recettore-ligando generazione di messaggi intracellulari: attivazione di processi di fosforilazione delle proteine chinasi e fosfatasi le chinasi le GTPasi monomeriche e trimeriche Recettori associati a proteine Gs e Gi e la via di segnalazione dell'AMPc e protein chinasi A. Recettori associati a proteine Gq e la via di segnalazione della PLC e il Ca+. i recettori tirosina chinasici e la via delle MAPK, della PI3K, della PLC. la via di segnalazione JAK/STAT 2/6  SYLLABUS – aa 2024/25 CdLM Biotecnologie Mediche la via di segnalazione attiavata dal TGF-b importanza dell'amplificazione del segnale intracellulare meccanismi di disattivazione: degradazione del ligando; internalizzazione del recettore gli ormoni steroidi possono attraversare la membrana: recettori citoplasmatici e nucleari Il citoscheletro microfilamenti contrattili di actina e miosina e il movimento cellulare filamenti intermedi microtubuli ed il movimento degli organelli la contrazione muscolare La matrice extracellulare e i recettori adesivi I collageni, laminine le fibronectine, i proteoglicani Ie proteine della matrice extracellulare stabiliscono interazioni multiple l'interazione matrice-cellula è mediata da recettori: le integrine struttura e funzione delle integrine e delle caderine specifici Il ciclo cellulare e la mitosi il ciclo cellulare G1, S, G2 ed M. ruolo delle cicline e delle cdk nella progressione del ciclo cellulare i check point del ciclo cellulare: check point di G1 (Rb/E2F), di G2 (p53) e check point mitotico (cdc20/APC). L'apoptosi Via intrinseca (p53 e il mitocondrio) Via estrinseca (i recettori di morte) Cancro Le caratteristiche delle cellule tumorali oncogeni ed oncosoppressori BIOLOGIA MOLECOLARE Analisi della struttura dei geni Ibridazione degli acidi nucleici Enzimi di restrizione Oligonucleotidi sintetici Polymerase Chain Reaction Produzione di sonde marcate Analisi del DNA mediante Southern blot Sequenziamento del DNA; sequenziamento genomico Polimorfismi del DNA Il clonaggio dei geni Vettori plasmidici e fagici, clonaggio di frammenti di DNA Costruzione e screening di library genomiche e di cDNA Il progetto Genoma Umano e gli altri progetti genoma 3/6  SYLLABUS – aa 2024/25 CdLM Biotecnologie Mediche Controllo dell'espressione genica Il controllo dell'espressione genica negli eucarioti e le modificazioni epigenetiche (attivatori e co- attivatori trascrizionali, repressori e co-repressori trascrizionali, acetilazione-deacetilazione degli istoni, codice istonico, posizionamento dei nucleosomi, metilazione del DNA) Il CTD della RNA Polimerasi II e la maturazione co-trascrizionale dell-mRNA Modificazioni epigenetiche, trascrizione aberrante e cancro L'interferenza dell'RNA e i microRNA: funzioni fisiologiche e patologiche / altri RNA non codificanti. Analisi dell'espressione genica Northern e western blotting Reverse-transcription- (RT)- PCR Real time PCR Ribonuclease protection assay Ibridizzazione in situ Microarrays Produzione di proteine ricombinanti Sistemi di espressione procariotici Espressione in lieviti Espressione in cellule di mammifero: vettori non virali e virali Animali e piante transgenici Sistemi di espressione eucariotici inducibili e reprimibili Concetti generali sugli organismi geneticamente modificati Metodi di mutagenesi Uso di vettori di espressione per il clonaggio funzionale dei geni Produzione e strategie screening di cDNA library di espressione in vettori fagici Il sistema del doppio ibrido in lievito Basi molecolari dell'evoluzione Approcci generali all'analisi della funzione genica Bioinformatica Allineamento di sequenze: classificazione, sistemi di scoring, algoritmi esatti ed euristici Ricostruzione di alberi filogenetici: alberi binari con e senza radice, metodi basati sulle distanze (UPGMA e neighbor joining), metodi basati sulla parsimonia Algoritmi di allineamento multiplo progressivo Positional Weight Matrices e analisi di siti di legame di fattori di trascrizione Analisi dell'espressione genica: class comparison Analisi dell'espressione genica: class discovery Ontologie e annotazione funzionale del genoma 4/6  SYLLABUS – aa 2024/25 CdLM Biotecnologie Mediche GENETICA Duplicazione del Dna Dimostrazione che il DNA è il materiale genetico - la sintesi dei nuovi filamenti: DNA polimerasi - meccanismi di controllo della fedeltà di copiatura del messaggio genetico - duplicazione delle estremità del filamento di DNA: i telomeri - le mutazioni: importanza nella patologia e nell'evoluzione Struttura dei cromosomi Organizzazione del genoma eucariote - eterocromatina ed eucromatina Analisi molecolare del gene Sequenze uniche e ripetute - struttura di un gene eucariote La trascrizione dell'RNA L'RNA polimerasi e la sintesi di un filamento singolo - le sequenze promotore definiscono il sito di attacco della RNA polimerasi - Maturazione degli mRNA eucarioti - Editing dell'RNA La sintesi delle proteine Il codice genetico - L'RNA di trasferimento - Il caricamento del tRNA con l'aminoacido: gli enzimi attivanti - I ribosomi: RNA e proteine - Differenze tra eucarioti e procarioti Le mutazioni Classificazione: genomiche, cromosomiche, geniche - I sistemi di riparazione del DNA Controllo dell'espressione genica Ruolo e struttura dei fattori trascrizionali - Concetto di differenziamento cellulare - L'operone del lattosio come esempio paradigmatico di regolazione genica - attenuazione Analisi mendeliana Mitosi e Meiosi - Leggi di Mendel: Segregazione e assortimento indipendente - Rapporto genotico-fenotipo: dominanza e recessività; penetranza ed espressività - rapporti mendeliani atipici - I caratteri legati ai cromosomi che determinano il sesso - I geni associati I caratteri quantitativi I sistemi multifattoriali Cenni di Genetica Umana Costruzione e analisi di alberi genealogici La ricombinazione Analisi genetica e molecolare - Il mappaggio dei geni Genetica di popolazioni La struttura genetica delle popolazioni - La legge di Hardy-Weinberg - Forze che cambiano la struttura genetica delle popolazioni La tecnologia del DNA ricombinante Estrazione di DNA plasmidico - Digestione del DNA con enzimi di restrizione - Elettroforesi del 5/6  SYLLABUS – aa 2024/25 CdLM Biotecnologie Mediche DNA su gel di agaroso - Animali transgenici FISIOLOGIA Introduzione allo studio della fisiologia. Fisiologia delle cellule eccitabili e della trasmissione sinaptica. Fisiologia muscolare. Fisiologia del sistema nervoso autonomo. Fisiologia dell'apparato cardiocircolatorio: basi della attività elettrica e meccanica del muscolo cardiaco, descrizione del ciclo cardiaco pressione e circolazione sanguigna Fisiologia dell'apparato respiratorio: descrizione dell'atto respiratorio, scambio dei gas a livello alveolare, trasporto dei gas respiratori.. Fisiologia del rene: filtrazione, riassorbimento, escrezione Le basi fisiologiche dello stress: l'asse ipotalamo-ipofisi-surrene, valutazione della risposta ormonale allo stress. FISIOPATOLOGIA Fisiopatologia dei globuli bianchi e dei globuli rossi Fisiopatologia dell'emostasi Fisiopatologia delle principali malattie cardiovascolari e respiratorie Fisiopatologia delle principali malattie immunologiche Fisiopatologia delle malattie neoplastiche 6/6