- Oggetto:
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BIOLOGIA CELLULARE
- Oggetto:
Cell Biology
- Oggetto:
Anno accademico 2018/2019
- Codice dell'attività didattica
- INT0642
- Docenti
- Prof. Mara BRANCACCIO (Titolare del corso)
Dott. Alessandra Ghigo (Titolare del corso)
Dott. Vincenzo Calautti (Titolare del corso) - Corso di studi
- Laurea Triennale in Biotecnologie
- Anno
- 1° anno
- Tipologia
- Di base
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD dell'attività didattica
- BIO/13 - biologia applicata
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Obbligatoria
- Tipologia d'esame
- Scritto
- Prerequisiti
- Conoscenze di base di chimica e biologia
- Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
Comprensione dei principali processi biologici che regolano le funzioni cellulari di base. Studio dei processi di segnalazione cellulare in contesti fisiologici e loro alterazioni in contesti patologici.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Al termine dell’insegnamento lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito una buona conoscenza della struttura della cellula e del suo funzionamento. Deve inoltre conoscere i meccanismi molecolari alla base della sopravvivenza e della duplicazione cellulare.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
L’insegnamento prevede una serie di lezioni frontali e una serie di esercitazioni pratiche svolte in un laboratorio didattico durante le quali lo studente potrà acquisire nozioni pratiche sugli argomenti trattati a lezione
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
Esame scritto con voto espresso in trentesimi
- Oggetto:
Programma
Programma
La cellula: struttura ed organizzazione
- cellule eucariote e procariote
- i compartimenti cellulari
La membrana
- i fosfolipidi
- l’organizzazione a doppio strato
- la fluidità del doppio strato fosfolipidico
- proteine intrinseche e proteine estrinseche
- il citoscheletro come supporto meccanico al doppio strato lipidico
I meccanismi di trasporto delle piccole molecole
- caratteristiche di permeabilità 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 simporto
- regolazione dell’apertura e chiusura dei canali
Mitocondri e 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
Recettori
- la membrana come interfaccia di comunicazione con l’esterno
- recettori: proteine intrinseche e specificità dell'interazione recettore-ligando
- generazione di messaggi intracellulari: attivazione di processi di fosforilazione delle proteine
- chinasi e fosfatasi
- le GTPasi monomeriche e trimeriche
- recettori associati a proteine Gs e Gi e la via di segnalazione dell’AMPc/protein chinasi A.
- recettori associati a proteine Gq e la via di segnalazione della PLC e del Ca++.
- i recettori tirosina chinasici e la via delle MAPK, della PI3K, della PLC.
- la via di segnalazione JAK/STAT
- la via di segnalazione attivata dal TGF-b
- l’importanza dell'amplificazione del segnale intracellulare
- meccanismi di disattivazione: degradazione del ligando; internalizzazione del recettore
- gli ormoni steroidei 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 collagene, laminina, fibronectina e proteoglicani
- le proteine della matrice extracellulare stabiliscono interazioni multiple
- l’interazione matrice extracellulare-cellula è mediata da recettori specifici: le integrine
- struttura e funzione delle integrine e delle caderine
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
Program
Cell structure and organization
- eukaryotic and prokaryotic cells
- cellular compartments
Biological membranes
- phospholipids
- the organization in double layers
- fluidity of the phospholipid bilayer
- intrinsic and extrinsic proteins
- the cytoskeleton as mechanical support for the lipid bilayer
Membrane transport of small molecules
- characteristics of permeability of the lipid bilayer
- channel proteins and carrier proteins: kinetic properties of the two systems and operating methods
- glucose transporter
- passive transport and active transport
- the sodium potassium pump: operating mode
- antiport and symport
- regulation of channel opening
Mitochondria and ATP synthesis
- general information on the process of glycolysis, pyruvate oxidation and the Krebs cycle
- chemo-osmotic ATP synthesis
- evolutionary origin of mitochondria
Endoplasmic reticulum and Golgi apparatus
- synthesis of membrane proteins and secretion
- glycosylation and maturation of proteins in the Golgi
- vesicular traffic: vesicle formation and movement, recognition of the target organelle
Mechanisms of protein sorting in different cellular compartments
- signal sequences and protein localization (entry into the nucleus, the endoplasmic reticulum, the mitochondria)
Receptors
- plasma membrane as a communication interface with the outside
- receptors: intrinsic protein and the specificity of the receptor-ligand interaction
- generation of intracellular messages: activation of protein phosphorylation
- kinases and phosphatases
- monomeric and trimeric GTPases
- receptors associated with Gs and Gi proteins and the cAMP/protein kinase A signaling pathway
- Gq protein coupled receptors and PLC/Ca++signaling pathway
- tyrosine kinase receptors: MAPK, PI3K, PLC signaling pathways
- JAK/STAT signaling pathway
- TGF-b signaling pathway
- amplification of intracellular signaling
- inactivation mechanisms: degradation of the ligand; internalization of the receptor
- steroid hormones can cross the membrane: cytoplasmic and nuclear receptors
The cytoskeleton:
- microfilaments of actin and myosin, and cell movement
- intermediate filaments
- microtubule and organelle movement
- muscle contraction
The extracellular matrix and the adhesive receptors
- collagens, laminin, fibronectin and proteoglycans
- extracellular matrix proteins establish multiple interactions
- extracellular matrix-cell interaction is mediated by specific receptors: integrins
- structure and function of integrins and cadherins
The cell cycle and mitosis
- G1, S, G2 and M cell cycle phases
- role of cyclins and cdks in cell cycle progression
- cell cycle checkpoints: G1check point (Rb/E2F), G2 check point (p53) and mitotic checkpoint (cdc20/APC)
Apoptosis
- intrinsic pathway (p53 and mitochondria)
- extrinsic pathway (the death receptor)
Cancer
- hallmarks of cancer cells
- oncogenes and tumor suppressors
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
Alberts – Biologia Molecolare della Cellula – Zanichelli
Alberts – L'essenziale di Biologia Molecolare della Cellula – Zanichelli- Oggetto:
Note
Modalità d’esame: Esame scritto
- Oggetto:
