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I sistemi delle membrane citoplasmatiche: struttura, funzione e traffico di membrana. Reticolo endoplasmatico rugoso. Sintesi di proteine secretorie e lisosomali sui ribosomi legati al RER. Sintesi di proteine integrali di membrana sui ribosomi legati al RER. Glicosilazione nel RER. Controllo di qualità. Proteasoma. Risposta alle proteine non ripiegate (UPR). Funzioni del Reticolo endoplasmatico liscio. Apparato del Golgi. N- ed O-glicosilazione nel complesso del Golgi. Apparato del Golgi e metabolismo dei lipidi. Asimmetria di membrana. Smistamento delle proteine. Tipi di vescicole di trasporto e loro funzioni. Fusione della vescicola alla membrana plasmatica (v-SNARE e t-SNARE). Importazione delle proteine nei perossisomi, nel nucleo e nei mitocondri.
Endocitosi in fase fluida ed endocitosi mediata da recettore. Recettori housekeeping e recettori di segnale: internalizzazione delle LDL, del ferro e dei recettori di fattori di crescita e ormoni. Endocitosi nelle cellule polarizzate e Transcitosi. Fagocitosi. Endosomi. Lisosomi e la digestione cellulare.
Comunicazione intercellulare. Meccanismi di traduzione del segnale: messaggeri e recettori. Segnali chimici e recettori di membrana. La regolazione ormonale endocrina e paracrina. Recettori associati a proteine G: via dell’cAMP e via dell’IP3 e DAG. Recettore dell’acetilcolina (via dell’ossido nitrico). Recettori α- e β-adrenergici. Azione dell’adrenalina e del glucagone. Recettori associati a proteine G nella percezione sensoriale. Recettori ad attività tirosina chinasica (RTK). Fattori di crescita come messaggeri (PDGF, FGF etc.). Via di Ras. Via mediata da PI3K-Akt. Recettore per l’insulina. Recettori con attività serina/treonina chinasica (TGF-β). Convergenza, divergenza e dialogo crociato tra le vie di segnalazione. Recettori citosolici e nucleari.
I sistemi del citoscheletro. Tecniche di studio del citoscheletro. Origine dei microtubuli: studi in vitro e in vivo. Modello dell’instabilità dinamica dei microtubuli. Il centro organizzatore dei microtubuli (MTOC). Organizzazione e polarizzazione dei microtubuli in vari tipi di cellule. Assemblaggio e polarità dei microfilamenti di actina. Proteine che legano l’actina. Assemblaggio dei filamenti intermedi. Le proteine associate ai microtubuli: MAP non motrici e MAP motrici. Movimento basato sui microtubuli. Trasporto assonemale. Alterazione delle ciglia in alcune patologie. Movimento basato sull’actina: miosine convenzionali e non convezionali. Ruolo dell’actina nella locomozione cellulare.
Le strutture extracellulari, l’adesione e le giunzioni cellulari. La matrice extracellulare delle cellule animali. Le proteine strutturali: collagene ed elastina. Proteoglicani. Ialuronato e proteoglicani nella cartilagine. Le proteine adesive: fibronectina e laminina. Le metalloproteinasi della matrice. Integrine: adesioni focali ed emidesmosomi. Via di segnalazione cellulare mediata dalle integrine (FAK). Interazioni cellula-cellula. Ruolo dell’adesione cellulare nell’infiammazione. Le caderine e lo sviluppo embrionale. Caderine e inibizione da contatto. I batteri patogeni e le proteine di adesione cellulare. Le giunzioni cellulari.
Meccanismi di morte cellulare. Necrosi. Apoptosi: via mitocondriale e via recettoriale. Proteine anti-apoptotiche e proteine pro-apoptotiche. Caspasi. Fagocitosi dei corpi apoptotici. Autofagia.
Epigenetica. Espressione genica differenziale. Modificazioni epigenetiche: metilazione del DNA e modifiche istoniche. RNA non codificanti: microRNA e long ncRNA. Genome editing: CRISP/Cas9.