BIOLOGIA APPLICATA

Attività formativa monodisciplinare

Scheda dell'insegnamento

Codice attività didattica:

U11661

Anno accademico di immatricolazione:

2019/2020

Anno accademico di erogazione:

2019/2020

Tipologia di insegnamento:

Base

Afferenza:

Corso di Laurea triennale in TECNICHE DI RADIOLOGIA MEDICA, PER IMMAGINI E RADIOTERAPIA (ABILITANTE ALLA PROFESSIONE SANITARIA DI TECNICO DI RADIOLOGIA MEDICA)

Settore disciplinare:

BIOLOGIA APPLICATA (BIO/13)

Lingua:

Italiano

Attivita' formativa capogruppo:

STRUTTURA E FUNZIONI DELLE BIOMOLECOLE, ANATOMIA E ISTOLOGIA

Crediti:

Anno di corso:

Docente e Collaboratori:

ZOPPI Nicoletta Responsabile

Ciclo:

Primo Semestre

Ore di attivita' frontale:

Ore di studio individuale:

Prerequisiti:

Per la fruizione dell'insegnamento sono necessarie le conoscenze di base della biologia cellulare e dei tessuti richieste per l'iscrizione al Corso di Studio.

Obiettivi formativi

Fornire agli studenti le nozioni di base sulla struttura molecolare e cellulare degli esseri viventi per la comprensione dei meccanismi biologici, con particolare riferimento alla conservazione dell'informazione genetica e alla sua espressione in contesti cellulari diversi. Illustrare i meccanismi che generano mutazioni nel DNA, in grado di alterare la produzione di proteine e di generare condizioni patologiche, illustrare le modalità con cui gli agenti ambientali, tra cui le radiazioni, agiscono sul DNA e sulle macromolecole biologiche mutagenizzandole. Illustrare le strategie cellulari di riparo delle mutazioni del DNA, e i meccanismi di morte cellulare programmata e di trasformazione tumorale della cellula, come strategie alternative in caso di fallimento dei meccanismi di riparo del DNA. Queste conoscenze metteranno lo studente in grado di saper manipolare in modo corretto le radiazioni nell'ambito della futura professione di tecnico di radiologia.
Al termine dell'insegnamento, lo studente sarà in grado di ragionare sulla struttura e funzione della cellula umana, sulle sue macromolecole funzionali e sull'impatto che radiazioni eccitanti ed ionizzanti hanno sulla cellula e sulle sue molecole biologiche, sulle mutazioni del DNA indotte dalle radiazioni. Sarà in grado di argomentare riguardo le risposte attivate dalle cellule a valle di mutazioni da radiazione, distinguendo tra riparo delle mutazioni, morte cellulare e trasformazione tumorale. Il raggiungimento di questi obiettivi, coerenti con le finalità formative del CdS, sono presupposto per l'acquisizione delle conoscenze professionalizzanti.

Contenuti

Biologia generale
Biologia cellulare
Mutazioni del DNA e riparo
Cellula tumorale
Radiobiologia
BIOLOGIA GENERALE
1- Origine della vita. Esseri viventi. Evoluzione. Il dogma centrale della Biologia.
2- Struttura e funzione delle macromolecole informazionali: DNA, RNA Proteine.
3- Struttura molecolare del gene negli eucarioti. La trascrizione. Unità di trascrizione: siti di inizio e termine della sintesi degli RNA messaggeri. Interazioni tra DNA e proteine. Processi di maturazione dell'RNA: capping, splicing, poliadenilazione.
4- Codice genetico: proprietà. Concetto di mutazione. Mutazioni somatiche e germinali. Mutazioni puntiformi: insorgenza ed effetto sui codoni e sul prodotto proteico.
5- La traduzione. Ruolo del ribosoma e dei tRNA nella sintesi delle proteine. Segnali di inzio e di termine della traduzione.

6- Regolazione dell’espressione genica: cenni a meccanismi e livelli di regolazione genica, trascrizionale e post-trascrizionale. Regolazione dell’espressione genica nella cellula tumorale.
7- Replicazione semiconservativa del DNA: processo enzimatico della replicazione del DNA.
8- Istoni e nucleosomi. Organizzazione del DNA: dalla cromatina al cromosoma.
9- La Replicazione del DNA come fonte di Mutazioni. Mutazione spontanea e indotta da agenti ambientali con particolare riferimento ai fattori mutageni di tipo fisico: effetti delle radiazioni. Mutazioni da radiazioni. Produzione di radicali liberi e stress ossidativo, mutazioni geniche e cromosomiche. Mutazioni somatiche e germinali e loro conseguenze. Meccanismi di riparo del DNA: riparo replicativo e non-replicativo.
10- Il cariotipo normale e patologico: aneuploidie e anomalie di struttura dei cromosomi. Metodi di analisi del cariotipo.
BIOLOGIA CELLULARE
1- Cellule procariotiche ed eucariotiche: differenze strutturali e funzionali.
2- Struttura e funzione degli organuli citoplasmatici nelle cellule eucariotiche: reticolo endoplasmatico liscio e rugoso, apparato del Golgi. Mitocondri: struttura, funzione e elementi di bioenergetica e produzione di radicali liberi.
3- Nucleo: struttura e funzione; trasporto attraverso i pori nucleari.
4- Citoscheletro e membrana plasmatica: struttura e funzione. Meccanismi d'azione dei recettori di membrana. Trasduzione del segnale.
5- Comunicazione intercellulare e meccanismi di adesione cellula-cellula e cellula-matrice extracellulare. Fibronectina, collageni e integrine..
6- Il ciclo cellulare (Fasi G0, G1, S, G2, M); progressione del ciclo cellulare mediante regolazione di distinti punti di controllo. Riparo non-replicativo dei danni sul DNA. La riproduzione cellulare: mitosi e meiosi. Morte cellulare: apoptosi e necrosi.
7- Trasformazione tumorale e cellule tumorali: caratteristiche strutturali, funzionali e di crescita. Meccanismi di trasformazione. Oncogeni e oncosoppressori, geni mutatori: loro mutazioni. Ruoli delle radiazioni nella trasformazione tumorale. strategie difensive cellulari nei confronti delle radiazioni.

Programma esteso

BIOLOGIA GENERALE
1- Origine della vita. Esseri viventi. Evoluzione. Il dogma centrale della Biologia.
2- Struttura e funzione delle macromolecole informazionali: DNA, RNA Proteine.
3- Struttura molecolare del gene negli eucarioti. La trascrizione. Unità di trascrizione: siti di inizio e termine della sintesi degli RNA messaggeri. Interazioni tra DNA e proteine. Processi di maturazione dell'RNA: capping, splicing, poliadenilazione.
4- Codice genetico: proprietà. Concetto di mutazione. Mutazioni somatiche e germinali. Mutazioni puntiformi: insorgenza ed effetto sui codoni e sul prodotto proteico.
5- La traduzione. Ruolo del ribosoma e dei tRNA nella sintesi delle proteine. Segnali di inzio e di termine della traduzione.
6- Regolazione dell’espressione genica: cenni a meccanismi e livelli di regolazione genica, trascrizionale e post-trascrizionale. Regolazione dell’espressione genica nella cellula tumorale.
7- Replicazione semiconservativa del DNA: processo enzimatico della replicazione del DNA.
8- Istoni e nucleosomi. Organizzazione del DNA: dalla cromatina al cromosoma.
9- La Replicazione del DNA come fonte di Mutazioni. Mutazione spontanea e indotta da agenti ambientali con particolare riferimento ai fattori mutageni di tipo fisico: effetti delle radiazioni. Mutazioni da radiazioni. Produzione di radicali liberi e stress ossidativo, mutazioni geniche e cromosomiche. Mutazioni somatiche e germinali e loro conseguenze. Meccanismi di riparo del DNA: riparo replicativo e non-replicativo.
10- Il cariotipo normale e patologico: aneuploidie e anomalie di struttura dei cromosomi. Metodi di analisi del cariotipo.
BIOLOGIA CELLULARE
1- Cellule procariotiche ed eucariotiche: differenze strutturali e funzionali.
2- Struttura e funzione degli organuli citoplasmatici nelle cellule eucariotiche: reticolo endoplasmatico liscio e rugoso, apparato del Golgi. Mitocondri: struttura, funzione e elementi di bioenergetica e produzione di radicali liberi.
3- Nucleo: struttura e funzione; trasporto attraverso i pori nucleari.
4- Citoscheletro e membrana plasmatica: struttura e funzione. Meccanismi d'azione dei recettori di membrana. Trasduzione del segnale.
5- Comunicazione intercellulare e meccanismi di adesione cellula-cellula e cellula-matrice extracellulare. Fibronectina, collageni e integrine..
6- Il ciclo cellulare (Fasi G0, G1, S, G2, M); progressione del ciclo cellulare mediante regolazione di distinti punti di controllo. Riparo non-replicativo dei danni sul DNA. La riproduzione cellulare: mitosi e meiosi. Morte cellulare: apoptosi e necrosi.
7- Trasformazione tumorale e cellule tumorali: caratteristiche strutturali, funzionali e di crescita. Meccanismi di trasformazione. Oncogeni e oncosoppressori, geni mutatori: loro mutazioni. Ruoli delle radiazioni nella trasformazione tumorale. strategie difensive cellulari nei confronti delle radiazioni.

Bibliografia consigliata

- Becker et al. Il mondo della cellula - Pearson Cummings

- Alberts B. et al. L'essenziale della Biologia molecolare della cellula - Zanichelli

- Diapositive fornite dal docente

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Lezioni frontali supportate da diapositive

Discussione collegiale degli argomenti

Metodi di valutazione

Modalita' di verifica dell'apprendimento:

Test scritto al primo appello con domande a risposta multipla e domande a risposta aperta su argomenti trattati durante l'insegnamento e presenti nel programma. Gli appelli successivi potranno essere test scritti o interrogazioni orali, preventivamente indicati in Esse3.

La Prova di Biologia indagherà la capacità dello studente di ragionare sulla struttura e funzione della cellula e delle sue macromolecole, sui meccanismi di conservazione dell'informazione genetica e della sua espressione, sulla capacità di argomentare riguardo i meccanismi mutazionali del DNA e delle proteine, l'azione sulla cellula, sulle macromolecole e sul DNA di radiazioni ionizzanti ed eccitanti, riguardo le risposte cellulari alle mutazioni da radiazioni, sapendo distinguere tra riparo del DNA, morte cellulare e trasformazione tumorale.
La Prova indagherà anche la proprietà di linguaggio scientifico acquisita.

La Prova di Biologia sarà valutata in trentesimi.

Il modulo di Biologia appartiene al Corso Integrato di STRUTTURA E FUNZIONI DELLE BIOMOLECOLE, ANATOMIA E ISTOLOGIA, così composto: insegnamenti di Chimica e Biochimica, Biologia applicata, Istologia, Anatomia. Ogni insegnamento prevede una verifica finale dell’apprendimento. Le prove di tutti gli Insegnamenti del Corso Integrato saranno valutate in trentesimi.

La prova d’esame sarà unica per i 4 insegnamenti: nel medesimo appello gli studenti sosterranno le prove scritte e/o orali previste per i 4 moduli di insegnamento. Le prove scritte saranno seguite da una discussione orale con possibili domande di chiarimento e approfondimento.
Il voto del Corso Integrato sarà il risultato delle 4 prove e terrà conto sia delle prove scritte che delle eventuali integrazioni orali sostenute dallo studente.

I voti delle prove dei singoli insegnamenti hanno validità nella sessione d’esame in cui sono stati maturati.

Là dove possibile sarà data agli studenti la possibilità di sostenere per i singoli insegnamenti prove in itinere cui si aggiungerà eventualmente una integrazione orale in sede di appello d’esame.

Valutazione:

Voto Finale

Calendario attività didattiche

Data di inizio del periodo didattico:

Lunedì, 30 Settembre, 2019

Data di fine del periodo didattico:

Venerdì, 31 Gennaio, 2020

Altre informazioni

Il Corso si terrà durante il I semestre del I anno per gli studenti di Brescia, Cremona e Mantova.
E' necessaria la frequenza dell'insegnamento al fine di conseguire un apprendimento attivo e consapevole.

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