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BIOLOGIA APPLICATA
(obiettivi)
Il corso ha lo scopo di dare allo studente una visione integrata dei processi cellulari di base che regolano le attività degli organismi viventi con particolare riguardo ai meccanismi di base coinvolti nei seguenti processi: duplicazione e trasmissione dell’informazione genetica a livello sia cellulare che molecolare. Alla fine del corso lo studente deve essere in grado di dimostrare di avere acquisito le applicazioni biotecnologiche avanzate e di genetica generale e molecolare necessarie alla comprensione dei fenomeni biologici normali e patologici (con particolare riferimento a quelli rilevanti dal punto di vista odontostomatologico).
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SCALIA MARINA
( programma)
Introduzione alla Biologia
La Teoria cellulare: cellule ed organismi. Struttura e funzione delle proteine: struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria. Gli enzimi. Organizzazione strutturale e funzionale delle cellule eucariotiche e procariotiche. Organuli cellulari: struttura, funzioni ed evoluzione. I virus. Il metabolismo e le basi energetiche dei fenomeni vitali: le funzioni svolte dall’ATP.
Biologia cellulare e molecolare: membrane citoplasmatiche e comunicazione cellulare
La membrana plasmatica: struttura e funzioni. Endocitosi ed esocitosi. Fluidità di membrana. Fosfolipidi di membrana e ruolo del colesterolo. Proteine intrinseche ed estrinseche. Glicoproteine e glicolipidi di membrana. I meccanismi di trasporto attraverso la membrana: diffusione semplice e facilitata. Il trasporto attivo. La trasduzione del segnale. Gli ormoni. Recettori associati alle proteine G. Ruolo dell’AMPc. Meccanismi di interazione tra cellule: CAM (Caderine ed Integrine). Apparati membranosi: reticolo liscio e rugoso, apparato del Golgi, lisosomi e perossisomi.
L’informazione genetica
Il DNA nucleare: struttura e funzioni. Il modella a doppia elica di Watson e Crick. La composizione chimica del DNA. Regole di Chargaff. Il DNA nei procarioti: il cromosoma batterico. Il DNA negli eucarioti: cromatina e cromosomi. Dal genotipo al fenotipo. Fenotipo ed ambiente. Organismi aploidi e diploidi.
Flusso dell’informazione genetica e regolazione dell’espressione genica
Il dogma centrale della biologia molecolare. La duplicazione del DNA: meccanismi molecolari. Replicazione dei telomeri: la telomerasi. Polymerase Chain Reaction (PCR): tecnologia ed implicazioni per la Medicina. Espressione e funzioni biologiche del genoma. Classificazione e struttura dei geni eucariotici e procariotici. Il processo di trascrizione nei procarioti e negli eucarioti. Trascrizione: sintesi e rielaborazione degli RNA mRNA ed RNA non codificanti (ncRNA) compresi i miRNA. Lo splicing. Ruolo degli esoni e degli introni. Regolazione dell’espressione genica negli eucarioti. Il codice genetico. La sintesi proteica.
La riproduzione cellulare
La divisione cellulare: scissione binaria, mitosi e meiosi. Cellule somatiche e cellule germinali. Gametogenesi maschile e gametogenesi femminile. Il cariotipo umano: cariotipi normali e cariotipi patologici. Anomalie cromosomiche numeriche: trisomie e monosomie. Non-disgiunzioni mitotiche e meiotiche. Mosaicismo.
Ciclo cellulare e cancro
La proliferazione cellulare: il ciclo cellulare ed i relativi meccanismi di controllo. Il fenotipo neoplastico: caratteristiche generali delle cellule cancerose. Oncogeni e soppressori tumorali. Apoptosi.
Eredità nell’uomo
Esperimenti di Mendel. Modalità di trasmissione dei caratteri genetici nell’Uomo. La genetica mendeliana. I limiti del modello mendeliano. Ingegneria genetica e sue applicazioni: enzimi di restrizione, vettori di clonaggio, PCR, sequenziamento DNA. I Progetti Genoma. Ruolo della Biologia computazionale e della Bioinformatica in Medicina. Le malattie genetiche di Homo sapiens.
Mutazioni geniche
Le mutazioni genetiche e modificazione epigenetiche del DNA. Mutazioni cromosomiche e genomiche. Meccanismi di riparazione delle mutazioni.
 Lodish e coll, Biologia Molecolare della Cellula, Ed Zanichelli
Alberts e coll, Biologia molecolare della cellula, Ed Zanichelli
Thompson e Thompson, Genetica in Medicina, Ed Idelson Gnocchi
Strachan e Read, Genetica umana molecolare, Ed Utet
De Leo e Coll, Biologia e Genetica, Ed Edises
NOTA: E’ importante utilizzare la edizione più recente dei testi prescelti.
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Attività formative di base
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ISTOLOGIA
(obiettivi)
Scopo della didattica della disciplina Istologia è quello di fornire allo studente la cultura citologica e istologica di base per la comprensione dell’organizzazione generale delle cellule superiori, loro specializzazioni e interazioni per assolvere a funzioni specifiche dei tessuti, con particolare attenzione ai tessuti duri e molli del cavo orale e dell’apparato stomatognatico.
Embriologia è quello di fornire allo studente una cultura generale sull’embriologia umana con una dettagliata descrizione dello sviluppo prenatale umano nelle varie fasi di sviluppo, dallo zigote (fecondazione) all’embrione (embriogenesi) al feto (organogenesi) fino alla nascita, con particolare riferimento allo sviluppo dell’apparato stomatognatico
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IMBESI ROSA
( programma)
Citologia
- Cenni sull’organizzazione generale della cellula eucariotica e sui principali costituenti chimici delle cellule e dei tessuti
- Metodi di studio in citologia ed istologia: tecniche di microscopia ottica ed elettronica; preparazione dei tessuti per l’esame microscopico; colture cellulari; principi di istochimica ed ibridazione in situ
- Membrana plasmatica: struttura ed ultrastruttura;
- Specializzazioni della superficie cellulare: microvilli, ciglia, sistemi di giunzione cellula-cellula e cellula-matrice;
- Sistemi di membrane intracellulari: Reticolo endoplasmatico liscio e rugoso, apparato di Golgi, mitocondri, lisosomi, perossisomi
- Citoscheletro: microtubuli, microfilamenti, filamenti intermedi;
- Nucleo: struttura, ultrastruttura, involucro nucleare, organizzazione della cromatina, nucleolo
- Divisione cellulare: cromosomi, apparato mitotico, mitosi, fasi e regolazione del ciclo cellulare
- Differenziamento: proliferazione, apoptosi, segnali intercellulari
Istologia
- Aggregazione cellulare: tessuti, organi, apparati. Il rinnovamento dei tessuti. Cellule staminali e cinetica delle popolazioni cellulari
Tessuti epiteliali: classificazione strutturale, embriologica e funzionale degli epiteli; specializzazioni della superficie e polarità; membrana basale
a) Epiteli di rivestimento: struttura ed ultrastruttura, classificazione, funzione e localizzazione
b) Epiteli ghiandolari esocrini ed endocrini: classificazione morfo-funzionale, organizzazione istologica
c) Epitelio di rivestimento e ghiandole della cavità orale
Tessuti connettivi: derivazione embrionale, caratteri generali e classificazione
a) Tessuto connettivo propriamente detto: cellule e sostanza intercellulare, matrice amorfa e fibre, biosintesi ed organizzazione dei componenti extracellulari, funzioni del tessuto connettivo, varietà di tessuto connettivo
b) Tessuto adiposo: caratteristiche strutturali e funzionali
c) Tessuto cartilagineo: caratteristiche strutturali e funzionali, matrice cartilaginea, tipi di cartilagine, istogenesi della cartilagine, pericondrio.
d) Tessuto osseo: cellule e sostanza intercellulare, lamelle ossee e sistemi lamellari; osso compatto e spugnoso, periostio ed endostio, ossificazione, accrescimento e rimodellamento dell’osso, funzioni metaboliche dell’osso.
e) Dente e cavità orale: caratteristiche morfo-funzionali dei tessuti dentali: dentina, cemento, smalto, polpa; legamento periodontale ed osso alveolare; organizzazione istologica della gengiva, della cavità orale e delle ghiandole annesse.
f) Sangue: funzione e composizione; plasma, elementi corpuscolari, emopoiesi
Tessuti muscolari: derivazione embrionale, caratteri generali e classificazione
a) Tessuto muscolare scheletrico: organizzazione strutturale ed ultrastrutturale, basi molecolari della contrazione muscolare, controllo della contrazione, istofisiologia del muscolo scheletrico
b) Tessuto muscolare cardiaco: organizzazione strutturale ed ultrastrutturale
c) Tessuto muscolare liscio
Tessuto nervoso: Derivazione embriologica, organizzazione generale del sistema nervoso; il neurone ed i suoi prolungamenti; conduzione dell’impulso; sinapsi; giunzione neuromuscolare; cellule di nevroglia; istofisiologia del tessuto nervoso; struttura generale dei nervi
Embriologia
- Gametogenesi: struttura dell’ovaio e del testicolo; meiosi; gametogenesi maschile e femminile; controllo ormonale della ovogenesi e della spermatogenesi
- Fecondazione: modificazioni dei gameti; istofisiologia della fecondazione; zigote
- I settimana di sviluppo: segmentazione; morula; blastocisti; embrioblasto e trofoblasto
- II Settimana di sviluppo: impianto; disco bilaminare, evoluzione del trofoblasto
- III e IV settimana di sviluppo: sviluppo del mesoderma; notocorda; i tre foglietti germinativi ed i loro derivati; definizione della forma del corpo
- Annessi embrionali
Derivati dei foglietti embrionali:
- Ectoderma: epitelio di rivestimento, tubo neurale e vescicole encefaliche
- Endoderma: intestino primitivo; intestino anteriore ed intestino faringeo: solchi, archi e tasche faringee; sviluppo delle ghiandole salivari
- Mesoderma: mesoderma parassiale: somiti e loro derivati
- Sviluppo dell’apparato stomatognatico: neurocranio e splancnocranio
- Istogenesi del dente: la lamina dentale, le gemme dentali, lo stadio a calice ed a campana; origine della dentina, della polpa e dello smalto; formazione della corona e della radice; fattori di crescita nello sviluppo del dente; tipi di dentizione ed eruzione dentaria
- Sviluppo dell’apparato cardiovascolare
- Sviluppo dell’apparato respiratorio
Istologia (a scelta):
P. Rosati- R. Colombo - N. Maraldi - ISTOLOGIA - Edi-Ermes
V. Monesi - ISTOLOGIA - Piccin
Bani-Baroni-Becchetti - ISTOLOGIA UMANA - Idelson-Gnocchi
Embriologia (a scelta):
Barbieri- Carinci - EMBRIOLOGIA - Casa Editrice Ambrosiana
Moore-Persaud - LO SVILUPPO PRENATALE DELL’UOMO, 9°ed.- Edra Masson
De Felici-Boitani - EMBRIOLOGIA UMANA - PICCIN
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Attività formative di base
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CHIMICA MEDICA
(obiettivi)
Le attività più complesse degli organismi viventi hanno il loro fondamento nei processi chimici. Uno dei campi di studio più affascinanti è la ricerca dettagliata di come reazioni chimiche possano condizionare i comportamenti che osserviamo negli organismi viventi. Per poter comprendere e utilizzare i contenuti delle discipline biomediche e odontoiatriche quali la biochimica, la biologia molecolare, la fisiologia, la patologia molecolare, la farmacologia molecolare occorre conoscerne le loro basi chimiche. Esse prevedono l’elaborazione e derivazione delle proprietà dei gas, dei liquidi, delle soluzioni, delle strutture molecolari organiche e del loro determinismo nei sistemi macromolecolari, delle leggi dell’omeostasi biologica, delle ossidazioni biologiche, dei fenomeni di membrana, dei materiali dentari.
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LI VOLTI GIOVANNI
( programma)
Cenni sulla struttura dell’atomo: particelle atomiche e modello atomico ad orbitali.
Radioattività: natura delle radiazioni e loro effetti biologici. Gli isotopi stabili ed instabili, loro importanza in biologia e medicina. Proprietà atomiche. Configurazioni elettroniche e sistema periodico.
Il legame chimico: legame ionico, covalente, coordinativo, legame idrogeno, forze di Van der Waals. Risonanza. Geometria delle molecole più semplici. Ibridazione degli orbitali. Complessi di coordinazione e macromolecole biologiche (emoglobina, citocromi, vitamina B12, etc.). Sistematica chimica: ossidi acidi e basici, idrossidi, acidi; sali neutri, acidi e basici; perossidi, idruri. Caratteristiche e proprietà generali dello stato solido, liquido e gassoso: leggi dei gas ideali e loro importanza nella respirazione. Passaggi di stato. Diagramma di stato dell’acqua.
Le soluzioni: acqua come solvente. Molarità, normalità, molalità, frazione molare. Concentrazione di alcuni elettroliti nei liquidi biologici. Proprietà colligative: crioscopia, pressione osmotica e suo significato biologico. Soluzioni ipertoniche, isotoniche, ipotoniche e loro utilizzazione in medicina. Concetto di osmole. Elettroliti.
Proprietà colligative delle soluzioni elettrolitiche: grado di dissociazione, forza ionica.
Reazioni chimiche: cinetica e fattori che influenzano la velocità di reazione. Ordine di reazione. Energia di reazione e catalisi. Importanza della catalisi in biologia: cenni sulla catalisi enzimatica. Equilibri chimici: legge dell’azione di massa. Principio dell’equilibrio mobile.
Equilibri chimici in soluzione: ionici e non. Nozioni di termodinamica: concetti di entalpia,
entropia ed energia libera. Legge di Hess. Nozioni di bioenergetica: reazioni accoppiate,
composti ad elevato potenziale energetico (ATP, GTP, etc.).
Reazioni di ossidoriduzione: numero di ossidazione, potenziale redox e sua misura, sua variazione in funzione del pH. Misura potenziometrica del pH. Reazioni redox della materia vivente.
Acidi e basi: acqua come elettrolita, pH. Forza di un acido e di una base.
Equilibri in soluzione: idrolisi, pK, sistemi tampone e tamponi fisiologici. Curve di titolazione di acidi e basi, anfoliti. Importanza dell’equilibrio acido-base nell’organismo. Prodotto di solubilità.
Soluzioni colloidali: caratteristiche, classificazione, metodi di studio.
CHIMICA BIOINORGANICA
Nozioni fondamentali sui composti degli elementi di maggiore interesse biologico: Na, K, Li, Ca, Mg, Cu, Mn, Fe, Co, H, O, C, N, S, P, Cl, Br.
CHIMICA ORGANICA
Classificazione dei composti in base ai gruppi funzionali. Classificazione delle reazioni organiche. Importanza biologica delle stesse. Isomeria. Isomeria strutturale cis- e trans-, tautomeria, isomeria ottica (serie stereochimiche); rilevanza della isomeria ai fini delle proprietà dei composti di interesse biologico e medico.
Effetti elettronici: induttivo, mesomero, sterico. Reagenti elettrofili e nucleofili.
Le reazioni organiche: reazioni di ossidoriduzione; reazioni di sostituzione (SN1 e SN2); reazioni di addizione nucleofila semplice al legame carbonilico; reazioni di addizione elettrofila seguita da reazione di eliminazione; reazioni di addizione elettrofila agli alcheni e alchini; reazioni di sostituzione elettrofila; effetti orientanti; reazioni di polimerizzazione. Composti organici. Alcani, alcheni, dieni, alchini, idrocarburi cicloalifatici; nomenclatura, proprietà fisiche e chimiche.
Areni: nomenclatura, proprietà fisiche e chimiche.
Alogenuri alchilici e arilici: nomenclatura, proprietà chimiche. Alcoli alifatici ed aromatici, mono e polivalenti: nomenclatura, classificazione, proprietà chimiche. Tioalcoli.
Fenoli, eteri e tioeteri: nomenclatura, proprietà fisiche e chimiche. Ammine alifatiche e aromatiche: nomenclatura, classificazione, proprietà chimiche; sali di ammonio quaternario, ammino-alcoli, diammine. Reazioni di riconoscimento. Aldeidi e chetoni alifatici ed aromatici: proprietà; condensazione aldolica.
Acidi alifatici ed aromatici: proprietà chimiche, effetto induttivo sull’acidità; acidi mono e policarbossilici, saturi, insaturi; sintesi maloniche, ossiacidi (lattidi e lattoni), chetoacidi (tautomeria cheto-enolica), enolfosfati. Derivati degli acidi: esteri, esteri fosforici; amidi, anidridi: semplici, miste, cicliche; nitrili, idrazidi: proprietà chimiche e reazioni di riconoscimento; cloruri acilici. Lipidi: gliceridi, olii, grassi, saponificazione; fosfolipidi e sfingolipidi; cenni sul ruolo biologico di questa classe di composti.
Aminoacidi: comportamento elettrolitico. Legame carbo-amidico. Peptidi. Proteine e loro struttura. Glucidi: nomenclatura, solubilità, classificazione; configurazione degli osi, mutarotazione, proprietà chmiche; di- e polisaccaridi; amminozuccheri. Composti eterociclici a 5 e 6 termini, ad anelli condensati: aromaticità, acidità (furano, pirrolo, tiofene, tiazolo, imidazolo, ossazolo, piridina, pirimidina, purina, indolo, chinolina, isochinolina, acido nicotinico, acido isonicotinico). Basi puriniche e pirimidiniche: loro tautomeria. Acidi nucleici. Dosaggi di composti organici di significato biologico nell’analisi chimico-clinica.
E. Santaniello, M. Alberghina, M. Coletta, S. Marini - Principi di Chimica generale e organica - Piccin, Padova, 2013
M. Alberghina – Questionario di Chimica e Biochimica – Piccin 2011
H. Hart, L.E. Craine, D.J. Hart, C.M. Hadad - Chimica organica – Zanichelli
J. R. Amend, B. P. Mundy, M. T. Arnold - Chimica Generale, Organica e Biologica – Piccin
Denniston – Chimica Generale, Chimica Organica e Propedeutica Biochimica- McGraw-Hill
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