LE EMOPROTEINE. IL METABOLISMO DELL'EME E LE PATOLOGIE ASSOCIATE. LA BIOSINTESI DELL'EME E LE PATOLOGIE ASSOCIATE. IL METABOLISMO DEL FERRO E LE PATOLOGIE ASSOCIATE. DEFINIZIONE DI “INORGANIC BIOFACTORS”. I PRINCIPALI “INORGANIC BIOFACTORS”: L’OSSIGENO MOLECOLARE, IL MONOSSIDO DI CARBONIO, IL MONOSSIDO D’AZOTO, L’ACIDO SOLFIDRICO. ANALISI DEL RUOLO BIOCHIMICO E CELLULARE DEGLI "INORGANIC BIOFACTORS" E DEL LORO CONTRIBUTO NELL'INSORGENZA DI PATOLOGIE UMANE. RUOLO TERAPEUTICO DEGLI "INORGANIC BIOFACTORS". LE SPECIE REATTIVE DELL’OSSIGENO E DELL’AZOTO. LE MALATTIE MITOCONDRIALI. LA QUESTIONE ENERGETICA DELLE CELLULE TUMORALI. VARIAZIONI METABOLICHE NELLE CELLULE TUMORALI: EFFETTO WARBURG.

ARTICOLI SCIENTIFICI, SUPPORTI INFORMATICI E CARTACEI FORNITI DAL DOCENTE.
Testi di supporto:
- Siliprandi & Tettamanti "Biochimica Medica - strutturale, metabolica e funzionale" Ed. Piccin
- Chiurchiù & Maccarrone "I radicali liberi e la loro rilevanza in biomedicina: dai meccanismi molecolari alle prospettive terapeutiche" Ed Piccin

ORARIO RICEVIMENTO: lunedì ore 10 su appuntamento (alessandra.dimasi@uniroma3.it)

1. TECNICHE DI BASE PER L'ANALISI DEI GENI; ENZIMI DI RESTRIZIONE, ANALISI ELETTROFORTICA. 2. VETTORI; CLONAGGIO. 3. PCR; REAL TIME PCR E APPLICAZIONI. 4. VARIABILITA’ GENETICA NELLE SCIENZE FORENSI. 5. IDENTIFICAZIONE DEI GENI; LIBRERIE GENOMICHE E cDNA, SCREENING DEL DOPPIO IBRIDO. 6. MUTAGENESI. 7. PRODUZIONE E PURIFICAZIONE DI PROTEINE RICOMBINANTI. 8. DAL SEQUENZIAMENTO DI SANGER ALLA NEXT-GENEREATION SEQUENCING 9. ANALISI POST-GENOMICHE; TRASCRITTOMICA; GENI REPORTER. 10. PROTEOMICA. 11. PRODUZIONE E ANALISI DI PIANTE TRANSGENICHE 12. MODIFICAZIONI GENETICHE DI CELLULE ANIMALI; CREAZIONE DI TOPI TRANSGENICI. 13. GENE TRAPPING; GENE TARGETING. 14. CLONAZIONE ANIMALE; TERAPIA GENICA. 15. IL SISTEMA CRISPR-CAS E SUE APPLICAZIONI.

Libri di testo consigliati:
1. METODOLOGIE BIOCHIMICHE STRUMENTI E TECNICHE PER IL LABORATORIO DEL NUOVO MILLENNIO, MACCARRONE M., E BIOMOLECOLARI, CASA EDITRICE ZANICHELLI
2. DAI GENI AI GENOMI, JEREMY W. DALE, MALCOLM VON SCHANTZ, NICK PLANT, A CURA DI: E. GINELLI, CASA EDITRICE EDISES
3. ANALISI DEI GENI E GENOMI, REECE, EDISES.
4. TECNICHE E METODI PER LA BIOLOGIA MOLECOLARE, AMALDI F., BENEDETTI P., PESOLE G., PLEVANI P., CASA EDITRICE AMBROSIANA.

Saranno fornite slides delle lezioni.
Gli studenti non frequentanti sono incoraggiati a contattare il docente per avere informazioni sul programma, sui materiali didattici e sulle modalità di valutazione del profitto.
Il professore riceve tutti i giorni dalle 10.00 alle 11.00 previo appuntamento via mail: manuela.cervelli@uniroma3.it

L'insegnamento è articolato in tre argomenti principali:
-Metodologie delle Biotecnologie Vegetali
-Applicazioni delle Biotecnologie Vegetali
-Rischi delle Biotecnologie Vegetali.

In dettaglio, argomenti del corso sono:
Tecniche di trasferimento genico nel genoma nucleare e plastidiale; Tecniche di cultura in vitro di cellule vegetali; Utilizzo di geni di selezione e di geni 'reporter' nelle Biotecnologie Vegetali; Strategie di eliminazione di geni di selezione di piante trasformate; Espressione inducibile di geni in piante transgeniche; Espressione transiente di geni in piante; Silenziamento genico nelle piante e applicazioni; Strategie di 'Gene Targeting' nelle piante; Il 'Genome editing' nelle piante; Piante con maggiore valore nutritivo; Produzione di varie molecole, come anticorpi e vaccini, in piante transgeniche; Strategie biotecnologiche per ottenere piante resistenti agli erbicidi, agenti patogeni e stress ambientali; Piante con una maggiore capacità fotosintetica; Rischi connessi all'utilizzo di piante transgeniche; Problematiche etiche; Tecnologie emergenti e Biotecnologie Vegetali.

1. BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY OF PLANTS (2000) BUCHANAN B.B, GRUISSEM W., JONES R.L., AMERICAN SOCIETY OF PLANT PHYSIOLOGISTS, ROCKVILLE, MARYLAND.
2. BIOLOGIA CELLULARE E BIOTECNOLOGIE VEGETALI (2011) COZZOLINO S., DI SANSEBASTIANO G.P., FORNI C., GENRE A., LANFRANCO L., MICCHELI A., PASQUA G., TRAINOTTI L., VALLETTA A.
3. HANDBOOK OF PLANT BIOYECHNOLOGY (2004) CHRISTOU P., KLEE H., HOBOKEN, (N.J.), WILEY.
4. PLANT BIOTECHNOLOGY AND TRANSGENIC PLANTS (2002) OKSMAN-CALDENTEY K.-M., BARZ W.H., NEW YORK, DEKER.

-Articoli scientifici originali pubblicati in riviste internazionali (saranno forniti in formatto pdf).

-Saranno fornite dispense delle lezioni.

Il programma del corso è articolato in modo da fornire allo studente:
- competenze culturali (conoscenza di:) relative a linguaggi, metodologie e approcci sperimentali per lo studio delle relazioni genotipo-fenotipo nei procarioti;
- competenze metodologiche (saper effettuare:) che consentano di ricercare in modo autonomo e analizzare in modo critico pubblicazioni scientifiche presenti nelle banche dati disponibili on-line, e di valutare e impostare un approccio sperimentale.

Programma
- stuttura, organizzazione, funzionamento ed evoluzione del cromosoma batterico;
- metodi e approcci per il sequenziamento e l’analisi dei genomi batterici;
- stuttura, organizzazione, funzione ed evoluzione degli elementi genetici mobili (plasmidi e trasposoni);
- basi genetiche e molecolari del trasferimento genico orizzontale;
- basi genetiche e molecolari della regolazione dell’espressione genica e della bistabilità nei procarioti;
- basi genetiche e metodi di studio della resistenza e della tolleranza agli antibiotici;
- metodi di identificazione e validazione di geni essenziali.

Nozioni su alcuni argomenti di base trattati durante il corso saranno reperibili in testi di Genetica dei Batteri, come indicato nella bibliografia. Per gli argomenti teorici più avanzati e per le esercitazioni di laboratorio verranno forniti agli studenti materiale monografico specifico e protocolli sperimentali.
Come strumenti di didattica innovativa, presentazioni power-point verranno condivise via email con gli studenti come dispense. Inoltre, verranno consigliati agli studenti siti web su cui trovare in modo autonomo pubblicazioni scientifiche che consentiranno di approfondire gli argomenti più avanzati trattai nel corso.

Modulo di Metodologie Biochimiche (Prof.ssa Alessandra di Masi)

- Le metodologie biochimiche nella ricerca scientifica. Strumentazione di base nel laboratorio di biochimica (vetreria, bilance, agitatori, sistemi termostatati, pHmetri, cappe, centrifughe).
- Volumetria e pesate. Preparazioni di soluzioni, diluizioni, sistemi tampone.
- Produzione di proteine ricombinanti: clonaggio, mutagenesi, sistemi di espressione in batteri, lieviti, cellule di mammifero, cellule di insetto. Proteine di fusione.
- Metodi per la purificazione delle proteine: tecniche di separazione. Estrazione delle proteine dalla fonte biologica. Metodi di frazionamento di miscele proteiche. Omogenizzazione di cellule con potter, ultraturrax, sonicazione, omogenizzatori in continuo a pressione (1° Esperienza di laboratorio).
- Purificazione delle proteine con tecniche cromatografiche: gel filtrazione, cromatografia a scambio ionico, cromatografia di affinità, cromatografia di immunoaffinità, cromatografia per interazioni idrofobiche, cromatografia a fase inversa. Applicazioni dell’HPLC (con esperienza di laboratorio) (2° Esperienza di laboratorio).
- Quantificazione delle proteine. (3° Esperienza di laboratorio)
- Elettroforesi. Elettroforesi su gel di poliacrilammide in condizioni native o denaturanti (SDS-PAGE) tecniche di rivelazione, analisi quantitativa densitometrica delle bande, determinazione del peso molecolare, elettroforesi su gradiente, elettroforesi preparativa, isoelettrofocalizzazione, elettroforesi bidimensionale. (4° Esperienza di laboratorio)
- Tecniche immunochimiche: anticorpi, western blotting, ELISA e RIA, immunoprecipitazione. (5° Esperienza di laboratorio)
- Metodi spettroscopici per lo studio delle proteine. Spettroscopia di assorbimento UV-VIS. Spettroscopia di fluorescenza. Spettroscopia a luce polarizzata. Spettroscopie avanzate. (6° Esperienza di laboratorio)
- Studio degli enzimi e delle proteine. Cinetica enzimatica: calcolo della Km, Ki, Ka. Studio del tipo di inibizione: competitiva, non competitiva, incompetitiva e mista. Uso degli analoghi dei substrati, effetto del pH e della temperatura (7° Esperienza di laboratorio).
- Dosaggio dei metaboliti. Deproteinizzazione acida o basica. Dosaggio di metaboliti con metodi spettrofotometrici, spettrofluorimetrici, Dosaggio ATP, glucosio. Uso dell’HPLC nel dosaggio dei metaboliti.
- Metodi biochimici per l’analisi delle interazioni molecolari. Analisi proteine ligando. Analisi di interazione tra proteine.

- Keith Wilson and John Walker: Biochimica e biologia molecolare: principi e tecniche. EDs. 2019 Raffaello Cortina Editore.
- M.Maccarrone. Metodologie Biochimiche e Biomolecolari, Zanichelli Editore
- Bonaccorsi, Contestabile, Di Salvo. Metodologie biochimiche, Zanichelli Editore.

Le slide di ciascuna lezione saranno rese disponibili.

IL CORSO (5.5 CFU) È DIVISO IN UNA PARTE INIZIALE DI INQUADRAMENTO STORICO E NORMATIVO, UNA SECONDA PARTE INVECE SI ARTICOLA IN LEZIONI CHE DESCRIVONO UN'AMPIA CASISTICA DI MODELLI SPERIMENTALI "IN VIVO" ED "IN VITRO", FUNZIONALI A VARIE PROBLEMATICHE DI RICERCA SIA NELL'AMBITO DELLA BIOLOGIA APPLICATA ALLA SALUTE DELL'UOMO CHE ALLA BIOLOGIA CELLULARE E MOLECOLARE.
SARANNO FORNITI SPUNTI DI DISCUSSIONE SUI QUALI LO STUDENTE DOVRÀ RELAZIONARE DURANTE LO SVOLGIMENTO DEL CORSO E CHE SARANNO OGGETTO DI VALUTAZIONE.
LE ESERCITAZIONI (0.5 CFU) DI LABORATORIO VERRANNO CONCORDATE CON GLI STUDENTI ED AVRANNO LO SCOPO DI FAR ACQUISIRE TECNICHE SU ALCUNI MODELLI SPERIMENTALI UTILIZZATI NEI LABORATORI DI RICERCA.

TESTI ED ALTRO MATERIALE DIDATTICO PER LO STUDIO INDIVIDUALE A CASA VERRANNO INDICATI AGLI STUDENTI IN SEDE DI LEZIONE.

LEZIONI INTRODUTTIVE: Metabolismo primario e secondario. Vie biosintetiche dei composti fenolici, dei terpeni e dei composti contenenti azoto (alcaloidi, glucosidi cianogenici e glucosinolati). Enzimi chiave delle principali vie metaboliche e regolazioni omeostatiche (meccanismi trascrizionali, allosterici, redox e post-traduzionali: l’esempio dell’ADP glucosio pirofosforilasi). Enzimi target di erbicidi.

MECCANISMI DI DIFESA IN RISPOSTA AGLI STRESS AMBIENTALI: Effetti degli stress biotici, abiotici e dei principali inquinanti sul metabolismo primario e secondario. Cambiamenti climatici, plasticità fenotipica e risposte di difesa integrate a stress multipli. Siti di regolazione all’interfaccia fra metabolismo primario e secondario. La plasticità metabolica: modulazione delle vie metaboliche in risposta alle variazioni delle condizioni ambientali. Effetti dell’ambiente su produzione e accumulo di metaboliti secondari e composti bioattivi.

VIE DI BIO-SEGNALAZIONE. Risposte di difesa e vie di bio-segnalazione intracellulare e intercellulare. La coordinazione delle risposte fra organi diversi. Risposte sistemiche. Modalità di segnalazione fra siti di percezione e siti di risposta distali. La propagazione di segnali elettrici attraverso la pianta: le nuove frontiere della Fisiologia Vegetale. Il potenziale d’azione negli organismi vegetali e la trasmissione veloce del segnale a lunga distanza foglia-foglia, radice-foglia e viceversa.

MOLECOLE BIOATTIVE: RUOLI FUNZIONALI E APPLICAZIONI. Le basi chimiche della comunicazione pianta-ambiente. Le piante officinali e i composti bioattivi. Flavonoidi, Carotenoidi e Alcaloidi: ruoli funzionali e applicazioni nel campo cosmetico, farmacologico, nutraceutico. Integratori, coloranti e additivi alimentari. Oli essenziali. Tinture madri. Produzione di metaboliti bioattivi in vitro da colture cellulari e di tessuti. Biotrasformazioni, bioreattori e fermentatori. Approcci biotecnologici.

Biochimica vegetale
Attività pratica di laboratorio.
Esercitazione 1: titolazione dell’acido ascorbico ed analisi della stabilità all’alta temperatura.
Esercitazione 2: saggio enzimatico spettrofotometrico e analisi istochimica dell’attività perossidasica in piantine di mais e lenticchie cresciute al buio e alla luce
Esercitazione 3: saggio enzimatico dell’attività amino-ossidasica con metodo indiretto accoppiato alla perossidasi e metodo diretto dell’orto-aminobenzaldeide in piantine di mais e lenticchie cresciute al buio e alla luce. Comparazione dei metodi.

1) Biochemistry and Molecular Biology of Plants. Buchanan et al.; John Wiley & Sons Inc
2) Molecole Bioattive delle piante. Massimo Maffei; Published by the author.
3) Biologia delle Piante. Vol 2: Interazioni con l’ambiente e Domesticazione. Smith A. M. et al.; Zanichelli.
4) Articoli scientifici e lezioni in power point fornite dal docente

La Prof.ssa riceve tutti i giorni previo appuntamento via email: alessandra.cona@uniroma3.it

LE EMOPROTEINE. IL METABOLISMO DELL'EME E LE PATOLOGIE ASSOCIATE. LA BIOSINTESI DELL'EME E LE PATOLOGIE ASSOCIATE. IL METABOLISMO DEL FERRO E LE PATOLOGIE ASSOCIATE. DEFINIZIONE DI “INORGANIC BIOFACTORS”. I PRINCIPALI “INORGANIC BIOFACTORS”: L’OSSIGENO MOLECOLARE, IL MONOSSIDO DI CARBONIO, IL MONOSSIDO D’AZOTO, L’ACIDO SOLFIDRICO. ANALISI DEL RUOLO BIOCHIMICO E CELLULARE DEGLI "INORGANIC BIOFACTORS" E DEL LORO CONTRIBUTO NELL'INSORGENZA DI PATOLOGIE UMANE. RUOLO TERAPEUTICO DEGLI "INORGANIC BIOFACTORS". LE SPECIE REATTIVE DELL’OSSIGENO E DELL’AZOTO. LE MALATTIE MITOCONDRIALI. LA QUESTIONE ENERGETICA DELLE CELLULE TUMORALI. VARIAZIONI METABOLICHE NELLE CELLULE TUMORALI: EFFETTO WARBURG.

ARTICOLI SCIENTIFICI, SUPPORTI INFORMATICI E CARTACEI FORNITI DAL DOCENTE.
Testi di supporto:
- Siliprandi & Tettamanti "Biochimica Medica - strutturale, metabolica e funzionale" Ed. Piccin
- Chiurchiù & Maccarrone "I radicali liberi e la loro rilevanza in biomedicina: dai meccanismi molecolari alle prospettive terapeutiche" Ed Piccin

ORARIO RICEVIMENTO: lunedì ore 10 su appuntamento (alessandra.dimasi@uniroma3.it)

Il programma del corso è articolato in modo da fornire allo studente:
- competenze culturali (conoscenza di:) relative a linguaggi, metodologie e approcci sperimentali per lo studio delle relazioni genotipo-fenotipo nei procarioti;
- competenze metodologiche (saper effettuare:) che consentano di ricercare in modo autonomo e analizzare in modo critico pubblicazioni scientifiche presenti nelle banche dati disponibili on-line, e di valutare e impostare un approccio sperimentale.

Programma
- stuttura, organizzazione, funzionamento ed evoluzione del cromosoma batterico;
- metodi e approcci per il sequenziamento e l’analisi dei genomi batterici;
- stuttura, organizzazione, funzione ed evoluzione degli elementi genetici mobili (plasmidi e trasposoni);
- basi genetiche e molecolari del trasferimento genico orizzontale;
- basi genetiche e molecolari della regolazione dell’espressione genica e della bistabilità nei procarioti;
- basi genetiche e metodi di studio della resistenza e della tolleranza agli antibiotici;
- metodi di identificazione e validazione di geni essenziali.

Nozioni su alcuni argomenti di base trattati durante il corso saranno reperibili in testi di Genetica dei Batteri, come indicato nella bibliografia. Per gli argomenti teorici più avanzati e per le esercitazioni di laboratorio verranno forniti agli studenti materiale monografico specifico e protocolli sperimentali.
Come strumenti di didattica innovativa, presentazioni power-point verranno condivise via email con gli studenti come dispense. Inoltre, verranno consigliati agli studenti siti web su cui trovare in modo autonomo pubblicazioni scientifiche che consentiranno di approfondire gli argomenti più avanzati trattai nel corso.

Modulo 1.- Le aree archeologiche. (2,5 crediti)
Rapporto uomo-natura nel mondo antico: analisi dell’evoluzione del rapporto. Problematiche relative alla presenza vegetale nelle aree archeologiche in relazione al biodeterioramento operato sui manufatti. Aspetti postivi posti dalla vegetazione in termini conservativi per il patrimonio storico-monumentale e problematiche di conservazione della natura in siti di rifugio. La creazione dei parchi archeologici in Italia e aspetti gestionali connessi.
Modulo 2.- I giardini storici (2,5crediti)
Origine dell’idea del giardino. Excursus storico dal mondo assiro-babilonese, egizio, romano, medievale, moderno e contemporaneo. Problemi di gestione botanica in parchi e giardini storici. La scheda PG/B di catalogazione della componente vegetale nei parchi e giardini.
Modulo 3 Attività pratica in campo (1 credito)
Escursioni in aree esemplificative: Colosseo e Horti Farnesiani sul Palatino. Aree archeologiche in particolare nell'area dell'Appia Antica. Visita a giardini storici nell’area dell’Italia centrale per approfondimenti tematici.

La Biologia vegetale per i beni culturali (vol.II), 2005 G. Caneva (a cura). Ed. Nardini, Firenze
e letteratura su casi di studio

Modulo di Metodologie Biochimiche (Prof.ssa Alessandra di Masi)

- Le metodologie biochimiche nella ricerca scientifica. Strumentazione di base nel laboratorio di biochimica (vetreria, bilance, agitatori, sistemi termostatati, pHmetri, cappe, centrifughe).
- Volumetria e pesate. Preparazioni di soluzioni, diluizioni, sistemi tampone.
- Produzione di proteine ricombinanti: clonaggio, mutagenesi, sistemi di espressione in batteri, lieviti, cellule di mammifero, cellule di insetto. Proteine di fusione.
- Metodi per la purificazione delle proteine: tecniche di separazione. Estrazione delle proteine dalla fonte biologica. Metodi di frazionamento di miscele proteiche. Omogenizzazione di cellule con potter, ultraturrax, sonicazione, omogenizzatori in continuo a pressione (1° Esperienza di laboratorio).
- Purificazione delle proteine con tecniche cromatografiche: gel filtrazione, cromatografia a scambio ionico, cromatografia di affinità, cromatografia di immunoaffinità, cromatografia per interazioni idrofobiche, cromatografia a fase inversa. Applicazioni dell’HPLC (con esperienza di laboratorio) (2° Esperienza di laboratorio).
- Quantificazione delle proteine. (3° Esperienza di laboratorio)
- Elettroforesi. Elettroforesi su gel di poliacrilammide in condizioni native o denaturanti (SDS-PAGE) tecniche di rivelazione, analisi quantitativa densitometrica delle bande, determinazione del peso molecolare, elettroforesi su gradiente, elettroforesi preparativa, isoelettrofocalizzazione, elettroforesi bidimensionale. (4° Esperienza di laboratorio)
- Tecniche immunochimiche: anticorpi, western blotting, ELISA e RIA, immunoprecipitazione. (5° Esperienza di laboratorio)
- Metodi spettroscopici per lo studio delle proteine. Spettroscopia di assorbimento UV-VIS. Spettroscopia di fluorescenza. Spettroscopia a luce polarizzata. Spettroscopie avanzate. (6° Esperienza di laboratorio)
- Studio degli enzimi e delle proteine. Cinetica enzimatica: calcolo della Km, Ki, Ka. Studio del tipo di inibizione: competitiva, non competitiva, incompetitiva e mista. Uso degli analoghi dei substrati, effetto del pH e della temperatura (7° Esperienza di laboratorio).
- Dosaggio dei metaboliti. Deproteinizzazione acida o basica. Dosaggio di metaboliti con metodi spettrofotometrici, spettrofluorimetrici, Dosaggio ATP, glucosio. Uso dell’HPLC nel dosaggio dei metaboliti.
- Metodi biochimici per l’analisi delle interazioni molecolari. Analisi proteine ligando. Analisi di interazione tra proteine.

- Keith Wilson and John Walker: Biochimica e biologia molecolare: principi e tecniche. EDs. 2019 Raffaello Cortina Editore.
- M.Maccarrone. Metodologie Biochimiche e Biomolecolari, Zanichelli Editore
- Bonaccorsi, Contestabile, Di Salvo. Metodologie biochimiche, Zanichelli Editore.

Le slide di ciascuna lezione saranno rese disponibili.

- Le banche dati bibliografiche e biologiche
- Programmi di allineamento di sequenze e di ricerche di omologia in banche dati
- Modellistica molecolare
- Docking molecolare

Tramontano, Bioinformatica, Zanichelli

IL CORSO (5.5 CFU) È DIVISO IN UNA PARTE INIZIALE DI INQUADRAMENTO STORICO E NORMATIVO, UNA SECONDA PARTE INVECE SI ARTICOLA IN LEZIONI CHE DESCRIVONO UN'AMPIA CASISTICA DI MODELLI SPERIMENTALI "IN VIVO" ED "IN VITRO", FUNZIONALI A VARIE PROBLEMATICHE DI RICERCA SIA NELL'AMBITO DELLA BIOLOGIA APPLICATA ALLA SALUTE DELL'UOMO CHE ALLA BIOLOGIA CELLULARE E MOLECOLARE.
SARANNO FORNITI SPUNTI DI DISCUSSIONE SUI QUALI LO STUDENTE DOVRÀ RELAZIONARE DURANTE LO SVOLGIMENTO DEL CORSO E CHE SARANNO OGGETTO DI VALUTAZIONE.
LE ESERCITAZIONI (0.5 CFU) DI LABORATORIO VERRANNO CONCORDATE CON GLI STUDENTI ED AVRANNO LO SCOPO DI FAR ACQUISIRE TECNICHE SU ALCUNI MODELLI SPERIMENTALI UTILIZZATI NEI LABORATORI DI RICERCA.

TESTI ED ALTRO MATERIALE DIDATTICO PER LO STUDIO INDIVIDUALE A CASA VERRANNO INDICATI AGLI STUDENTI IN SEDE DI LEZIONE.

1. TECNICHE DI BASE PER L'ANALISI DEI GENI; ENZIMI DI RESTRIZIONE, ANALISI ELETTROFORTICA. 2. VETTORI; CLONAGGIO. 3. PCR; REAL TIME PCR E APPLICAZIONI. 4. VARIABILITA’ GENETICA NELLE SCIENZE FORENSI. 5. IDENTIFICAZIONE DEI GENI; LIBRERIE GENOMICHE E cDNA, SCREENING DEL DOPPIO IBRIDO. 6. MUTAGENESI. 7. PRODUZIONE E PURIFICAZIONE DI PROTEINE RICOMBINANTI. 8. DAL SEQUENZIAMENTO DI SANGER ALLA NEXT-GENEREATION SEQUENCING 9. ANALISI POST-GENOMICHE; TRASCRITTOMICA; GENI REPORTER. 10. PROTEOMICA. 11. PRODUZIONE E ANALISI DI PIANTE TRANSGENICHE 12. MODIFICAZIONI GENETICHE DI CELLULE ANIMALI; CREAZIONE DI TOPI TRANSGENICI. 13. GENE TRAPPING; GENE TARGETING. 14. CLONAZIONE ANIMALE; TERAPIA GENICA. 15. IL SISTEMA CRISPR-CAS E SUE APPLICAZIONI.

Libri di testo consigliati:
1. METODOLOGIE BIOCHIMICHE STRUMENTI E TECNICHE PER IL LABORATORIO DEL NUOVO MILLENNIO, MACCARRONE M., E BIOMOLECOLARI, CASA EDITRICE ZANICHELLI
2. DAI GENI AI GENOMI, JEREMY W. DALE, MALCOLM VON SCHANTZ, NICK PLANT, A CURA DI: E. GINELLI, CASA EDITRICE EDISES
3. ANALISI DEI GENI E GENOMI, REECE, EDISES.
4. TECNICHE E METODI PER LA BIOLOGIA MOLECOLARE, AMALDI F., BENEDETTI P., PESOLE G., PLEVANI P., CASA EDITRICE AMBROSIANA.

Saranno fornite slides delle lezioni.
Gli studenti non frequentanti sono incoraggiati a contattare il docente per avere informazioni sul programma, sui materiali didattici e sulle modalità di valutazione del profitto.
Il professore riceve tutti i giorni dalle 10.00 alle 11.00 previo appuntamento via mail: manuela.cervelli@uniroma3.it

CONCETTI GENERALI E CICLI VITALI DEI PRINCIPALI PARASSITI DELL’UOMO
TERMINOLOGIA E DEFINIZIONI IN PARASSITOLOGIA GENERALE
CLASSIFICAZIONE DEI PARASSITI UMANI (PROTOZI, PLATELMINTI, NEMATODI E ARTROPODI)
RICONOSCIMENTO MORFOLOGICO DEI PARASSITI
TECNICHE BIOMOLECOLARI APPLICATE ALL’IDENTIFICAZIONE E SISTEMATICA DEI PARASSITI

MODELLI DI TRASMISSIONE TRAMITE VETTORI: TRYPANOSOMATIDI, PLASMODI, BABESIA, FILARIE, SCHISTOSOMI
MODELLI DI TRASMISSIONE TRAMITE INGESTIONE: GIARDIA, AMEBE, TOXOPLASMA, CRYPTOSPORIDIUM,
OPISTHORCHIS, TENIE, TRICHINELLA, TOXOCARA, OSSIURI
ALTRI MODELLI: STRONGYLOIDES

IMMUNITA’ AI PARASSITI E MECCANISMI DI EVASIONE

MALATTIE PARASSITARIE
TERMINOLOGIA E DEFINIZIONI IN EPIDEMIOLOGIA, PATOGENESI, ASPETTI CLINICI, DIAGNOSI E TERAPIA
LE PRINCIPALI MALATTIE PARASSITARIE ENDEMICHE IN ITALIA: LEISHMANIOSI, GIARDIASI, TOXOPLASMOSI,
CISTICERCOSI, ECHINOCOCCOSI/IDATIDOSI, TRICHINELLOSI, TOXOCARIASI, DIROFILARIASI, OSSIURIASI, PEDICULOSI
LE PRINCIPALI MALATTIE PARASSITARIE DA IMPORTAZIONE: TRIPANOSOMIASI AFRICANA (MALATTIA DEL SONNO); TRIPANOSOMIASI AMERICANA (MALATTIA DI CHAGAS), AMEBIASI, MALARIA, SCHISTOSOMIASI

DE CARNERI – PARASSITOLOGIA MEDICA E DIAGNOSTICA PARASSITOLOGICA – CASA EDITRICE AMBROSIANA, 2013
GABRIELLA CANCRINI – PARASSITOLOGIA MEDICA ILLUSTRATA – LOMBARDO EDITORE, 2012

L'insegnamento è articolato in tre argomenti principali:
-Metodologie delle Biotecnologie Vegetali
-Applicazioni delle Biotecnologie Vegetali
-Rischi delle Biotecnologie Vegetali.

In dettaglio, argomenti del corso sono:
Tecniche di trasferimento genico nel genoma nucleare e plastidiale; Tecniche di cultura in vitro di cellule vegetali; Utilizzo di geni di selezione e di geni 'reporter' nelle Biotecnologie Vegetali; Strategie di eliminazione di geni di selezione di piante trasformate; Espressione inducibile di geni in piante transgeniche; Espressione transiente di geni in piante; Silenziamento genico nelle piante e applicazioni; Strategie di 'Gene Targeting' nelle piante; Il 'Genome editing' nelle piante; Piante con maggiore valore nutritivo; Produzione di varie molecole, come anticorpi e vaccini, in piante transgeniche; Strategie biotecnologiche per ottenere piante resistenti agli erbicidi, agenti patogeni e stress ambientali; Piante con una maggiore capacità fotosintetica; Rischi connessi all'utilizzo di piante transgeniche; Problematiche etiche; Tecnologie emergenti e Biotecnologie Vegetali.

1. BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY OF PLANTS (2000) BUCHANAN B.B, GRUISSEM W., JONES R.L., AMERICAN SOCIETY OF PLANT PHYSIOLOGISTS, ROCKVILLE, MARYLAND.
2. BIOLOGIA CELLULARE E BIOTECNOLOGIE VEGETALI (2011) COZZOLINO S., DI SANSEBASTIANO G.P., FORNI C., GENRE A., LANFRANCO L., MICCHELI A., PASQUA G., TRAINOTTI L., VALLETTA A.
3. HANDBOOK OF PLANT BIOYECHNOLOGY (2004) CHRISTOU P., KLEE H., HOBOKEN, (N.J.), WILEY.
4. PLANT BIOTECHNOLOGY AND TRANSGENIC PLANTS (2002) OKSMAN-CALDENTEY K.-M., BARZ W.H., NEW YORK, DEKER.

-Articoli scientifici originali pubblicati in riviste internazionali (saranno forniti in formatto pdf).

-Saranno fornite dispense delle lezioni.

argomenti trattati nelle lezioni frontali:
• Generalità di metabolismo e fisiologia microbica: le fermentazioni industriali e le colture starter;
• Biotecnologie microbiche per la conservazione e la sicurezza degli alimenti;
• Biotecnologie microbiche nell’industria del farmaco (produzione di antibiotici, aminoacidi, integratori alimentari);
• Biotecnologie microbiche nell’industria alimentare (produzione di yogurt e formaggi, prodotti lievitati, birra, vino, aceto);
• Produzione di enzimi e proteine ricombinanti per l’industria alimentare e farmaceutica (esempi comparativi);
• Miglioramento dei microrganismi industriali.

Argomenti trattati nelle esercitazioni di laboratorio:
-clonaggio, sovraespressione e purificazione di proteine ricombinanti in Escherichia coli
-produzione e analisi microbiologica del lievito madre.
Sono previste escursioni didattiche in aziende produttrici di birra

Il materiale didattico specifico per ogni lezione sarà distribuito in aula dalla docente. I testi sotto indicati servono per consultazione o approfondimento e sono disponibili in biblioteca o presso il docente.

LEZIONI INTRODUTTIVE: Metabolismo primario e secondario. Vie biosintetiche dei composti fenolici, dei terpeni e dei composti contenenti azoto (alcaloidi, glucosidi cianogenici e glucosinolati). Enzimi chiave delle principali vie metaboliche e regolazioni omeostatiche (meccanismi trascrizionali, allosterici, redox e post-traduzionali: l’esempio dell’ADP glucosio pirofosforilasi). Enzimi target di erbicidi.

MECCANISMI DI DIFESA IN RISPOSTA AGLI STRESS AMBIENTALI: Effetti degli stress biotici, abiotici e dei principali inquinanti sul metabolismo primario e secondario. Cambiamenti climatici, plasticità fenotipica e risposte di difesa integrate a stress multipli. Siti di regolazione all’interfaccia fra metabolismo primario e secondario. La plasticità metabolica: modulazione delle vie metaboliche in risposta alle variazioni delle condizioni ambientali. Effetti dell’ambiente su produzione e accumulo di metaboliti secondari e composti bioattivi.

VIE DI BIO-SEGNALAZIONE. Risposte di difesa e vie di bio-segnalazione intracellulare e intercellulare. La coordinazione delle risposte fra organi diversi. Risposte sistemiche. Modalità di segnalazione fra siti di percezione e siti di risposta distali. La propagazione di segnali elettrici attraverso la pianta: le nuove frontiere della Fisiologia Vegetale. Il potenziale d’azione negli organismi vegetali e la trasmissione veloce del segnale a lunga distanza foglia-foglia, radice-foglia e viceversa.

MOLECOLE BIOATTIVE: RUOLI FUNZIONALI E APPLICAZIONI. Le basi chimiche della comunicazione pianta-ambiente. Le piante officinali e i composti bioattivi. Flavonoidi, Carotenoidi e Alcaloidi: ruoli funzionali e applicazioni nel campo cosmetico, farmacologico, nutraceutico. Integratori, coloranti e additivi alimentari. Oli essenziali. Tinture madri. Produzione di metaboliti bioattivi in vitro da colture cellulari e di tessuti. Biotrasformazioni, bioreattori e fermentatori. Approcci biotecnologici.

Biochimica vegetale
Attività pratica di laboratorio.
Esercitazione 1: titolazione dell’acido ascorbico ed analisi della stabilità all’alta temperatura.
Esercitazione 2: saggio enzimatico spettrofotometrico e analisi istochimica dell’attività perossidasica in piantine di mais e lenticchie cresciute al buio e alla luce
Esercitazione 3: saggio enzimatico dell’attività amino-ossidasica con metodo indiretto accoppiato alla perossidasi e metodo diretto dell’orto-aminobenzaldeide in piantine di mais e lenticchie cresciute al buio e alla luce. Comparazione dei metodi.

1) Biochemistry and Molecular Biology of Plants. Buchanan et al.; John Wiley & Sons Inc
2) Molecole Bioattive delle piante. Massimo Maffei; Published by the author.
3) Biologia delle Piante. Vol 2: Interazioni con l’ambiente e Domesticazione. Smith A. M. et al.; Zanichelli.
4) Articoli scientifici e lezioni in power point fornite dal docente

La Prof.ssa riceve tutti i giorni previo appuntamento via email: alessandra.cona@uniroma3.it

STRUTTURA ATOMICA: MODELLI ATOMICI, ORBITALI ATOMICI. LEGAME CHIMICO: ORBITALI MOLECOLARI. PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA: ENERGIA, LAVORO E CALORE. RICHIAMO DEI CONCETTI DI POTENZIALI TERMODINAMICI: ENERGIA INTERNA, ENTALPIA, ENTROPIA, ENERGIA LIBERA DI GIBBS. INTRODUZIONE ALL'INTERAZIONE RADIAZIONE-MATERIA (CENNI DEL MODELLO CLASSICO). RADIAZIONE ELETTROMAGNETICA. INTRODUZIONE AL CONCETTO DI SPETTROSCOPIE. SPETTROSCOPIA VIBRAZIONALE (FT-IR), SPETTROSCOPIA ELETTRONICA DI ASSORBIMENTO ED EMISSIONE UV-Visibile, SPETTROSCOPIA DI FOTOEMISSIONE X (XPS). STRUMENTAZIONE. ESEMPI DI APPLICAZIONI DELLE SPETTROSCOPIE FT-IR, UV-VIS e XPS ALLO STUDIO DELLA STRUTTURA CHIMICA ED ELETTRONICA DI BIOMOLECOLE.

PETER ATKINS, JULIO DE PAULA: CHIMICA FISICA BIOLOGICA (VOL.1). ED. ZANICHELLI; materiale didattico (dispense) preparato dal docente e scaricabile dalla pagina Moodle del corso.

Competenze culturali (Conoscenza di:) il corso offre le basi concettuali per (A) il riconoscimento dei principali caratteri distintivi dei primati e dei loro adattamenti anatomici e comportamentali in chiave ecologica comparata ed evoluzionistica e (B) la comprensione delle principali tendenze evolutive dei primati e dell’origine dell’uomo
Competenze metodologiche (Saper effettuare:) capacità di senso critico attraverso letture e discussioni, e riconoscimento delle principali problematiche gestionali legate alla conservazione in-situ ed ex-situ.

PROGRAMMA
Introduzione all’ordine: evoluzione, filogenesi, tassonomia e sistematica. Caratteri distintivi dell’ordine dei primati rispetto ad altri mammiferi. Anatomia del corpo dei primati: variabilità nelle dimensioni corporee; caratteristiche e diversità morfologiche nel cranio (formule dentarie, muscoli delle espressioni facciali), il cervello e i sensi; scheletro, arti, unghie e artigli; sistema digerente e riproduttivo. Distribuzione geografica dei primati ed introduzione alle caratteristiche comportamentali, sociali, ecologiche e del ciclo vitale. Caratteristiche distintive, radiazione adattativa e relazioni filetiche dei vari taxa di primati. Adattamenti ecologici e biogeografia dei primati: comunità e pattern di diversità dei primati su scala globale. Adattamenti dei primati: relazioni funzionali tra caratteristiche morfologiche (es., taglia del corpo, dentatura, forma dello scheletro, organi sensoriali) ed ecologia comportamentale (es., dieta, uso dell’habitat, locomozione) nello studio dell’evoluzione delle differenze anatomiche. Dati paleontologici e biomolecolari per lo studio dell’evoluzione, filogenesi ed origine dei primati. Teorie adattative sull’origine dei primati. Cenni di paleo-primatologia e primati ancestrali. Le prime scimmie antropoidi e le teorie sull'origine delle scimmie platirrine. Antropomorfe fossili, primi ominidi e primati bipedi. L’origine dell’uomo: evoluzione e filogenesi del genere Homo. I rapporti fra Homo sapiens e le altre forme recenti del genere Homo. Radiazione adattativa dell’ordine dei primati e principali tendenze evolutive. Principali cause del rischio di estinzione delle specie di primati. Problemi relativi alla conservazione dei primati in-situ e ex-situ e all’etica del benessere nella gestione in cattività.

TESTO CONSIGLIATO:
Fleagle, J. G. (2013). Primate adaptation and evolution. Third Edition. Academic press.

TESTI PER EVENTUALE ULTERIORE CONSULTAZIONE:
- Ankel-Simons, F. (2010). Primate anatomy: an introduction. Elsevier.
- Dixson, AF (2012). Primate Sexuality: Comparative Studies of the Prosimians, Monkeys, Apes
and Human Beings, Second Edition. Oxford: Oxford University Press.

Il professore riceve previo appuntamento via mail: monica.carosi@uniroma3.it

- Cenni generali sulla funzione plastica ed energetica dei nutrienti
- Assorbimento ed utilizzo di
- Vitamine
- Carboidrati
- Lipidi
- Amminoacidi
- Metabolismo delle principali bevande alcoliche e nervine
- Trasduzione del segnale e regolazione delle vie metaboliche
- Regolazione metabolica del ciclo alimentazione digiuno
- Le specie reattive dell'ossigeno
- Gli antiossidanti endogeni ed esogeni
- Gli xenobiotici

- Leuzzi, Bellocco, Barreca “Biochimica della Nutrizione” Ed. Zanichelli
- Arienti "Le basi molecolari della nutrizione"
- Cozzani, Dainese "Biochimica degli alimenti e della nutrizione" Ed. Piccin.

- Testi di Biochimica utilizzati per a preparazione dell’esame di Biochimica del corso di Laurea triennale in Scienze Biologiche.

Competenze culturali: L’obiettivo del corso è quello di favorire l’acquisizione della conoscenza: 1) delle specializzazioni dell’architettura cellulare di glia e neuroni e delle loro rispettive funzioni; 2) dei meccanismi cellulari e molecolari alla base della comunicazione tra cellule gliali e neuroni, con particolare riferimento alle vie di segnalazione regolate dall’ossido di azoto. Si intende favorire l’acquisizione delle basi culturali e metodologiche che permettano di utilizzare le principali tecniche di biologia cellulare e di valutare in modo critico il contesto scientifico. Al termine del corso lo studente dovrebbe essere in grado di discutere sulle specifiche caratteristiche strutturali e funzionali di astrociti e microglia anche in specifici contesti quali la neurodegenerazione.
Competenze metodologiche: saper progettare un esperimento utilizzando colture di cellule gliali, acquisire ed analizzare i dati ottenuti dall’attività di laboratorio.
programma dell’insegnamento:
Saranno approfonditi i seguenti argomenti: Morfologia e ultrastruttura delle cellule gliali; Proprietà e funzioni degli astrociti: omeostasi di pH, K, volume; L’unità neuro-glio-vascolare, meccanismi di regolazione del flusso sanguigno cerebrale; rilascio di gliotrasmettitori e sinapsi tripartita; Ruolo dell’ossido di azoto come neurotrasmettitore e mediatore neurotossico; Microglia: attivazione, motilità e ruolo nell’immunosorveglianza; Ruolo della glia nelle malattie: astrocitosi reattiva, malattie neurodegenerative e infettive. Meccanismi della risposta cellulare allo stress nitrossidativo negli astrociti. L’attività di laboratorio prevede l’utilizzo di colture di cellule gliali e sarà dedicata allo studio del ruolo dell’ossido di azoto come messaggero cellulare. Principali metodologie trattate: estrazione di proteine nucleari e western blot; metodiche di studio dell'espressione genica e di fattori trascrizionali (estrazione di RNA, RT-PCR, EMSA, TransAM-ELISA). Trasfezione cellulare. Sistemi di regolazione dell'espressione genica (oligonucleotidi decoy,). Metodiche di studio del pathway dell'ossido di azoto. Determinazione dell'NO in cellule vive e in estratti cellulari (nitriti, attività enzimatica, sonde fluorescenti).

BRUCE R. RANSOM, HELMUT KETTENMANN. “NEUROGLIA”
– THIRD EDITION – 2012 OXFORD UNIVERSITY PRESS

Saranno fornite le diapositive in formato PDF di tutte le lezioni.

La professoressa riceve gli studenti almeno una volta a settimana previo appuntamento via e-mail: tiziana.persichini@uniroma3.it

- IL GENOMA (ORGANIZZAZIONE, GENOMICA STRUTTURALE, GENOMICA COMPARATIVA, GENOMICA FUNZIONALE). EPIGENOMA (METILAZIONE, MODIFICAZIONE DEGLI ISTONI, ARCHITETTURA 3D DELLA CROMATINA, NON-CODING RNA). ESEMPI DI PROCESSI REGOLATI A LIVELLO EPIGENETICO: IL DIFFERENZIAMENTO CELLULARE; LA DETERMINAZIONE GENETICA DEL SESSO (COME E’ DETERMINATO IL SESSO, COMPENSAZIONE DEL CROMOSOMA X E INATTIVAZIONE).

- REGOLAZIONE DEL CICLO CELLULARE, SENESCENZA E APOPTOSI. GENETICA DELL’INVECCHIAMENTO (TEORIE GENETICHE DELL'INVECCHIAMENTO, GENI DELLA LONGEVITA’, INVECCHIAMENTO NEGLI ORGANISMI MODELLO, INVECCHIAMENTO CELLULARE E MOLECOLARE). GENETICA DEL CANCRO (ONCOGENI, GENI ONCOSOPPRESSORI, RIARRANGIAMENTI CROMOSOMICI E CANCRO, TEORIA DELLE CELLULE STAMINALI TUMORALI). RISPOSTA GENETICA INDIVIDUALE E FARMACOGENETICA.

- GENETICA MOLECOLARE UMANA, Tom Strachan, Andrew Read, Zanichelli
- Articoli scientifici e materiale didattico fornito dal docente

1. Evoluzione e sistematica dei microrganismi: origine dei batteri; filogenesi molecolare; gene per il 16S rRNA ed evoluzione; fondamenti di sistematica dei microrganismi
2. Diversità metabolica nei microrganismi: chemiolitotrofia; fermentazioni; respirazione anaerobia; fototrofia
3. Diversità funzionale dei microrganismi: batteri fototrofi e chemiotrofi
4. Metodi di studio in ecologia microbica: a) metodi colturali; b) metodi indipendenti dalla coltivazione: microscopia, analisi genetiche; metagenomica
5. Gli ecosistemi microbici: a) principi di ecologia; b) Interazioni microbiche (Quorum sensing; Biofilm);
c) Ambiente terrestre (il suolo); d) Ambienti acquatici (acque dolci e mare); c) Ambienti estremi (abissi; sorgenti idrotermali)
6. Ruolo microbico nei cicli dei nutrienti: carbonio, azoto, zolfo; altri
7. Simbiosi tra microrganismi e tra microrganismi e organismi diversi quali a) piante, b) mammiferi, c) uomo; d) insetti; e) invertebrati acquatici
8. I microrganismi negli ambienti antropizzati: biorisanamento di siti contaminati; trattamento acque; biocorrosione; recupero di minerali da miniere

Brock. Biologia dei microrganismi
Microbiologia generale, ambientale e industriale • 14/Ed. • Con MyLab
Michael T. Madigan - John M. Martinko - David A. Stahl - Kelly S. Bender - Daniel H. Buckley

I cambiamenti climatici e la sicurezza alimentare. Varietà vegetali e plasticità fenotipica. Effetto delle condizioni ambientali sul metabolismo primario e secondario: qualità del cibo e produzione di aromi, sapori e tossine. L’origine dell’agricoltura e il processo di domesticazione in riferimento alle principali famiglie di piante alimentari: Poaceae, Fabaceae, Rosaceae, Solanaceae, Brassicaceae. La domesticazione del farro, del grano duro e del grano tenero. Il miglioramento genetico e la rivoluzione verde. Le biotecnologie per lo sviluppo di piante alimentari resistenti agli stress ambientali e/o agli erbicidi e ad alto valore nutritivo. Metabolismo primario e secondario. Il metabolismo secondario: terpeni, fenoli, alcaloidi, glicosidi cianogenici, glucosinolati, aminoacidi non proteici. Gli aspetti nutrizionali dei metaboliti secondari: metaboliti con effetti tossici e metaboliti con effetti positivi sulla salute umana. Piante aromatiche, piante da spezie e piante nervine (tè, caffè, cacao). I coloranti naturali negli alimenti. I metaboliti bioattivi come integratori alimentari. Metabolismo primario: valore nutritivo dei differenti organi della pianta e biodisponibilità dei nutrienti. Nutrienti dalle piante: carboidrati (saccarosio e amido da fonti differenti), fibre solubili e insolubili, lipidi e oli vegetali (olio di semi e olio di oliva), proteine, minerali, vitamine ed antiossidanti. Effetti delle condizioni di conservazione e patologie pre- e post-raccolta sulla qualità nutrizionale degli alimenti di origine vegetale. Allergie e intolleranze causate da sostanze vegetali in specie alimentari.

Attività pratica di laboratorio.
Esercitazione 1: rilevazione amido in diversi alimenti (riso basmati, riso glutinoso, patata, banana acerba e matura, mela) e determinazione vitamina C con la soluzione di Lugol in frutta fresca e succhi di frutta.
Esercitazione 2: analisi dell'attività perossidasica nella lattuga (foglie interne ed esterne e diverse porzioni della stessa foglia)
Esercitazione 3: determinazione dei polifenoli nel vino bianco e nel vino rosso
Esercitazione 4: la determinazione delle proteine in verdure cotte, crude e congelate

1) Piante alimentari. Biologia, composizione chimica, utilizzazione. Rinallo C.; Piccin.
2) Biologia delle Piante. Vol 2: Interazioni con l’ambiente e Domesticazione. Smith A. M. et al.; Zanichelli.
3) La chimica e gli alimenti. Nutrienti e aspetti nutraceutici. Luisa Mannina, Maria Daglia, Alberto Ritieni; CEA.
4) Alimentazione, Nutrizione e Salute. Lucantonio Debellis, Alessandro Poli; Edises.
5) Articoli scientifici e lezioni in power point fornite dal docente

La Prof.ssa riceve tutti i giorni previo appuntamento via email: alessandra.cona@uniroma3.it

Introduzione ai meccanismi di regolazione delle funzioni cellulari: classe di recettori espressi sulla superficie cellulare e recettori nucleari, meccanismi di segnalazione intracellulare e amplificazione del segnale basati su modificazioni post-traduzionali delle proteine (e.g. fosforilazione).
Definizione di stress cellulare e di range di tolleranza fisiologica. Descrizione dei meccanismi intracellulari, a livello di DNA, RNA, proteine mediante i quali le cellule percepiscono e rispondono ad una grande varietà di agenti stressogeni cellulari, con particolare riguardo alle condizioni di stress dell’ambiente extracellulare quale stress di calore, osmotico, ipossico, ossidativo e nutritivo.
Esaminare la risposta allo stress a livello dei singoli organelli intracellulari, con particolare attenzione al ruolo dei mitocondri e del reticolo endoplasmtico.
Descrizione dei meccanismi molecolari attivati a valle dalle cellule in risposta a condizioni di stress al fine di ri-stabilire l’omeostasi intra-cellulare adattandosi alla condizione di stress. Cenni dell’alterazione della risposta fisiologica e adattamento allo stress in condizioni degenerative (e.g. cancro).
Definizione e aggiornamento dello stato dell’arte relativo agli approcci di laboratorio applicati alla ricerca nella fisiologia della risposta cellulare allo stress e ai meccanismi molecolari in essa implicati.

Materiale di studio/approfondimento e file PDF delle lezioni sono disponibili nel sito Moodle del corso al seguente link:
https://scienze.el.uniroma3.it/course/view.php?id=20

Descrivendo e confrontando le diverse strategie replicative di virus animali appartenenti ad alcune delle principali famiglie (Parvoviridae, Poliomaviridae, Papillomaviridae, Adenoviridae, Herpesviridae, Poxviridae, Picornaviridae, Flaviviridae, Coronaviridae, Ortomixoviridae, Paramixoviridae, Rabdoviridae, Retroviridae, Hepadnaviridae) l'insegnamento si propone di approfondire gli aspetti relativi a: origine dei virus e loro evoluzione, struttura, interazioni virus-cellula, meccanismi di difesa dell'ospite dalle infezioni virali e strategie virali di immunoevasione, metodiche di rilevazione, identificazione e titolazione dei virus, farmaci antivirali e profilassi delle infezioni virali. Vengono introdotte alcune applicazioni della disciplina (sviluppo di vaccini, vettori virali e virus oncolitici). Gli studenti dovranno essere in grado di applicare le conoscenze acquisite per comprendere testi approfonditi e dati sperimentali relativi alla disciplina.

Il programma dettagliato degli argomenti trattati a lezione, i PDF delle presentazioni power point delle lezioni e il materiale integrativo sono disponibili sulla piattaforma Moodle del corso.

Libro di testo consigliato:
- N. J. Dimmock, A. J. Easton, K. N. Leppard – Introduzione alla virologia moderna. – traduzione italiana della settima edizione inglese – Casa Editrice Ambrosiana 2017
- Leonard Norkin – Virology: Molecular Biology and Pathogenesis - ASM (American Society for Microbiology) Press (questo testo è più approfondito)
da integrare con i file PDF dei power point utilizzati a lezione

La professoressa riceve gli studenti al termine delle lezioni o previo appuntamento tramite email elisabetta.affabris@uniroma3.it

Panoramica sullo sviluppo di organismi pluricellulari. Derivazione ectodermica del tessuto neurale in invertebrati e vertebrati. Neurulazione primaria: meccanismi cellulari e molecolari della formazione di piastra neurale, pliche neurali, solco neurale e tubo neurale. Neurulazione secondaria. Difetti di chiusura del tubo neurale nei mammiferi: cause genetiche ed ambientali. Morfogenesi e differenziamento del cervello e del midollo spinale. Ruolo della morte cellulare nella morfogenesi del sistema nervoso centrale: meccanismi apoptotici e autofagici. La stratificazione delle strutture corticali cerebrali e cerebellari. Malattie congenite correlate a difetti della migrazione neuronale: il caso dei disordini perossisomiali. Le cellule staminali neurali: differenziamento neuronale e gliale. Neurogenesi nel cervello adulto: le zone subventricolari e subgranulari del giro dentato di mammifero. Pathway di regolazione dell'attività della nicchia neurogenica. Neurogenesi e neurodegenerazione nel cervello senescente. Malattie neurodegenerative correlate all'invecchiamento: caratteristiche comuni e specificità anatomiche e genetico-molecolari. Aggregati proteici, ruolo dell'apoptosi e dell'autofagia e terapie contro la neurodegenerazione, basate su trapianti di cellule staminali e sulla rigenerazione endogena.

Gilbert: "Biologia dello Sviluppo", IV Ed. Italiana, Zanichelli
Menegola: "Manuale di Biologia dello Sviluppo Animale", Edises
Sanes et al.: "Lo sviluppo del sistema nervoso", Zanichelli.

- Cenni generali sulla funzione plastica ed energetica dei nutrienti
- Assorbimento ed utilizzo di
- Vitamine
- Carboidrati
- Lipidi
- Amminoacidi
- Metabolismo delle principali bevande alcoliche e nervine
- Trasduzione del segnale e regolazione delle vie metaboliche
- Regolazione metabolica del ciclo alimentazione digiuno
- Le specie reattive dell'ossigeno
- Gli antiossidanti endogeni ed esogeni
- Gli xenobiotici

- Leuzzi, Bellocco, Barreca “Biochimica della Nutrizione” Ed. Zanichelli
- Arienti "Le basi molecolari della nutrizione"
- Cozzani, Dainese "Biochimica degli alimenti e della nutrizione" Ed. Piccin.

- Testi di Biochimica utilizzati per a preparazione dell’esame di Biochimica del corso di Laurea triennale in Scienze Biologiche.

- IL GENOMA (ORGANIZZAZIONE, GENOMICA STRUTTURALE, GENOMICA COMPARATIVA, GENOMICA FUNZIONALE). EPIGENOMA (METILAZIONE, MODIFICAZIONE DEGLI ISTONI, ARCHITETTURA 3D DELLA CROMATINA, NON-CODING RNA). ESEMPI DI PROCESSI REGOLATI A LIVELLO EPIGENETICO: IL DIFFERENZIAMENTO CELLULARE; LA DETERMINAZIONE GENETICA DEL SESSO (COME E’ DETERMINATO IL SESSO, COMPENSAZIONE DEL CROMOSOMA X E INATTIVAZIONE).

- REGOLAZIONE DEL CICLO CELLULARE, SENESCENZA E APOPTOSI. GENETICA DELL’INVECCHIAMENTO (TEORIE GENETICHE DELL'INVECCHIAMENTO, GENI DELLA LONGEVITA’, INVECCHIAMENTO NEGLI ORGANISMI MODELLO, INVECCHIAMENTO CELLULARE E MOLECOLARE). GENETICA DEL CANCRO (ONCOGENI, GENI ONCOSOPPRESSORI, RIARRANGIAMENTI CROMOSOMICI E CANCRO, TEORIA DELLE CELLULE STAMINALI TUMORALI). RISPOSTA GENETICA INDIVIDUALE E FARMACOGENETICA.

- GENETICA MOLECOLARE UMANA, Tom Strachan, Andrew Read, Zanichelli
- Articoli scientifici e materiale didattico fornito dal docente

MEDICINA DI LABORATORIO E BIOCHIMICA CLINICA
TEST BIOCHIMICI E ORGANIZZAZIONE DEL LABORATORIO
VARIABILITÀ PREANALITICA, ANALITICA E BIOLOGICA
• CONTROLLO DI QUALITÀ e VEQ
• PRINCIPALI TECNICHE ANALITICHE
IMMUNOCHIMICA ED INTERFERENZE
• LABORATORIO E MALATTIE CARDIOVASCOLARI
LIPOPROTEINE E DISLIPIDEMIE
LABORATORIO E DIABETE MELLITO
MARCATORI DANNO CARDIACO
• LABORATORIO E RENE
ESAME DELLE URINE
• LABORATORIO E FEGATO
• LABORATORIO E ONCOLOGIA
• LABORATORIO ED INFERTILITÀ MASCHILE
• CENNI DI BIOLOGIA MOLECOLARE CLINICA

Ciaccio M. Elementi di Biochimica clinica e medicina di laboratorio. EdiSES 2020

1) ELEMENTI DI OCEANOGRAFIA: LE PROPRIETÀ FISICHE DELLE ACQUE (TEMPERATURA-DENSITÀ, TRASPARENZA, COMPOSIZIONE IN SALI, SALINITÀ, CONDUCIBILITÀ, DUREZZA); IL BILANCIO TERMICO DEI CORPI IDRICI; I MOVIMENTI DELLE ACQUE (CORRENTI, MAREE E SESSE); L’OSSIGENO DISCIOLTO, FATTORI CHE NE REGOLANO LA SOLUBILITÀ; L’ANIDRIDE CARBONICA, BICARBONATI E CARBONATI, SISTEMI TAMPONE, ALCALINITÀ E ACIDITÀ MINERALE; IL CICLO DEI NUTRIENTI NEGLI ECOSISTEMI ACQUATICI; LA SOSTANZA ORGANICA NELLE ACQUE, SOLIDI TOTALI, SOSPESI, SEDIMENTABILI, BOD E COD.
2) LA VITA NELLE ACQUE: PLANCTON, NECTON E BENTHOS; ELEMENTI DI CLASSIFICAZIONE, METABOLISMO E CICLI VITALI, METODI DI CAMPIONAMENTO E RACCOLTA, MISURE QUALITATIVE E QUANTITATIVE DI ABBONDANZA E BIOMASSA; L’ECOLOGIA DELLA COLONNA D’ACQUA E DEI SEDIMENTI: PRODUZIONE PRIMARIA, CONSUMATORI, DEMOLITORI: TRASFERIMENTI E TRASFORMAZIONI ENERGETICHE, PIRAMIDI, CATENE E RETI ALIMENTARI; ESEMPI DI CARATTERISTICHE ECOLOGICHE DI SISTEMI COSTIERI E LAGUNARI

Cognetti G., Sarà M., Magazzù G. - Biologia Marina. Edizioni Calderini, Roma, 1999. 596 pagine.

(a) Generalità introduttive.
Cos’è la Biogeografia: Scienza di sintesi tra geografia, paleogeografia, geologia, ecologia, paleoecologia, sistematica filogenetica, faunistica, floristica, genetica delle popolazioni, biologia evoluzionistica. Riepilogo dei concetti di Biologia evoluzionistica (micro e macroevoluzione), di Sistematica (scuole fenetista, evoluzionista classica e cladistica), di Ecologia degli ecosistemi e delle popolazioni. Speciazione (modelli di speciazione, radiazione). Estinzione naturale e di origine antropica. Rilevanza della Biogeografia nella Conservazione della Natura.
Storia della Biogeografia: I fondatori della Biogeografia (Buffon, de Candolle, von Humboldt, Lyell, Hooker, Sclater, Darwin, Wallace, Haeckel, Merriam, Simpson, Darlington, Holdaus, Gridelli, De Lattin, Furon, La Greca, Croizat, Wilson e MacArthur, Rozen e Platnick, Morrone, Avise, Hewitt).
Le scuole di Biogeografia del XX secolo: Biogeografia storica, ponti, filtri e dispersione; Croizat e la Panbiogeografia; la Biogeografia cladistica; Biogeografia ecologica; Biogeografia statistica; Biogeografia molecolare e Filogeografia. La scuola italiana di Biogeografia: Gridelli, La Greca, Baccetti, Ruffo, Vigna Taglianti, Poldini; la Società Italiana di Biogeografia.
(b) Biogeografia storica
Biogeografia terrestre e Biogeografia marina. Storia della vita sulla terra: Tettonica a placche e Teoria della deriva dei continenti; macro-placche e micro-placche; trasformazione e spostamento delle masse terrestri e dei mari; evoluzione degli ecosistemi terrestri. Effetti climatici e biogeografici della tettonica a placche. Effetti Plio-Pleistocenici delle glaciazioni; rifugi glaciali pleistocenici; estinzione della megafauna; espansione e retrazione di biomi. Effetti delle glaciazioni nelle aree terrestri e marine temperate e tropicali.
Le Regioni biogeografiche terrestri. Regioni floristiche e Regioni zoogeografiche. Cause della differenziazione delle faune e delle flore nelle Regioni biogeografiche; regioni e sottoregioni. Le Regioni biogeografiche marine. La Regione Palearctica (limiti; sottoregioni; elementi caratterizzanti). La Regione Neartica (limiti; sottoregioni; elementi caratterizzanti). La Regione Orientale (Indo-Malese) (limiti; sottoregioni; elementi caratterizzanti). La Regione Afrotropicale (limiti; sottoregioni; elementi caratterizzanti). La Regione Neotropicale (limiti; sottoregioni; elementi caratterizzanti). La Regione Australiana-Oceanica (Australasiana) (limiti; sottoregioni; elementi caratterizzanti). L’Antartide (limiti; elementi caratterizzanti). Le Regioni di transizione biogeografica: Saharo-Sindica; Cinese; Indo-Australe (Wallacea); Centramericana. Regionalizzazione delle faune e delle flore.
Biomi e Regioni Biogeografiche. Effetti del clima e dei cicli climatici. Caratteristiche ed origine geologica nelle regioni terrestri. Effetti della circolazione delle acque e delle profondità marina sulle regioni marine. Biomi, loro distribuzione nelle terre emerse e dinamismo. Biomi marini. Differenza tra biomi e regioni biogeografiche. Biomi ed ecosistemi. Trasformazioni antropiche degli ecosistemi.
Biogeografia dell’area Mediterranea e dell’Europa: Tetide e Paratetide e formazione del Mediterraneo. Distacco, migrazione e posizionamento delle microplacche. Biogeografia del Cenozoico: crisi di salinità del Messiniano; effetti Plio-Pleistocenici delle glaciazioni e rifugi glaciali pleistocenici.
L’areale: specifico e sopra-specifico; areale continuo, frammentato, disgiunto; cause storiche e ecologiche dell’areale; forma dell’areale; areali terrestri e marini. Areale primario e secondario. Fattori fisici, ecologici e paleogeografici che delimitano gli areali: barriere e fattori limitanti della nicchia nell’attuale. Relittualità. Endemicità: areale e conservazione.
Modelli distributivi generalizzabili o corotipi: esempi nella Regione Paleartica e nella Regione Afrotropicale. Esempi di distribuzione di taxa vegetali ed animali terrestri.
Biogeografia dispersalista (Simpson, Mayr). Dispersal e dispersion. La dispersione come processo biogeografico (espansione di areale), evolutivo (flusso genico e speciazione) ed ecologico (realizzazione della nicchia). Principi della massima somiglianza. Processo specie-specifico e modelli generalizzati. Modalità di dispersione attiva e passiva in piante ed animali. Tipologie di dispersione: jump dispersal, stepping stones dispersal. Dispersione ed ampliamento di areale. Barriere alla dispersione (geografiche ed ecologiche). Colonizzazione. Effetti sui biota dovuti alle immigrazioni.
Biogeografia della vicarianza. La vicarianza (modello di allopatria; modello della caduta di barriere). Effetti sui biota. Sistematica cladistica e biogeografia della vicarianza. Modelli di vicarianza di Croizat, Morrone, Nelson e Platnick.
Distribuzione delle popolazioni ed abbondanza. Cronogeonemia. Dinamismo degli areali e conservazione. Areali fossili ed attuali. Estinzione locale e totale.
La variazione geografica nelle specie (caratteristiche morfologiche e genetico-molecolari). Variazione continua e discreta. Significato evolutivo e biogeografico della variazione. Importanza conservazionista della variazione geografica. Geografia della diversificazione e regionalizzazione.
(c) Biogeografia ecologica
Biogeografia ecologica: cause attuali della distribuzione delle specie; realizzazione di nicchia; colonizzazione e competizione. Distribuzione e dinamica delle comunità, ecosistemi e biomi.
Biogeografia dell’insularità: modello di Wilson e Mac Arthur; conferme sperimentali e casi problematici; applicazione alla Biologia della conservazione. Esempi su isole geografiche, isole ecologiche, cime di montagne.
(d) Nuovi metodi di analisi biogeografica
Biogeografia molecolare. Filogeografia (mtDNA, nDNA, metodi molecolari e statistici). Esempi di studi su aree di rifugio glaciali e zone di espansione postglaciali.
Biogeografia statistica. Analisi di dati molecolari per la Biogeografia; datazioni; direzione di dispersione; tempi di vicarianza.
Rappresentazione cartografica della diversità biogeografica: cartografia tradizionale, areogrammi, database georeferenziati, sistemi GIS, sistemi remote-sensing. Mappatura degli areali.

Si consiglia Lomolino M.V., Riddle B.R. & Whittaker R.J., Biogeography. Biological Diversity across Space and Time. Sinauer, Sunderland, USA
Alcuni concetti saranno desumibili anche in: Zunino M. & Zullini A., Biogeografia. La dimensione spaziale dell’evoluzione. Ambrosiana, Milano.
Il docente fornirà letteratura specialistica ed altro materiale didattico.

1. Evoluzione e sistematica dei microrganismi: origine dei batteri; filogenesi molecolare; gene per il 16S rRNA ed evoluzione; fondamenti di sistematica dei microrganismi
2. Diversità metabolica nei microrganismi: chemiolitotrofia; fermentazioni; respirazione anaerobia; fototrofia
3. Diversità funzionale dei microrganismi: batteri fototrofi e chemiotrofi
4. Metodi di studio in ecologia microbica: a) metodi colturali; b) metodi indipendenti dalla coltivazione: microscopia, analisi genetiche; metagenomica
5. Gli ecosistemi microbici: a) principi di ecologia; b) Interazioni microbiche (Quorum sensing; Biofilm);
c) Ambiente terrestre (il suolo); d) Ambienti acquatici (acque dolci e mare); c) Ambienti estremi (abissi; sorgenti idrotermali)
6. Ruolo microbico nei cicli dei nutrienti: carbonio, azoto, zolfo; altri
7. Simbiosi tra microrganismi e tra microrganismi e organismi diversi quali a) piante, b) mammiferi, c) uomo; d) insetti; e) invertebrati acquatici
8. I microrganismi negli ambienti antropizzati: biorisanamento di siti contaminati; trattamento acque; biocorrosione; recupero di minerali da miniere

Brock. Biologia dei microrganismi
Microbiologia generale, ambientale e industriale • 14/Ed. • Con MyLab
Michael T. Madigan - John M. Martinko - David A. Stahl - Kelly S. Bender - Daniel H. Buckley

Competenze culturali: L’obiettivo del corso è quello di favorire l’acquisizione della conoscenza: 1) delle specializzazioni dell’architettura cellulare di glia e neuroni e delle loro rispettive funzioni; 2) dei meccanismi cellulari e molecolari alla base della comunicazione tra cellule gliali e neuroni, con particolare riferimento alle vie di segnalazione regolate dall’ossido di azoto. Si intende favorire l’acquisizione delle basi culturali e metodologiche che permettano di utilizzare le principali tecniche di biologia cellulare e di valutare in modo critico il contesto scientifico. Al termine del corso lo studente dovrebbe essere in grado di discutere sulle specifiche caratteristiche strutturali e funzionali di astrociti e microglia anche in specifici contesti quali la neurodegenerazione.
Competenze metodologiche: saper progettare un esperimento utilizzando colture di cellule gliali, acquisire ed analizzare i dati ottenuti dall’attività di laboratorio.
programma dell’insegnamento:
Saranno approfonditi i seguenti argomenti: Morfologia e ultrastruttura delle cellule gliali; Proprietà e funzioni degli astrociti: omeostasi di pH, K, volume; L’unità neuro-glio-vascolare, meccanismi di regolazione del flusso sanguigno cerebrale; rilascio di gliotrasmettitori e sinapsi tripartita; Ruolo dell’ossido di azoto come neurotrasmettitore e mediatore neurotossico; Microglia: attivazione, motilità e ruolo nell’immunosorveglianza; Ruolo della glia nelle malattie: astrocitosi reattiva, malattie neurodegenerative e infettive. Meccanismi della risposta cellulare allo stress nitrossidativo negli astrociti. L’attività di laboratorio prevede l’utilizzo di colture di cellule gliali e sarà dedicata allo studio del ruolo dell’ossido di azoto come messaggero cellulare. Principali metodologie trattate: estrazione di proteine nucleari e western blot; metodiche di studio dell'espressione genica e di fattori trascrizionali (estrazione di RNA, RT-PCR, EMSA, TransAM-ELISA). Trasfezione cellulare. Sistemi di regolazione dell'espressione genica (oligonucleotidi decoy,). Metodiche di studio del pathway dell'ossido di azoto. Determinazione dell'NO in cellule vive e in estratti cellulari (nitriti, attività enzimatica, sonde fluorescenti).

BRUCE R. RANSOM, HELMUT KETTENMANN. “NEUROGLIA”
– THIRD EDITION – 2012 OXFORD UNIVERSITY PRESS

Saranno fornite le diapositive in formato PDF di tutte le lezioni.

La professoressa riceve gli studenti almeno una volta a settimana previo appuntamento via e-mail: tiziana.persichini@uniroma3.it

Introduzione ai meccanismi di regolazione delle funzioni cellulari: classe di recettori espressi sulla superficie cellulare e recettori nucleari, meccanismi di segnalazione intracellulare e amplificazione del segnale basati su modificazioni post-traduzionali delle proteine (e.g. fosforilazione).
Definizione di stress cellulare e di range di tolleranza fisiologica. Descrizione dei meccanismi intracellulari, a livello di DNA, RNA, proteine mediante i quali le cellule percepiscono e rispondono ad una grande varietà di agenti stressogeni cellulari, con particolare riguardo alle condizioni di stress dell’ambiente extracellulare quale stress di calore, osmotico, ipossico, ossidativo e nutritivo.
Esaminare la risposta allo stress a livello dei singoli organelli intracellulari, con particolare attenzione al ruolo dei mitocondri e del reticolo endoplasmtico.
Descrizione dei meccanismi molecolari attivati a valle dalle cellule in risposta a condizioni di stress al fine di ri-stabilire l’omeostasi intra-cellulare adattandosi alla condizione di stress. Cenni dell’alterazione della risposta fisiologica e adattamento allo stress in condizioni degenerative (e.g. cancro).
Definizione e aggiornamento dello stato dell’arte relativo agli approcci di laboratorio applicati alla ricerca nella fisiologia della risposta cellulare allo stress e ai meccanismi molecolari in essa implicati.

Materiale di studio/approfondimento e file PDF delle lezioni sono disponibili nel sito Moodle del corso al seguente link:
https://scienze.el.uniroma3.it/course/view.php?id=20

l rapporto tra uomo e ambiente: dall’etnobotanica all’etnoecologia. Metodi utilizzati in etnobiologia. Settori di impiego delle piante spontanee (medicinali, alimentari, artigianali, cosmetiche). Settori applicativi dell’etnobotanica (es. educazione, orti urbani, turismo, alimentare, erboristico e farmacologico). Etnobiologia in diversi contesti geografici e culturali e sue relazioni con l’antropologia. Il contributo dell’etnozoologia alla ricerca faunistica e biogeografica. Etnotassonomia: relazioni tra la sistematica biologica e quella popolare. Conoscenze ecologiche tradizionali e locali. Panoramica sulle strategie di sussistenza di popolazioni indigene (cacciatori-raccoglitori, agricoltori e/o pastori). Ruolo dell’etnobiologia nella conservazione e recupero dell’ambiente. Concetti di adattamento, resilienza, vulnerabilità e punti di non ritorno in sistemi ecologici uomo-ambiente. Analisi della tragedia dei beni comuni in sistemi ecologici uomo ambiente (es. pesca e caccia non controllate, specie minacciate). Sistemi tradizionali di gestione ambientale di risorse ambientali condivise. Etnobiologia e Servizi Ecosistemici.

Caneva G., Pieroni A., Guarrera P.M. (eds) 2013. Etnobotanica: Conservazione di un patrimonio culturale immateriale come risorsa per uno sviluppo sostenibile nel bacino del Mediterraneo. Edipuglia Bari.

Orario di Ricevimento: tutti i giorni della settimana previo appuntamento per email: valentina.savo@uniroma3.it

Competenze culturali (Conoscenza di): L’insegnamento si propone di fornire allo studente le basi chimiche della struttura, delle proprietà e della reattività delle molecole biologiche, nonché le nozioni principali per comprendere la logica che regola la chimica bio-organica.
Competenze metodologiche (Saper effettuare):al termine del corso, lo studente sarà in grado di analizzare e discutere il meccanismo di catalisi delle più importanti classi di enzimi, nonché di comprendere l’importanza della chimica organica applicata allo studio dei sistemi biologici, alla biocatalisi e allo sviluppo di molecole biologicamente attive.
Introduzione alla Chimica Bio-organica (brevissima panoramica dei gruppi funzionali più comuni in chimica biologica e loro caratteristiche principali).
Meccanismi della chimica organica applicati alle reazioni dei sistemi biologici:
• Reazioni di addizione elettrofila:
 epossidazione regioselettiva degli alcheni; la squalene epossidasi nella trasformazione dello squalene in lanosterolo.
• Reazioni di sostituzione nucleofila
 le alchilazioni mediante Sostituzione Nucleofila Bimolecolare (SN2) e il ruolo della S-adenosil metionina (SAM) nelle metiltransferasi;
 la chimica dei carbocationi nelle Sostituzioni Nucleofile Monomolecolari (SN1) e il meccanismo della IPP isomerasi.
• Reazioni di eliminazione:
 le reazioni di β-eliminazione e l’azione dell’enolasi per la formazione del fosfoenolpiruvato (PEP).
• Reazioni di addizione nucleofila al carbonile
 formazione di immine ed enammine; il ruolo delle basi di Schiff nel meccanismo degli enzimi PLP-dipendenti;
 la chimica degli acetali e la saccarosio sintasi,
 le addizioni di Michael e l’azione dell’istidina ammoniaca liasi.
• Isomerizzazione ed epimerizzazione:
 la tautomeria cheto-enolica e il meccanismo delle ribulosio 5-fosfato isomerasi ed epimerasi;
 inversione e ritenzione della configurazione di un centro stereogenico e il meccanismo delle glicosidasi.
• Condensazione carbonilica:
 la condensazione aldolica e le aldolasi di tipo I e II,
 la condensazione di Claisen e l’acetil sintasi nella sintesi degli acidi grassi.
• Sostituzione nucleofila acilica
 l’idrolisi degli esteri e il meccanismo d’azione della lipasi pancreatica umana.
 le reazioni di esterificazione e la sintesi dei triacilgliceroli ad opera dell’acil-CoA sintetasi e dell’aciltrasferasi.
 la formazione del legame ammidico; il confronto tra l’asparagina e la glutammina sintetasi.
 l’idrolisi delle ammidi e il meccanismo della chimotripsina.
• Ossidazioni e riduzioni:
 gli idruri metallici e la riduzione del carbonile chetonico dell’acetoacetil ACP ad opera della β-cheto tiestere riduttasi;
 l’ossidazone di Bayer-Villinger e la 2-idrossiacetofenonemonoossigenasi;
 le ozonolisi e il meccanismo di azione delle diossigenasi
• Carbossilazione:
 la chimica dei reattivi di Grignard in presenza di CO2; il meccanismo di azione della piruvato carbossilasi
 la decarbossilazione nelle sintesi malonica e acetacetica; la partecipazione della tiamina difosfato (TPP) nell’azione dell’1-deossi-D-xilulosio-5-fosfato sintasi.
• Casi Particolari: il complesso della piruvato deidrogenasi, il meccanismo della chinurenina e la degradazione del triptofano; le anomalie della degradazione dell’istidina

Libri di testo:
John McMurry, Tadhg Begley in “Chimica Bio-Organica”, Zanichelli Ed. spa
T.W. Graham Solomons; Craig B. Fryhle in “Organic Chemistry”, 10th Edition, Wiley.
John McMurry in “Chimica Organica”, Piccin-Nuova Libreria
Bruno Botta in “Chimica Organica” Edi-ermes
Saranno fornite dispense delle lezioni e riferimenti bibliografici.

La professoressa riceve il martedì dalle 17.00 alle 19.00 previo appuntamento via e-mail: tecla.gasperi@uniroma3.it

Descrivendo e confrontando le diverse strategie replicative di virus animali appartenenti ad alcune delle principali famiglie (Parvoviridae, Poliomaviridae, Papillomaviridae, Adenoviridae, Herpesviridae, Poxviridae, Picornaviridae, Flaviviridae, Coronaviridae, Ortomixoviridae, Paramixoviridae, Rabdoviridae, Retroviridae, Hepadnaviridae) l'insegnamento si propone di approfondire gli aspetti relativi a: origine dei virus e loro evoluzione, struttura, interazioni virus-cellula, meccanismi di difesa dell'ospite dalle infezioni virali e strategie virali di immunoevasione, metodiche di rilevazione, identificazione e titolazione dei virus, farmaci antivirali e profilassi delle infezioni virali. Vengono introdotte alcune applicazioni della disciplina (sviluppo di vaccini, vettori virali e virus oncolitici). Gli studenti dovranno essere in grado di applicare le conoscenze acquisite per comprendere testi approfonditi e dati sperimentali relativi alla disciplina.

Il programma dettagliato degli argomenti trattati a lezione, i PDF delle presentazioni power point delle lezioni e il materiale integrativo sono disponibili sulla piattaforma Moodle del corso.

Libro di testo consigliato:
- N. J. Dimmock, A. J. Easton, K. N. Leppard – Introduzione alla virologia moderna. – traduzione italiana della settima edizione inglese – Casa Editrice Ambrosiana 2017
- Leonard Norkin – Virology: Molecular Biology and Pathogenesis - ASM (American Society for Microbiology) Press (questo testo è più approfondito)
da integrare con i file PDF dei power point utilizzati a lezione

La professoressa riceve gli studenti al termine delle lezioni o previo appuntamento tramite email elisabetta.affabris@uniroma3.it

La bioindicazione: concetti di base. Principali caratteristiche ecologiche di un indicatore biologico. Due modi di bioindicare: reagire e bioaccumulare. L’omeostasi dei bioindicatori. Tempi ed attinenza ecologica delle risposte di un bioindicatore a variazioni ambientali. Il significato di disturbo, stress e stressore. Analisi dei principali stressori ambientali (inquinamento chimico-fisico, inquinamento biologico per specie aliene, impatto antropico) e delle relative risposte biologiche. Bioindicazione a diversi livelli di organizzazione biologica (Biomarker e Bioindicatori). Verifica dello status delle comunità vegetali ed animali e valutazione e monitoraggio della qualità ambientale e dell'integrità ecosistemica. Bioindicazione e monitoraggio ambientale in ambiente acquatico, terrestre e aereo. Esempi di applicazione di tecniche standardizzate e sperimentali di bioindicazione e biomonitoraggio (dai Test ecotossicologici alla fitodepurazione di matrici inquinate). Valutazione e monitoraggio della qualità ambientale attraverso l'applicazione di Indici Ecologici e Biotici. La Bioindicazione e il Monitoraggio Ambientale in Italia. Organi Istituzionali nazionali ed internazionali deputati al monitoraggio ambientale.

Dispense elaborate dal docente relative al programma svolto durante le lezioni.
Studio sul Libro Bioindicatori ambientali, 1998, a cura di F. Sartori, Arti Grafiche Juri Iodice, Sannazzaro (PV).

Il docente riceve lun, merc, ven dalle 9.00 alle 10.00 previo appuntamento via mail: simona.ceschin@uniroma3.it

Cenni introduttivi sulla chimica delle sostanze naturali. Caratteristiche dei metaboliti secondari. Sostanze allelopatiche. Le vie biosintetiche del metabolismo secondario.
Il metabolismo dell’acetato. Prostaglandine. Polichetidi aromatici. Antrachinoni. Cannabinoidi. Aflatossine. Tetracicline.
Il metabolismo dello shikimato. Biogenesi dello shikimato. Acidi cinnamici. Lignine. Fenilpropani. Acidi benzoici. Cumarine. Flavonoidi. Tannini. Isoflavoni. Chinoni terpenoidici.
Il metabolismo del mevalonato. Biogenesi del acido mevalonico. I vari tipi di terpeni e i composti derivati. Iridoidi. Gibberelline. Caratteristiche strutturali degli steroidi animali. Fitosteroli.
Alcaloidi: definizione, amminoacidi originari e nomenclatura. Biosintesi e attività dei principali tipi di alcaloidi: cocaina, nicotina, curari, morfina, loganina, acido lisergico, coniina.
Cenni sui carboidrati. Glucosidi cianogenici. Streptomicina.
Metaboliti secondari di origine peptidica. Interferoni. Peptidi oppioidi. Tossine peptidiche: ricina e botulino. Penicilline.
Principi base della chimica dell’ambiente. Interazioni fra le varie sfere in cui è suddiviso l’ambiente terrestre.
L’atmosfera: cenni sulla formazione e deplezione dell’ozono (buco dell’ozono); effetto dei cfc e halon. Cenni sulle specie ossidanti ed inquinanti e il loro monitoraggio. Il particolato: ipa e ftalati. L’effetto-serra: principali gas-serra e loro gwp. Il protocollo di Kyoto.
L’idrosfera. Proprietà chimico-fisiche dell’acqua e dei corpi d’acqua. TIC, TOC, TC. Inquinanti organici biodegradabili (COD, BOD5), di difficile ossidazione e tossici (LD50 e LOD50).
Bioaccumulazione e biomagnificazione. Metabolismo di alcuni pesticidi.

P.M. DEWICK : CHIMICA, BIOSINTESI E BIOATTIVITA’ DELLE SOSTANZE NATURALI. EDIZIONI PICCIN .
C. BAIRD, M. CANN “CHIMICA AMBIENTALE”, ZANICHELLI

I cambiamenti climatici e la sicurezza alimentare. Varietà vegetali e plasticità fenotipica. Effetto delle condizioni ambientali sul metabolismo primario e secondario: qualità del cibo e produzione di aromi, sapori e tossine. L’origine dell’agricoltura e il processo di domesticazione in riferimento alle principali famiglie di piante alimentari: Poaceae, Fabaceae, Rosaceae, Solanaceae, Brassicaceae. La domesticazione del farro, del grano duro e del grano tenero. Il miglioramento genetico e la rivoluzione verde. Le biotecnologie per lo sviluppo di piante alimentari resistenti agli stress ambientali e/o agli erbicidi e ad alto valore nutritivo. Metabolismo primario e secondario. Il metabolismo secondario: terpeni, fenoli, alcaloidi, glicosidi cianogenici, glucosinolati, aminoacidi non proteici. Gli aspetti nutrizionali dei metaboliti secondari: metaboliti con effetti tossici e metaboliti con effetti positivi sulla salute umana. Piante aromatiche, piante da spezie e piante nervine (tè, caffè, cacao). I coloranti naturali negli alimenti. I metaboliti bioattivi come integratori alimentari. Metabolismo primario: valore nutritivo dei differenti organi della pianta e biodisponibilità dei nutrienti. Nutrienti dalle piante: carboidrati (saccarosio e amido da fonti differenti), fibre solubili e insolubili, lipidi e oli vegetali (olio di semi e olio di oliva), proteine, minerali, vitamine ed antiossidanti. Effetti delle condizioni di conservazione e patologie pre- e post-raccolta sulla qualità nutrizionale degli alimenti di origine vegetale. Allergie e intolleranze causate da sostanze vegetali in specie alimentari.

Attività pratica di laboratorio.
Esercitazione 1: rilevazione amido in diversi alimenti (riso basmati, riso glutinoso, patata, banana acerba e matura, mela) e determinazione vitamina C con la soluzione di Lugol in frutta fresca e succhi di frutta.
Esercitazione 2: analisi dell'attività perossidasica nella lattuga (foglie interne ed esterne e diverse porzioni della stessa foglia)
Esercitazione 3: determinazione dei polifenoli nel vino bianco e nel vino rosso
Esercitazione 4: la determinazione delle proteine in verdure cotte, crude e congelate

1) Piante alimentari. Biologia, composizione chimica, utilizzazione. Rinallo C.; Piccin.
2) Biologia delle Piante. Vol 2: Interazioni con l’ambiente e Domesticazione. Smith A. M. et al.; Zanichelli.
3) La chimica e gli alimenti. Nutrienti e aspetti nutraceutici. Luisa Mannina, Maria Daglia, Alberto Ritieni; CEA.
4) Alimentazione, Nutrizione e Salute. Lucantonio Debellis, Alessandro Poli; Edises.
5) Articoli scientifici e lezioni in power point fornite dal docente

La Prof.ssa riceve tutti i giorni previo appuntamento via email: alessandra.cona@uniroma3.it

Il programma del corso è articolato in modo da fornire allo studente:
- competenze culturali (conoscenza di:) relative a metodologie e linguaggi appropriati per l’isolamento, l’osservazione, la descrizione e l’ingegnerizzazione di microrganismi di interesse industriale, e a metodiche molecolari avanzate nel campo delle biotecnologie microbiche;
- competenze metodologiche (saper effettuare:) che consentano di ricercare in modo autonomo e valutare in modo critico pubblicazioni scientifiche presenti nelle banche dati disponibili on-line, e di impostare un protocollo sperimentale ed eseguirlo correttamente.

Programma
Le attività di laboratorio, precedute da una trattazione teorica, riguarderanno:
- isolamento di microrganismi di interesse industriale da fonti naturali, preparazione di terreni di crescita e tecniche di coltivazione;
- generazione e selezione mediante screening di mutanti per inserzione di trasposoni;
- processi di trasferimento genico (coniugazione e trasformazione);
- utilizzo di biosensori batterici per valutare la produzione di molecole di interesse da parte di altri microrganismi.
Ulteriori lezioni teoriche riguarderanno:
- possibili applicazioni biotecnologiche per lo sviluppo di strategie terapeutiche alternative agli antibiotici;
- sviluppo di biosensori e sistemi reporter per l’identificazione di nuovi farmaci;
- applicazioni della biologia sintetica nelle biotecnologie microbiche;
- studio dei network regolativi e loro applicazioni biotecnologiche.

Nozioni su alcuni argomenti di base trattati durante il corso saranno reperibili in testi di Microbiologia e di Biotecnologie Microbiche, come indicato nella bibliografia. Per gli argomenti teorici più avanzati e per le esercitazioni di laboratorio verranno forniti agli studenti materiale monografico specifico e protocolli sperimentali.
Come strumenti di didattica innovativa, presentazioni power-point verranno condivise sul cloud con gli studenti come dispense. Inoltre, verranno consigliati e mostrati agli studenti siti web su cui trovare in modo autonomo pubblicazioni scientifiche che consentiranno di approfondire gli argomenti più avanzati trattai nel corso.
Il docente si rende disponibile per il ricevimento studenti, per chiarimenti inerenti gli argomenti trattati nel corso e per le modalità di esame in qualsiasi giorno, previo appuntamento concordato al termine delle lezioni o mediante e-mail.

Panoramica sullo sviluppo di organismi pluricellulari. Derivazione ectodermica del tessuto neurale in invertebrati e vertebrati. Neurulazione primaria: meccanismi cellulari e molecolari della formazione di piastra neurale, pliche neurali, solco neurale e tubo neurale. Neurulazione secondaria. Difetti di chiusura del tubo neurale nei mammiferi: cause genetiche ed ambientali. Morfogenesi e differenziamento del cervello e del midollo spinale. Ruolo della morte cellulare nella morfogenesi del sistema nervoso centrale: meccanismi apoptotici e autofagici. La stratificazione delle strutture corticali cerebrali e cerebellari. Malattie congenite correlate a difetti della migrazione neuronale: il caso dei disordini perossisomiali. Le cellule staminali neurali: differenziamento neuronale e gliale. Neurogenesi nel cervello adulto: le zone subventricolari e subgranulari del giro dentato di mammifero. Pathway di regolazione dell'attività della nicchia neurogenica. Neurogenesi e neurodegenerazione nel cervello senescente. Malattie neurodegenerative correlate all'invecchiamento: caratteristiche comuni e specificità anatomiche e genetico-molecolari. Aggregati proteici, ruolo dell'apoptosi e dell'autofagia e terapie contro la neurodegenerazione, basate su trapianti di cellule staminali e sulla rigenerazione endogena.

Gilbert: "Biologia dello Sviluppo", IV Ed. Italiana, Zanichelli
Menegola: "Manuale di Biologia dello Sviluppo Animale", Edises
Sanes et al.: "Lo sviluppo del sistema nervoso", Zanichelli.

Induzione neurale. Polarità e segmentazione. Determinazione e differenziamento. L’asse antero-posteriore e i geni Hox. Crescita e direzione degli assoni. circRNA e long non coding RNA nello sviluppo del cervello. Ruolo degli RNA regolatori nel controllo traduzionale sinaptico. Ruolo delle Poliammine nella modulazione dei recettori del glutammato. Interazione tra sistema glutammatergico, sistema serotoninergico e metabolismo delle poliammine. Modelli animali utilizzati nella malattia di Alzheimer.

Lo sviluppo del sistema nervoso. Autori: Dan H. Sanes; Thomas A. Reh; William A. Harris. Casa editrice: Zanichelli.

Saranno fornite slides delle lezioni.

Il professore riceve tutti i giorni dalle 10.00 alle 11.00 previo appuntamento via mail: manuela.cervelli@uniroma3.it

attraverso una serie di seminari e discussioni sui differenti aspetti della professione del biologo, anche con la partecipazione di esperti Biologi professionisti, gli studenti potranno avere una visione panoramica delle possibili attività lavorative del biologo nella moderna società.
Il programma dei seminari è il seguente (soggetto a modifiche in base alle disponibilità dei Biologi Professioni invitati)
Lezione Introduttiva
Soft Skills
Come preparare un test a risposta multipla
Sicurezza nelle aziende
Sicurezza e qualità alimentare
Il sistema HACCP
Il Biologo nella industria farmaceutica: CRA, Regulatory, Farmaco vigilanza, la Direzione Medica
Biologia Forense
Il Biologo nel Monitoraggio ambientale
informatore scientifico del farmaco
importanza della vaccinazione nell’età pediatrica
Citogenetica e Citogenomica
Biologo nel SSN
Il Biologo nel laboratorio di analisi
Il Biologo incontra il territorio
Principi base sulla brevettazione
Nutrigenomica
Il Biologo nella sicurezza nei luoghi di lavoro
Aspetti normativi della professione del Biologo
Il giornalismo scientifico
Il ruolo del biologo nell'azienda ospedaliera
Il Biologo nutrizionista
Il biologo nelle aziende alimentari
Il Biologo nelle aziende

Saranno fornite dispense delle lezioni

Il professore riceve tutti i giorni dalle 8.00 alle 9.00 o previo appuntamento via mail: giovanni.antonini@uniroma3.it