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MICROBIOLOGY
ARIANNA TAVANTI
Academic year2021/22
CourseBIOLOGICAL SCIENCES
Code084EE
Credits9
PeriodSemester 1 & 2
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
MICROBIOLOGIABIO/19LEZIONI88
DARIA BOTTAI unimap
NOEMI VIOLETA POMA SAJAMA unimap
ARIANNA TAVANTI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Contenuti

Il corso di Microbiologia ha lo scopo di fornire solide conoscenze sulla organizzazione cellulare e molecolare dei principali gruppi di Eubatteri, Archea, Virus e Lieviti. Lo studente acquisirà concetti principali di: fisiologia microbica, assunzione dei nutrienti, tipologie nutrizionali, metabolismo, modalità di crescita e fattori che influenzano la curva di crescita batterica, meccanismi di ricombbinazione genica, fattori di virulenza e patogenicità microbica, nterazione ospite-parassita, nonchè nozioni sulle principali tecniche di identificazione dei microrganismi e di valutazione della loro suscettibilità a composti antimicrobici.

 

Knowledge

The student who successfully completes the course will be able to demonstrate a solid knowledge of cellular and molecular organization of the main groups of Eubacteria and Archea, Virus and Yeast; will be able to demonstrate advanced knowledge of microbial physiology, nutrient assumption, nutritional types, growth, nutrition and metabolism, growth kinetics of micro-organisms and environmental conditions affecting the growth yield; will be aware of basic methods for genetic recombination and for identification of virulence/pathogenicity factors of microorganisms and how they interact with the host; will have the ability to isolate and to identify microorganisms and to evaluate their susceptibility to anti-microbial drugs.

Modalità di verifica delle conoscenze

Per l'accertamento delle conoscenze potranno essere svolte delle prove in itinere utilizzando test scritti con domande aperte

Ongoing assessment to monitor academic progress will be carried out in the form of tests with open questions

Assessment criteria of knowledge

The student will be assessed on his/her demonstrated ability to discuss the main course contents using the appropriate terminology. - The student must demonstrate the ability to put into practice and to execute, with critical awareness, the activities illustrated or carried out under the guidance of the teacher during the course.

Methods:

  • Final written or oral exam
  • Periodic written tests
  • Laboratory practical

Further information:
Final oral exam (80%) Laboratory practice (20%)

Capacità

Lo studente sarà in grado di acquisire nozioni alla base della manipolazione/coltivazione dei microrganismi in laboratorio, nonchè dell'approccio laboratoristico alla diagnosi di infezione batterica

Skills

Understand and discuss ther structure of microbial cells, abiltiy to discuss the basics of diagnostic proceduresc to identidfy microorganisms from clincial samples

Modalità di verifica delle capacità

Saranno svolte attività pratiche volte all'isolamento ed identificazione dei microrganismi da campione mono e polimicrobico

Assessment criteria of skills

Assessment of practical skills learnt during the laboratory practicals during the written or oral exams

Comportamenti

Lo studente acquisirà competenze sulla struttura e fisiologia dei microrgansimi, così come le basi dell'approccio diagnostico all'identificazione dei microrganismi

Behaviors

Students will acquire and/or develop an awareness of microbial cell organization and physiology, as well as the basic of microbial isolation/identification from a clinical sample

Modalità di verifica dei comportamenti

Durante le sessioni di laboratorio saranno valutati il grado di accuratezza e precisione delle attività svolte

Assessment criteria of behaviors

During the lab sessions, the accuracy and precision of the activities carried out will be evaluated

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Utili le conoscenze di citologia, biochimica e biologia molecolare

Prerequisites

Understanding of cytology, basic of biochemistry and molecular biology

Indicazioni metodologiche

Lezioni frontali, con l'ausilio di slide; esperienze di laboratorio in cui ggli studenti sono divisi in gruppi; materiale didattico fornito atraverso la piattaforma elearning.

Presenza di prove in itinere; utilizzo di diapositive in inglese

Teaching methods

Delivery: face to face

Learning activities:

  • attending lectures
  • preparation of oral/written report
  • individual study
  • Laboratory work
  • Practical

Attendance: Not mandatory

Teaching methods:

  • Lectures
  • laboratory
Programma (contenuti dell'insegnamento)
  1.  Introduzione alla microbiologia: alla scoperta dei microrganismi. Contributo di L. Spallanzani, L. Pasteur, R. Kock. Confutazione della teoria della "generazione spontanea". I microrganismi come agenti eziologici di malattia. I postulati di Kock. Il mondo microbico. 
  2. Tassonomia e classificazione dei batteri. Eubatteri, Archea ed Eucarioti. Caratteristiche degli archea. Disposizione dei cocchi in base ai piani di divisione; caratteristiche dei bacilli. Morfologia cellulare e di colonia. Colorazione di Gram. Colorazione di Ziehl Neelsen, colorazione con blu di metilene, osservazione a fresco. 
  3. La parete batterica, funzioni e caratteristiche generali. Il peptidoglicano. Biosintesi della mureina: fase citoplasmatica, fase a livello della membrana citoplasmatica e fase post-traslocazione nel compartimento extracellulare. Biogenesi e modalità di accrescimento della parete batterica. 
  4.  Struttura e composizione chimica della parete cellulare nei batteri Gram-positivi e Gram-negativi. Peptidoglicano, periplasma, acidi teicoici, lipoteicoici e teicuronici nei batteri Gram positivi. Peptidoglicano compartimento periplasmatico, ruolo delle proteine periplasmatiche, membrana esterna nei batteri Gram negativi. LPS struttura, composizione ed effetti biologici. 
  5. Il flagello batterico: struttura, biosintesi e rotazione. Il movimento batterico Le tassie. Meccanismi molecolari alla base della chemiotassi. I flagelli degli archea. I flagelli delle spirochete. I pili batterici. Struttura e movimento dei pili di tipo IV. 
  6. La secrezione proteica nei batteri. Il sistema sec. Il sistema SRP. Sistemi di secrezione indipendenti da Sec: il sistema Tat, i trasportatori ABC. I sistemi tipo I-VI. I sistemi di secrezione di tipo VII. 
  7. Struttura e funzione delle proteine porine. Traslocazione ed assemblaggio delle molecole costituenti la membrana esterna (porine, lipoproteine e LPS). Parete di Mycobacterium tuberculosis, parete degli Archeabatteri 
  8. Antibiotici attivi sulla parete cellulare batterica. Antibiotici attivi su fase I biosintesi (Fosfomicina e cicloserina); su fase II(Bacitracina) e farmaco; III stadio (farmaci beta-lattamici e glicopeptidi). Meccansimi di farmacoresistenza. 
  9. La membrana plasmatica di eubatteri, archea e miceti. Struttura e funzioni. I mesosomi batterici. Antibiotici attivi sulla membrana cellulare (Polimixine, Lipopeptidi, Polieni, peptidi antimicrobici) 
  10. Capsula propriamente detta, strato mucoso, strato S. Struttura, caratteristiche e funzioni. Metodi per evidenziare la presenza della capsula. 
  11. Il protoplasto: citolplasma batterico, citoscheletro, ribosomi, genoma batterico, nucleoide, corpi di inclusione. Antibiotici attivi sulla sintesi proteica 
  12. Spora batterica: ciclo vitale di un batterio sporigeno, peculiarità, struttura e fasi della sporificazione. Attivazione, germinazione ed esocrescita
  13. La nutrizione batterica: macroelementi, microelementi. Classi nutrizionali (fotoautotrofi, fotoeterotrofi, chemioautotrofi, chemioeterotrofi). Prototrofia e auxotrofia. 
  14. Assunzione dei nutrienti e trasporto di membrana: diffusione semplice e facilitata; trasporto attivo: trasporto periplasmatico dipendente, trasporto primario, trasporto secondario e traslocazione di gruppo. Trasportatori ABC. Assunzione del ferro. La crescita batterica. Determinazione della biomassa, misura della torbidità, conta totale, conta cellule vitali. 
  15. Genetica batterica. Caratteristiche del cromosoma batterico. I plasmidi: caratteristiche, tipi principali, controllo del numero di copie, gruppi di incompatibilità. I trasposoni batterici: caratteristiche. 
  16. Il metabolismo batterico. Cenni sull'evoluzione del metabolismo batterico. Batteri ed energia. Catabolismo, anabolismo ossidazione dei substrati. Respirazione aerobia (catena respiratoria, esempio in E. coli), respirazione anaerobia, fermentazione. Tipi di fermentazione. 
  17.  Meccanismi di ricombinazione genetica nei batteri. Meccanismi di trasferimento genetico: trasformazione, coniugazione, trasduzione. Principi e basi molecolari del trasferimento genetico
  18. :Caratteristiche e generalità sui virus. I batteriofagi: struttura ed acido nucleico. Il saggio di placca. Riproduzione dei fagi: ciclo litico e lisogeno. Fasi del ciclo litico. 
  19. I virus animali: struttura, forma e dimensioni. Ciclo di replicazione di un virus animale. Classificazione di Baltimore. Replicazione dei virus delle diverse classi. Tipi di infezione da virus animali. Ciclo replicativo dei Picornavirus. Gli Herpesvirus: caratteristiche generali, ciclo replicativo e manifestazioni cliniche. 
  20. Orthomyxovirus: ciclo replicativo del virus dell'influenza umana. Antigeni shift e antigeni drift. I retrovisrus: classificazione, caratteristiche generali e ciclo replicativo. Il virus dell'immunodeficenza umana HIV1/HIV2. Ciclo replicativo degli hepadnavirus. Coltivazione e propagazione dei virus 
  21. Interazione ospite-parassita. Commensalismo e parassitismo.Eventi associati all'insorgenza di malattia: contagio, adesione, invasione infezione e malattia. Fattori di virulenza e patogenicità batterica. Le esotossine. Esempi: tossine citolitiche, tossine A-b. Esempio di tossina ad azione biologica complessa: la tossina difterica. Tossina colerica.Neurotossine: tossina tetanica e tossina botulinica, complesso esotossico di B. anthracis
  22. Streptococchi, generalità. Esempio di batterio virulento non tossigeno, Streptococcus pneumoniae: caratteristiche generali, patogenesi e diagnosi microbiologica
  23. Genere Salmonella: Caratteristiche, patogenesi, approccio diagnostico. Enteriti da Salmonelle minori. Febbre tifoide
  24.  Esempio di patogenesi mediata da LPS: Neisseria meningitidis. Caratteristiche, fattori di virulenza diagnosi di laboratorio.
  25. I miceti: caratteristiche generali, organizzazione cellulare, metabolismo e replicazione. Funghi unicellulari (lieviti) e pluricellulari (ifomiceti), differenziazione micelio. Dimorfismo. Capsula, parete, membrana e organuli. Nucleo e genoma fungino. Micosi nell'uomo. Classificazione e caratteristiche. Micosi opportunistiche.
Syllabus

In-depth study of cellular organization of micro-organisms. Microbial growth and conditions influencing the yield, survival, and the behavioral-daptive response of micro-organisms to their growth environments, the colonized host included. Basic knowledge of virology and micology. Gene transfer, recombination and global regulation of cell functions. Mechanisms of microbial virulence and host-parasite interaction.

 

Laboratory: practice to perform micro-organism isolation, identification and evaluation of susceptibility to antimicrobials.

Bibliografia e materiale didattico

G. Dehò E.Galli. Il mondo dei microrganismi, Casa Editrice Ambrosiana. 2011 P. R. Murray, K. S. Rosenthal, G. S. Kobayashi, M. A. Pfaller. Microbiologia. EdiSES, 2007

Diapositive del docente rese disponibili su piattaforma e-learning online

Bibliography

G. Dehò E.Galli. Il mondo dei microrganismi, Casa Editrice Ambrosiana. 2011 P. R. Murray, K. S. Rosenthal, G. S. Kobayashi, M. A. Pfaller. Microbiologia. EdiSES, 2007

Splides available on e-learning website

Indicazioni per non frequentanti

Lo stesso programma è utilizzato per verificare la preparazione degli studenti non frequentanti

Non-attending students info

The same program will be used to assess the knowledge of non attending students

Modalità d'esame

Esame consiste in una prova scritta con domande aperte inerenti il programma svolto durante le lezioni di didattica frontale e la parte di laboratorio. Se le condizioni relative all'emergenza sanitaria non consentiranno di svolgere l'esame scritto, verrà svolto un esame orale.  Se l'esame viene superato, il test rimane valido per numerose sessioni.

Assessment methods

The  final exam will consist of a written test and involves five to six open questions concerning both theoretical and practical laboratory activities performed during the course. The written exam will be performed within the two-hour assigned for its completion. If a written test will not be possible due to the pandemic emergency, the exam will consist in an oral test. If successful,  the test remains valid for several sessions.

Updated: 16/07/2021 15:36