ECTS - University of Pisa
Lo studente sarà in grado di dimostrare una solida conoscenza delle principali problematiche legate alla biologia cellulare e animale, con particolare attenzione all'organizzazione della cellula animale ed ai principali gruppi di invertebrati di interesse biotecnologico. Acquisirà conoscenza delle strutture e del ruolo delle subcellulari; acquisirà inoltre conoscenza dei sistemi e degli organi, della struttura corporea e sarà in grado di analizzare e correlare i loro principi di funzionamento. Infine, conoscerà gli approcci moderni per lo sfruttamento sostenibile delle risorse che possono derivare da vari gruppi di animali e che si basano sulle biotecnologie.
The student will be able to demonstrate a solid knowledge of the main issues related to the cell amd animal biology, with particular attention to cell organization the principal invertebrates groups of biotecnology interest. He or she will acquire knowledge of subcellular structures and of systems and organs, of body structure, and will be able to analyze and correlate their function principles. Lastly, he or she will be aware of modern approaches for the sustainable exploitation of resources that may derive from various groups of animals and which are based on biotechnologies.
Per l'accertamento delle conoscenze saranno svolti incontri tra il docente e il gruppo di studenti che sviluppa il progetto.
For the assessment of the knowledge will be held meetings between the teacher and the group of students who develop the project.
Al termine del corso gli studenti avranno acquisito le conoscenze di base della struttura e composizione della cellula eucariotica; sapranno inoltre indicare e riconoscere le principali differenze riscontrabili nei diversi piani strutturali corporei dei metazoi. Essi saranno in grado di descrivere la struttura e le funzioni dei principali organi e sistemi presenti nei vari gruppi di invertebrati e comprendere gli adattamenti evolutivi che hanno portato al loro successo.
At the end of the course the students will have acquired basic knowledge of the structure and composition of the eukaryotic cell; they will be able to indicate and recognize the main differences found in the different body structural planes of the metazoans. They will be able to describe the structure and functions of the main organs and systems present in the various invertebrate groups and understand the evolutionary adaptations that have led to their success.
Durante le lezioni saranno utilizzati strumenti volti ad accertare l’acquisizione da parte degli studenti degli obiettivi stabiliti. Saranno utilizzate diverse strategie didattiche in modo da favorire dinamiche interattive fra il docente e gli studenti. Saranno svolte attività pratiche attraverso l’ausilio di strumenti multimediali e attraverso la progettazione di attività di laboratorio e di osservazione in natura.
During the lessons, tools will be used to ascertain the students' acquisition of the established objectives. Different didactic strategies will be used in order to favor interactive dynamics between the teacher and the students. Practical activities will be carried out with the aid of multimedia tools and through the design of laboratory and observation activities in nature.
Gli studenti potranno acquisire e sviluppare sensibilità alle tematiche inerenti la biologia cellulare e animale. Essi potranno saper riconoscere i rappresentanti dei principali gruppi di invertebrati, anche attraverso la progettazione di attività di laboratorio e di osservazione in natura. Saranno acquisite opportune accuratezza e precisione nella preparazione e presentazione degli argomenti trattati.
Students will be able to acquire and develop sensitivity to issues related to cell and animal biology. They will be able to recognize the representatives of the main invertebrate groups, also through the planning of laboratory and observation activities in nature. Appropriate accuracy and precision in the preparation and presentation of the topics will be acquired.
Durante le lezioni saranno utilizzate diverse strategie didattiche in modo da favorire dinamiche interattive fra il docente e gli studenti, volte a verificare il grado di acquisizione degli argomenti trattati. Durante le sessioni di laboratorio saranno valutati il grado di accuratezza e precisione delle attività svolte
During the lessons, different teaching strategies will be used in order to encourage interactive dynamics between the teacher and students, aimed at verifying the degree of acquisition of the topics covered. During the laboratory sessions, the accuracy and precision of the activities carried out will be evaluated.
Lo studente è invitato a verificare l'esistenza di eventuali propedeuticità consultando il Regolamento del Corso di studi relativo al proprio anno di immatricolazione. Un esame sostenuto in violazione delle regole di propedeuticità è nullo (Regolamento didattico d’Ateneo, art. 24, comma 3).
E' auspicata l'acquisizione di conoscenze preliminari nell’ambito della biologia cellulare e animale, anche a livello di studi secondari superiori, facilita la comprensione di molti argomenti che verranno trattati nelle lezioni.
The student is invited to check the existence of any propaedeuticity by consulting the Course Regulations relating to his year of enrolment. An examination taken in breach of the rules on propedeuticity is null and void (University Teaching Regulations, Art. 24, para. 3).
The acquisition of basic knowledge in the field of cell and animal biology, even at upper secondary school level, facilitates the understanding of many topics that will be covered in the lectures.
Saranno svolte lezioni frontali, con ausilio di slides. Strumenti di supporto saranno costituiti da siti web, seminari. Ausilio e completamento sarà fornito da personale di supporto e da codocenti. Le attività di laboratorio sarano organizzate in gruppi. Il sito di elearning del corso sarà utilizzato per scaricamento materiali didattici, comunicazioni docente-studenti, formazione di gruppi di lavoro. L'interazione tra studente e docente avverrà tramite uso di ricevimenti, uso della posta elettronica o di altri strumenti di comunicazione.
Lectures will be held, with the help of slides. Support tools will consist of websites, seminars. Help and completion will be provided by support staff and by colleagues. The laboratory activities will be organized in groups. The elearning site of the course will be used for downloading educational materials, teacher-student communications, training of working groups. The interaction between student and teacher will take place through the use of receptions, use of e-mail or other communication tools.
PROGRAMMA DEL MODULO DI BIOLOGIA CELLULARE (I SEM)
CORSO DI BIOLOGIA CELLULARE E ANIMALE
LAUREA TRIENNALE IN BIOTECNOLOGIE
Prof. Massimo Pasqualetti
Principi basilari della teoria cellulare. Cenni alle diverse tipologie di microscopio e loro applicazioni. Principio di funzionamento della microscopia ottica e microscopia elettronica, TEM, SEM. Il limite di risoluzione. Le molecole biologiche. Caratteristiche generali della materia vivente.
I virus: generalità, struttura, classificazione. Informazione genetica e meccanismi di trascrizione nei virus. Meccanismi riproduttivi nei virus: ciclo litico e lisogenico del fago lambda. Ciclo riproduttivo ed infettivo dei retrovirus.
Organizzazione cellulare procariotica ed eucariotica. Le principali molecole biologiche.
I procarioti: generalità, classificazione - Struttura e ultrastruttura generale della cellula procariotica. Eubacteria e Archaebacteria. Organizzazione della cellula batterica e tipi di cellule batteriche. La parete dei batteri. La colorazione di Gram.
Introduzione alla complessità della cellula eucariotica: significato evolutivo della sua compartimentazione. Il nucleo. Il mitocondrio ed il cloroplasto. La teoria dell'endosimbionte. Il reticolo endoplasmico rugoso e liscio: aspetti morfologici e funzionali. Il complesso di Golgi: aspetti morfologici e funzionali. Lisosomi e perossisomi. Il citosol. Principali caratteristiche differenziali degli eucarioti e dei procarioti.
Membrana plasmatica: generalità, composizione molecolare. Modelli di membrana, cenni storici. Modello a mosaico fluido. Composizione molecolare dei lipidi di membrana e caratteristiche generali. Organizzazione in doppio strato. Struttura e classificazione dei fosfolipidi: fosfogliceridi e sfingolipidi. Altri lipidi di membrana: glicolipidi, colesterolo. Proprietà dei lipidi di membrana: mobilità, asimmetria. Preparazione ed uso delle "ombre" degli eritrociti dei Mammiferi. Dimostrazione sperimentale della distribuzione asimmetrica dei fosfolipidi. Fluidità del bilayer lipidico e temperatura di transizione in riferimento alla lunghezza delle catene idrocarburiche ed il grado di saturazione degli acidi grassi. Il ruolo del colesterolo nel doppio strato lipidico negli Eucarioti. Classificazione delle proteine di membrana e metodiche di analisi per il loro studio. Estrazione delle proteine di membrana: uso dei detergenti - Principi della SDS-PAGE ed applicazione per lo studio delle proteine di membrana degli eritrociti dei Mammiferi. Proteine della membrana degli eritrociti di Mammiferi. Mobilità e asimmetria delle proteine di membrana. Esperimento degli eterocarionti e del FRAP. Carboidrati di membrana. Glicocalice. Permeabilità di un doppio stato lipidico artificiale. Meccanismi di trasporto: uniporto e cotrasporto. Trasporto passivo e attivo di ioni e piccole molecole neutre. Gradiente di concentrazione ed elettrochimico. Equazione di Nerst. Trasporto passivo. Pompe ioniche: definizione, generalità e classificazione. Esempi di pompe P: pompa Na+/K+; pompa del Ca++. Funzione della pompa Na+/K+ nel mantenimento del potenziale di membrana. Pompe V. Pompe indirette: simporto Na+/glucosio nelle cellule assorbenti dell'epitelio di rivestimento dell'intestino tenue. Trasferimento di macromolecole e particelle attraverso la membrana: esocitosi, endocitosi, gemmazione. Fagocitosi. Endocitosi costitutiva e mediata da recettori: aspetti generali. Fasi iniziali dell'endocitosi mediata da recettori: formazione di fossette e vescicole rivestite da clatrina. Struttura del triskelion di clatrina e formazione del canestro. Ruolo della dinamina. Ulteriori tappe dell'endocitosi mediata da recettori: distacco della clatrina, separazione recettore-ligando nel compartimento endosomale, formazione della vescicola CURL, recupero dei recettori di membrana e destino del materiale internalizzato. Endocitosi del colesterolo e della ferrotransferrina.
Citoscheletro: generalità; classificazione dei filamenti citoscheletrici. Microtubuli: ultrastruttura e composizione molecolare. Struttura del centrosoma e dei centrioli. "Cappuccio" di GTP ed instabilità dinamica. Proteine associate ai microtubuli (MAPs). Proteine motrici dei microtubuli: caratteri strutturali e funzionali di chinesina e dineina. Struttura, ultrastruttura e funzione delle ciglia e dei flagelli. Ciglia: ultrastruttura dell'assonema e del corpuscolo basale. Fasi e fisiologia del movimento ciliare. Filamenti intermedi: caratteri generali morfo-funzionali, composizione molecolare, classificazione, assemblaggio. Filamenti actinici: caratteri generali morfo-funzionali, composizione molecolare, assemblaggio.
Giunzioni cellula-cellula e cellula-matrice: aspetti generali e classificazione. Giunzioni occludenti. Giunzioni di ancoraggio: struttura di emidesmosomi e fasce di adesione.
Ultrastruttura del nucleo interfasico. Caratteri morfo-funzionali del complesso del poro. Segnali di localizzazione e importazione di proteine nel nucleo. Struttura e ciclo della lamina nucleare. Cromatina: definizione, composizione. Eucromatina ed eterocromatina, costitutiva e facoltativa. Istoni: caratteri molecolari, legame al DNA. Nucleosoma. Compattazione del DNA e formazione della cromatina: fibra di 30 nm. Ulteriori stadi di compattazione della cromatina: intervento di proteine non istoniche. Formazione di anse- Scaffold. Struttura del cromosoma metafasico, classificazione, cariotipo. Analisi del corredo cromosomico con metodi di bandeggio. Struttura dei cromosomi a spazzola e politenici. Nucleolo: ultrastruttura, funzioni.
Ciclo cellulare: generalità, fasi. Analisi dei periodi dell'interfase: G1, S, G2. Duplicazione del centrosoma e fasi iniziali della formazione del fuso mitotico. Analisi delle fasi della mitosi: profase, prometafase, metafase, anafase (A e B), telofase. Inserimento dei cromosomi sui microtubuli del cinetocore e disposizione in piastra equatoriale. Meccanismo di migrazione ai poli del fuso dei cromosomi in anafase A: ipotesi attiva e passiva. Ruolo delle proteine motrici dei microtubuli in anafase B. Meiosi. Confronto tra mitosi e meiosi. Meiosi I (riduzionale) e meiosi II (conservativa). LEPTOTENE, ZIGOTENE, PACHITENE, DIPLOTENE, DIACINESI. Il chiasma.
Meccanismi di morte cellulare. Apoptosi, autofagia, necrosi. Via intrinseca e via estrinseca. Le caspasi. Meccanismi di comunicazione tra le cellule. Trasporto transmembrana.
Cenni sui meccanismi di trasduzione del segnale: eecettori accoppiati a proteine G. Molecole segnale e recettori. Adenilato ciclasi e cAMP. Fosfolipasi C, IP3 e DAG.
Tecniche di indagine per lo studio dei componenti cellulari. L'uso degli anticorpi per la tecnica dell'immunoistochimica. Metodiche di inclusione e taglio di sezioni istologiche. Introduzione e caratteristiche generali della tecnica di immunoistochimica. Uso di anticorpi policlonali e monoclonali. Impiego di anticorpi primari e secondari. Sistemi di rivelazione e di amplificazione. Immunofluorescenza e immunoistochimica multipla.
PROGRAMMA DEL MODULO DI BIOLOGIA ANIMALE (II SEM)
CORSO DI BIOLOGIA CELLULARE E ANIMALE
LAUREA TRIENNALE IN BIOTECNOLOGIE
Prof. Graziano Di Giuseppe
Architettura degli animali. Piani strutturali del corpo degli animali. Simmetria animale: simmetria radiale, simmetria biradiale, simmetria bilaterale. Segmentazione radiale e segmentazione spirale. Sviluppo regolativo e sviluppo a mosaico. Blastula e gastrula. Foglietti embrionali. Animali diblastici e triblastici. Cavità del corpo degli animali: intestino completo ed incompleto; celoma. Animali pseudocelomati, acelomati e celomati. Formazione del celoma: schizocelia, enterocelia. Caratteristiche dello sviluppo di protostomi (lofotrocozoi ed ecdisozoi) e di deuterostomi. Sequenze di sviluppo che producono animali diblastici e animali triblastici.
Phylum Porifera. Caratteristiche generali. Classificazione. Relazioni ecologiche. Struttura corporea. Tipi di organizzazione dei canali: asconoide, siconoide, leuconoide. Tipi di cellule: pinacociti, porociti, coanociti, archeociti. Tipi di scheletro. Fisiologia delle spugne. Riproduzione sessuale. Sviluppo nelle demospongie e nelle spugne calcaree. Riproduzione asessuale nei poriferi: gemme esterne e gemmule. Esempi di spugne. Spugne da bagno.
Phylum Cnidaria: caratteristiche generali. Gli animali radiati. Classificazione. Relazioni ecologiche. Applicazioni biotecnologiche. Struttura corporea: dimorfismo e polimorfismo. Struttura e funzione di polipi e meduse. Alimentazione e digestione. Struttura della parete corporea degli cnidari: epidermide, mesoglea e gastrodermide. Tipi di cellule presenti nei tre strati della parete corporea. Rete nervosa. Riproduzione: ruolo dei polipi e delle meduse. Classe Hydrozoa: caratteristiche generali. Struttura e funzione dell'idrozoo di acqua dolce Hydra. Struttura degli idroidi coloniali. Ciclo vitale di Obelia. Struttura delle idromeduse. Classe Scyphozoa: caratteristiche generali. Struttura delle scifomeduse. Ciclo vitale di Aurelia. Classe Cubozoa: caratteristiche generali. Classe Anthozoa: caratteristiche generali. Anemoni di mare. Madrepore. Ottocoralli. Classe Staurozoa: caratteristiche generali.
Phylum Ctenophora: caratteristiche generali. Struttura corporea. Riproduzione. Esempi di ctenofori. Relazioni ecologiche. Applicazioni biotecnologiche: bioluminescenza.
Phylum Platyhelminthes. Caratteristiche generali e suddivisione. Relazioni ecologiche. Struttura corporea. Struttura degli organi adesivi a doppia ghiandola. Struttura del tegumento sinciziale o neoderma. Nutrizione. Escrezione ed osmoregolazione: struttura dei protonefridi con cellule a fiamma. Sistema nervoso ed organi di senso. Riproduzione asessuale. Rigenerazione e sviluppo delle planarie. Riproduzione sessuale. Uova endo- e ecto-lecitiche. Classe Turbellaria: caratteristiche generali. Classe Trematoda: caratteristiche generali. Sottoclasse Digenea: caratteristiche generali. Ciclo vitale di Chlonorchis sinensis. Esempi di trematodi parassiti dell'uomo. Classe Monogenea: caratteristiche generali. Classe Cestoda: caratteristiche generali. Cestodi comuni nell'uomo. Ciclo vitale di Tenia saginata. Tenia solium.
Phylum Gastrotricha: caratteristiche generali. Struttura corporea. Sistema muscolare. Sistema digerente. Sistema escretore. Sistema nervoso ed organi di senso. Riproduzione sessuale.
Phylum Rotifera: caratteristiche generali. Relazioni ecologiche. Varietà di forme tra i rotiferi. Descrizione di un'esperienza di ricerca personale riguardante l'identificazione di rotiferi inquinanti sistemi di fotobioreattori in un impianto industriale per la produzione di biomassa algale. Struttura corporea dei rotiferi. Struttura corporea esterna: capo, tronco e piede. Struttura corporea interna: epidermide sinciziale eutelica, sistema muscolare, pseudocele. Sistema digerente: struttura e funzione del mastax. Sistema escretore. Sistema nervoso ed organi di senso. Riproduzione. Apparati riproduttivi maschile e femminile. Ciclo vitale dei rotiferi. Uova mittiche e amittiche. Partenogenesi diploide.
Phylum Nemertea: caratteristiche generali. relazioni ecologiche. Struttura corporea. Sistema digerente. Struttura della proboscide. Sistema circolatorio. Sistema escretore. Sistema nervoso. Locomozione. Riproduzioni asessuale e sessuale. Piano strutturale dei nemertini: acelomati o celomati? Differenze tra rincocele e celoma tipico.
Phylum Mollusca: caratteristiche generali. Esempi di forme giganti. Classificazione tassonomica. Relazioni ecologiche. Applicazioni biotecnologiche. Struttura corporea. Struttura e funzione della radula. Struttura, funzione e modificazioni strutturali del piede. La massa viscerale. Struttura e funzione delle branchie. Struttura della conchiglia. La produzione di perle da parte delle ostriche. Funzioni. Differenze e sviluppo dei sistemi circolatori chiuso e aperto. Sistemi digerente, escretore e nervoso. Organi di senso. Riproduzione. Struttura della larva trocofora. Classe Polyplacophora: caratteristiche generali. Struttura corporea. Classe Gastropoda: caratteristiche generali. Struttura della conchiglia spiralata. Torsione ontogenetica. Spiralizzazione. Sottoclasse Prosobranchia: caratteristiche generali. Sottoclasse Opistobranchia: caratteristiche generali. Le lepri di mare. Sottoclasse Pulmonata: caratteristiche generali. Classe Bivalvia: caratteristiche generali. Struttura corporea. Funzione delle valve della conchiglia. Struttura e funzione delle branchie. Alimentazione. Locomozione e riproduzione. Larva Glochidium. Classe Cephalopoda: caratteristiche generali. Struttura corporea. Nautilus, ottopodi e decapodi. Locomozione e riproduzione.
Phylum Annelida: caratteristiche generali. La metameria: conseguenze evolutive. Relazioni ecologiche. Applicazioni biotecnologiche. Struttura corporea. Locomozione. Sistemi digerente, circolatorio e nervoso. Classificazione. Gruppo Errantia. Policheti erranti: caratteristiche generali. Nutrizione, respirazione, circolazione ed escrezione. Sistema nervoso ed organi di senso. Riproduzione. Gruppo Sedentaria. Policheti sedentari: caratteristiche generali. Porzioni atoca ed epitoca. Amphitrite, Sabella e Arenicola. Pogonofori: caratteristiche generali e struttura corporea. Echiuridi: caratteristiche generali e struttura corporea. Clitellata: caratteristiche generali. Oligocheti: caratteristiche generali. Lombrichi: caratteristiche generali, applicazioni biotecnologiche, struttura corporea, sistemi circolatorio ed escretore; struttura e funzione dei metanefridi; la riproduzione. Irudinei: caratteristiche generali. Applicazioni biotecnologiche. Struttura corporea.
Phylum Arthropoda: caratteristiche generali. Relazioni ecologiche. Applicazioni biotecnologiche. Classificazione. Segmentazione del corpo e appendici. Sistema di respirazione. Organi di senso. Modelli comportamentali. Competizione intraspecifica.
Phylum Arthropoda, subphylum Chelicerata: caratteristiche generali. Classe Merostomata. Euripteridi e Xifosuridi. Classe Pycnogonida. Classe Arachnida. Applicazioni biotecnologiche. Ragni pericolosi. Scorpioni. Acari. Zecche.
Phylum Arthropoda, subphylum Crustacea: caratteristiche generali. Struttura corporea. Ostracodi: caratteristiche generali. Branchiuri: caratteristiche generali. Pentastomatidi: caratteristiche generali. Branchiopodi: caratteristiche generali. Copepodi: caratteristiche generali. Cirripedi: caratteristiche generali. Malacostraci: caratteristiche generali. Isopodi: caratteristiche generali. Anfipodi: caratteristiche generali. Eufausiacei: caratteristiche generali. Decapodi: caratteristiche generali.
Phylum Arthropoda, subphylum Hexapoda: caratteristiche generali. Biodiversità degli insetti. Diffusione. Danni all’uomo. Deambulazione. Le ali e il volo. Alimentazione. Organi di senso. Riproduzione. Metamorfosi e crescita. Diapausa. Colorazione (aposematica e criptica, o mimetica). Comportamento e comunicazione. Comportamento sociale. Inseti e e benessere dell’uomo. Insetti utili e dannosi.
Phylum Echinodermata: caratteristiche generali. Classificazione. Relazioni ecologiche. Asteroidei, ofiuroidei, oloturoidei, echinoidei, crinoidei. Applicazioni biotecnologiche.
Cell Biology
Basic principles of cell theory. References to the different types of microscopes and their applications. Principles of operation of light and electron microscopy, TEM, SEM. The resolution limit. Biological molecules. General characteristics of living matter.
Viruses: generalities, structure, classification. Genetic information and transcription mechanisms in viruses. Reproductive mechanisms in viruses: lytic and lysogenic cycle of the lambda phage. Reproductive and infectious cycle of retroviruses.
Prokaryotic and eukaryotic cell organisation. The main biological molecules.
Prokaryotes: generalities, classification - General structure and ultrastructure of the prokaryotic cell. Eubacteria and Archaebacteria. Organisation of the bacterial cell and bacterial cell types. The wall of bacteria. Gram staining.
Introduction to the complexity of the eukaryotic cell: evolutionary significance of its compartmentalisation. The nucleus. The mitochondrion and the chloroplast. The endosymbiont theory. The rough and smooth endoplasmic reticulum: morphological and functional aspects. The Golgi complex: morphological and functional aspects. Lysosomes and peroxisomes. The cytosol. Main differential characteristics of eukaryotes and prokaryotes.
Plasma membrane: generalities, molecular composition. Membrane models, historical background. Fluid mosaic model. Molecular composition of membrane lipids and general characteristics. Organisation in bilayers. Structure and classification of phospholipids: phosphoglycerides and sphingolipids. Other membrane lipids: glycolipids, cholesterol. Properties of membrane lipids: mobility, asymmetry. Preparation and use of Mammalian erythrocyte 'shadows'. Experimental demonstration of the asymmetric distribution of phospholipids. Fluidity of the lipid bilayer and transition temperature with reference to the length of hydrocarbon chains and the degree of saturation of fatty acids. The role of cholesterol in the lipid bilayer in Eukaryotes. Classification of membrane proteins and analytical methods for their study. Extraction of membrane proteins: use of detergents - Principles of SDS-PAGE and application for the study of Mammalian erythrocyte membrane proteins. Membrane proteins of Mammalian erythrocytes. Mobility and asymmetry of membrane proteins. Heterocariont and FRAP experiment. Membrane carbohydrates. Glycocalyx. Permeability of an artificial lipid bilayer. Transport mechanisms: uniport and cotransport. Passive and active transport of ions and small neutral molecules. Concentration and electrochemical gradient. Nerst equation. Passive transport. Ion pumps: definition, generalities and classification. Examples of P-pumps: Na+/K+ pump; Ca++ pump. Function of the Na+/K+ pump in maintaining membrane potential. V-pumps. Indirect pumps: Na+/glucose symport in the absorptive cells of the small intestinal lining epithelium. Transfer of macromolecules and particles across the membrane: exocytosis, endocytosis, budding. Phagocytosis. Constitutive and receptor-mediated endocytosis: general aspects. Initial stages of receptor-mediated endocytosis: formation of clathrin-coated dimples and vesicles. Structure of clathrin triskelion and canister formation. Role of dynamin. Further steps of receptor-mediated endocytosis: clathrin detachment, receptor-ligand separation in the endosomal compartment, formation of the CURL vesicle, recovery of membrane receptors and fate of internalised material. Cholesterol and ferrotransferrin endocytosis.
Cytoskeleton: generalities; classification of cytoskeletal filaments. Microtubules: ultrastructure and molecular composition. Structure of the centrosome and centrioles. GTP "cap" and dynamic instability. Microtubule-associated proteins (MAPs). Microtubule motor proteins: structural and functional characters of kinesin and dynein. Structure, ultrastructure and function of cilia and flagella. Cilia: ultrastructure of the axoneme and basal corpuscle. Phases and physiology of ciliary movement. Intermediate filaments: general morpho-functional characters, molecular composition, classification, assembly. Actin filaments: general morpho-functional characters, molecular composition, assembly.
Cell-cell and cell-matrix junctions: general aspects and classification. Occluding junctions. Anchoring junctions: structure of haemidesmosomes and adhesion bands.
Ultrastructure of the interphase nucleus. Morpho-functional characteristics of the pore complex. Localisation and import signals of proteins into the nucleus. Structure and cycle of the nuclear lamina. Chromatin: definition, composition. Euchromatin and heterochromatin, constitutive and facultative. Histones: molecular characters, DNA binding. Nucleosome. DNA compaction and chromatin formation: 30 nm fibre. Further stages of chromatin compaction: intervention of non-histone proteins. Ring- Scaffold formation. Metaphase chromosome structure, classification, karyotype. Analysis of the chromosome set using banding methods. Structure of brush-type and polytene chromosomes. Nucleolus: ultrastructure, functions.
Cell cycle: generalities, phases. Analysis of interphase periods: G1, S, G2. Duplication of the centrosome and initial stages of mitotic spindle formation. Analysis of the phases of mitosis: prophase, prometaphase, metaphase, anaphase (A and B), telophase. Insertion of chromosomes on kinetochore microtubules and arrangement in equatorial plate. Mechanism of migration to the spindle poles of chromosomes in anaphase A: active and passive hypothesis. Role of microtubule motor proteins in anaphase B. Meiosis. Comparison of mitosis and meiosis. Meiosis I (reductive) and meiosis II (conservative). LEPTOTENE, ZYGOTENE, PACHYTENE, DIPLOTENE, DIAKINESIS. The chiasma.
Mechanisms of cell death. Apoptosis, autophagy, necrosis. Intrinsic pathway and extrinsic pathway. Caspases. Mechanisms of communication between cells. Transmembrane transport.
Overview of signal transduction mechanisms: eecceptors coupled to G proteins. Signal molecules and receptors. Adenylate cyclase and cAMP. Phospholipases C, IP3 and DAG.
Investigation techniques for studying cellular components. The use of antibodies for the immunohistochemistry technique. Methods of inclusion and cutting of histological sections. Introduction and general characteristics of the immunohistochemistry technique. Use of polyclonal and monoclonal antibodies. Use of primary and secondary antibodies. Detection and amplification. Immunofluorescence and multiple immunohistochemistry.
Animal Biology
Animal architecture. Structural planes of the body of animals. Animal symmetry: radial symmetry, biradial symmetry, bilateral symmetry. Radial segmentation and spiral segmentation. Regulatory development and mosaic development. Blastula and gastrula. Embryonic leaflets. Diblastic and triblastic animals. Animal body cavities: complete and incomplete intestine; coelom. Pseudocoelomates, acelomates and coelomates. Coelom formation: schizocelia, enterocelia. Characteristics of the development of protostomes (lophotrocozoa and ecdisozoa) and deuterostomes. Developmental sequences that produce diblastic animals and triblastic animals.
Phylum Porifera. General characteristics. Classification. Ecological relations. Body structure. Types of canal organization: asconoid, syconoid, leukonoid. Cell types: pinacocytes, porocytes, choanocytes, archeocytes. Types of skeleton. Physiology of sponges. Sexual reproduction. Development in demospongias and calcareous sponges. Asexual reproduction in porifera: external buds and gemmules. Examples of sponges. Bath sponges.
Phylum Cnidaria: general characteristics. The radiated animals. Classification. Ecological relations. Biotechnological applications. Body structure: dimorphism and polymorphism. Structure and function of polyps and jellyfish. Nutrition and digestion. Structure of the body wall of the cnidarians: epidermis, mesoglea and gastrodermis. Types of cells present in the three layers of the body wall. Nerve network. Reproduction: role of polyps and jellyfish. Hydrozoa class: general characteristics. Structure and function of the freshwater hydrozoan Hydra. Structure of colonial hydroids. Life cycle of Obelia. Structure of hydromeduses. Scyphozoa class: general characteristics. Structure of the scifozoa jellyfish. Aurelia life cycle. Cubozoa class: general characteristics. Anthozoa class: general characteristics. Sea anemones. Madrepore. Octocorals. Staurozoa class: general characteristics.
Phylum Ctenophora: general characteristics. Body structure. Reproduction. Examples of ctenophores. Ecological relations. Biotechnological applications: bioluminescence.
Phylum Platyhelminthes. General characteristics and subdivision. Ecological relations. Body structure. Structure of the double gland adhesive organs. Structure of the syncytial integument or neodermis. Nutrition. Excretion and osmoregulation: structure of protonephridia with flame cells. Nervous system and sense organs. Asexual reproduction. Regeneration and development of planaria. Sexual reproduction. Endo- and ecto-licitic eggs. Turbellaria class: general characteristics. Trematoda class: general characteristics. Digenea subclass: general characteristics. Life cycle of Chlonorchis sinensis. Examples of human parasitic trematoda. Monogeneous class: general characteristics. Cestoda class: general characteristics. Common cestodes in humans. Life cycle of Tenia saginata. Tenia solium.
Phylum Rotifera: general characteristics. Ecological relations. Variety of forms among the rotifers. Description of a personal research experience concerning the identification of polluting rotifers photobioreactor systems in an industrial plant for the production of algal biomass. Body structure of the rotifers. External body structure: head, trunk and foot. Internal body structure: eutelic syncytial epidermis, muscular system, pseudocele. Digestive system: structure and function of the mastax. Excretory system. Nervous system and sense organs. Reproduction. Male and female reproductive systems. Life cycle of rotifers. Mictic and amictic eggs. Diploid parthenogenesis.
Phylum Nemertea: general characteristics. ecological relations. Body structure. Digestive system. Structure of the proboscis. Circulatory system. Excretory system. Nervous system. Locomotion. Asexual and sexual reproductions. Structural plan of nemertines: acelomates or coelomates? Differences between rincocele and typical coelom.
Phylum Mollusca: general characteristics. Examples of giant shapes. Taxonomic classification. Ecological relations. Biotechnological applications. Body structure. Structure and function of the radula. Structure, function and structural modifications of the foot. The visceral mass. Structure and function of the gills. Shell structure. The production of pearls by oysters. Functions. Differences and development of closed and open circulatory systems. Digestive, excretory and nervous systems. Sensory organs. Reproduction. Structure of the trochophora larva. Polyplacophora class: general characteristics. Body structure. Gastropoda class: general characteristics. Spiral shell structure. Ontogenetic twist. Spiralization. Prosobranchia subclass: general characteristics. Subclass Opistobranchia: general characteristics. The sea hares. Pulmonata subclass: general characteristics. Bivalvia class: general characteristics. Body structure. Function of the shell valves. Structure and function of the gills. Nutrition. Locomotion and reproduction. Glochidium larva. Cephalopoda class: general characteristics. Body structure. Nautilus, octopods and decapods. Locomotion and reproduction.
Phylum Annelida: general characteristics. Metamery: evolutionary consequences. Ecological relations. Biotechnological applications. Body structure. Locomotion. Digestive, circulatory and nervous systems. Classification. Errantia Group. Errant polychaetes: general characteristics. Nutrition, respiration, circulation and excretion. Nervous system and sense organs. Reproduction. Sedentary Group. Sedentary polychaeta: general characteristics. Portions atoca and epitoca. Amphitrite, Sabella and Arenicola. Pogonophores: general characteristics and body structure. Echiurids: general characteristics and body structure. Clitellata: general characteristics. Oligochetes: general characteristics. Earthworms: general characteristics, biotechnological applications, body structure, circulatory and excretory systems; structure and function of metanephridia; reproduction. Irudinea: general characteristics. Biotechnological applications. Body structure.
Phylum Arthropoda: general characteristics. Ecological relations. Biotechnological applications. Classification. Segmentation of the body and appendages. Breathing system. Sensory organs. Behavioral models. Intraspecific competition.
Phylum Arthropoda, subphylum Chelicerata: general characteristics. Merostomata class. Euripteridia and Xifosuridi. Pycnogonida class. Arachnida class. Biotechnological applications. Dangerous spiders. Scorpions. Mites. Ticks.
Phylum Arthropoda, subphylum Crustacea: general characteristics. Body structure. Ostracodes: general characteristics. Branchiuri: general characteristics. Pentastomatids: general characteristics. Branchiopodi: general characteristics. Copepods: general characteristics. Barnacles: general characteristics. Malacostraca: general characteristics. Isopods: general characteristics. Amphipods: general characteristics. Eufausiacea: general characteristics. Decapods: general characteristics.
Phylum Arthropoda, subphylum Hexapoda: general characteristics. Insect biodiversity. Diffusion. Damage to man. Walking. The wings and the flight. Nutrition. Sensory organs. Reproduction. Metamorphosis and growth. Diapause. Coloring (aposematic and cryptic, or mimetic). Behavior and communication. Social behavior. Insects and human welfare. Useful and harmful insects.
Phylum Echinodermata: general characteristics. Classification. Ecological relations. Asteroids, ophiuroids, holothuroids, echinoids, crinoids. Biotechnological applications.
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Animal Biology
Zoologia di Hickman, Roberts, Keen, Eisenhour, Larson, L’Anson. McGraw-Hill Education. Sedicesima edizione.
Diversità animale di Hickman, Keen, Eisenhour, Larson, L’Anson. McGraw-Hill Education. Diciottesima edizione
L'esame è composto da una prova orale. La prova orale consiste in un colloquio tra il candidato e il docente. La prova orale sarà suddivisa in più parti, corrispondenti a varie sezioni del programma svolto. La prova orale è non superata se il candidato mostra di non essere in grado di esprimersi in modo chiaro e di usare la terminologia corretta e se il candidato mostrerà ripetutamente l'incapacità di mettere in relazione parti del programma e nozioni che deve usare in modo congiunto per rispondere in modo corretto ad una domanda.
The exam consists of an oral test. The oral exam consists of an interview between the candidate and the teacher. The oral exam will be divided into several parts, corresponding to various sections of the program. The oral examination is not passed if the candidate shows an inability to express him/herself in a clear manner using the correct terminology and if the candidate repeatedly shows the inability to relate parts of the program and notions that he must use jointly to answer a question correctly.
Commissione d'esame:
Prof Graziano Di Giuseppe (Presidente)
Prof Massimo Pasqualetti (Presidente supplente)
Dott.ssa Noemi Barsotti (Membro)
Dott.ssa Sara Migliarini (Membro)
Dott.ssa Serena Nazzi (Membro supplente)
Dott. Gammuto Leandro (Membro supplente)
