Nozioni di biologia generale: dalle molecole ai sistemi (2006/2007)

Obiettivi formativi

Il corso è propedeutico ai corsi sui Modelli matematici per la biologia e Modelli matematici in biomedicina. Si prefigge di fornire le conoscenze di base della biologia in una visione evoluzionistica che enfatizzi i processi molecolari e cellulari comuni a tutti gli organismi viventi.
Si metteranno in risalto aspetti della biologia umana di particolare interesse biomedico. Verranno discussi i meccanismi di base relativi ai processi di: duplicazione, espressione e trasmissione dell’informazione biologica ereditaria, nonchè le modalità di insorgenza delle sue variazioni. Verranno inoltre illustrati gli strumenti, le metodiche e le applicazioni della tecnologia del DNA ricombinante. Lo scopo principale di questo insegnamento è quello di avvicinare lo studente del corso di Matematica Applicata al linguaggio della biologia e della genetica molecolare, presupposto per un lavoro interdisciplinare fra esperti di diversi settori.

Origini della vita sulla terra. Le molecole della vita. La teoria evoluzionistica ed il suo ruolo centrale nella comprensione dei fenomeni biologici. La cellula quale unità strutturale e funzionale.
La cellula procariotica. Biologia generale dei procarioti. Cenni sulla biologia generale dei virus. La cellula eucariotica. La membrana cellulare, gli organelli. Strumenti e metodi per lo studio delle cellule. Dalla cellula all’organismo: organismi multicellulari
Energia e metabolismo energetico. Respirazione cellulare. Fotosintesi.
Gli enzimi. Comunicazioni cellulari. Divisione cellulare, ciclo cellulare e sua regolazione, morte cellulare. Il nucleo cellulare. I cromosomi. DNA: struttura, funzione, replicazione • Il flusso informazionale: trascrizione, traduzione, regolazione dell’espressione genica nei procarioti e negli eucarioti. Regolazione genica e sviluppo
Tecnologia del DNA ricombinante. Biotecnologie. Il progetto Genoma Umano
Mutazioni, agenti mutageni, riparazione del DNA
Mutazioni somatiche e cancro
Riproduzione sessuata, gametogenesi. Determinazione genetica del sesso. Il cariotipo umano normale e patologico.
Trasmissione ereditaria dei caratteri, leggi di Mendel. Ereditarietà mendeliana nell’uomo

Libro di testo consigliato:

Solomon Berg Martin: Fondamenti di Biologia. IV edizione. EdiSES s.r.l. Napoli, 2005

Test scritto con quiz a risposta multipla e domande aperte, seguito da colloquio orale. Gli studenti sono incoraggaiti ad approfondire un argomento a scelta per la discussione orale.