Generalità sui microrganismi (batteri, virus e miceti). Caratteristiche strutturali e funzionali delle cellule procariotiche ed eucariotiche. I batteri: morfologia, organizzazione generale ed introduzione al metabolismo. Stili di vita batterici: forme planctoniche, aggregate, adese, biofilm e forme intracellulari. Il microbiota. L’azione patogena dei batteri. La spora batterica. I miceti: morfologia e riproduzione. I virus: struttura e composizione della particella virale. Replicazione, assemblaggio e liberazione. Interazione microrganismo-ospite. Infezioni esogene ed endogene, sorgenti e vie di trasmissione delle infezioni. Controllo dei microrganismi: tecniche di disinfezione e sterilizzazione. Agenti antimicrobici. Antibiotici e antibiogramma. Vaccini e strategie antimicrobiche. Principi di diagnostica microbiologica. Agenti infettivi e quadri clinici. Applicazioni dei microrganismi in campo biotecnologico. Cenni di microbiologia degli alimenti: controllo dei prodotti alimentari. Cenni di bioinformatica per lo studio delle popolazioni microbiche.

Materiale didattico fornito dal docente. Madigan M.T. and Martinko J.M. : Brock, Biologia dei microorganismi (vol.1 e 3).

La cellula microbica: studio della struttura e funzione dei componenti della cellula batterica. Introduzione storica alla genetica microbica. La citokinesi procariotica e il materiale genetico: il citoscheletro procariotico; le meccanica della divisione cellulare; controllo della replicazione del DNA nei procarioti: Timing, Cleaning, Partitioning. Sistemi di riparazione del DNA: diretto, Ner, Ber, SOS, Mismatch. Biosintesi del peptidoglicano e antibiotici correlati, meccanismi d'azione: beta-lattamici e acido clavulanico, vancomicina, fosfomicina, bacitracina. Sistemi complessi di regolazione genica: La biosintesi del flagello, L'inversione di fase di Salmonella, Il ciclo vitale di Caulobacter crescentus, La sporulazione di Bacillus subtilis, Anabaena cilindrica. Interazione dei microrganismi con l'ambiente: L'esportazione e la secrezione delle proteine, La trasduzione del segnale, Il quorum sensing, i biofilm. Elementi genetici microbici: gli Integroni, i Trasposoni, i Batteriofagi. Trasferimento genico orizzontale: Trasformazione, Trasduzione, Coniugazione. Genetica fagica: strategie di infezione e regolazione dei geni di T4 e T7:: fagi filamentosi e Phage-Display. Patogenesi batterica: meccanismi comuni della patogenicita’ microbica, interazioni microorganismo-ospite. Fasi del processo infettivoed interazionecon i meccanismi di difesa dell'ospite. Strategie microbiche contro i meccanismi di difesa dell'ospite: aggregazione, adesivita’, intracellularita’, formazione di biofilm. Meccanismi di resistenza a farmaci antibatterici Biotecnologie microbiche applicate alla salute dell’uomo: innovazioni nella diagnosi microbica, nuove strategie terapeutiche nelle infezioni microbiche, nuove strategie nei vaccini.

Per tutti i moduli e’ consigliato: Madigan M.T. and Martinko J.M. : Brock, Biologia dei microorganismi. Volume 1 (per modulo prof. Prosseda-Valenti ) e 2b (modulo Valenti). Opzionali: Snyder L. and Champness W. Molecular Genetics of Bacteria. Biblioteca Dipartimento di Biologia e Biotecnologie “C. Darwin” Glazer A.N. and , Nikaidō H. Microbial Biotechnology: fundamentals of applied microbiology. Cambridge University Press ( in acquisizione)