1. Introduzione alla biologia della cellula La scoperta delle cellule. Le proprietà fondamentali della cellula. La cellula procariotica. La cellula eucariotica. Organismi modello. (2 ore) 2. II componenti chimici delle cellule I legami chimici. La natura delle macromolecole: carboidrati, lipidi, acidi nucleici e proteine. (2 ore) 3. Bioenergetica L’uso dell’energia nella cellula. Le reazioni chimiche. Reazioni di ossidoriduzione. Cenni sulle proprietà degli enzimi. Trasportatori attivati: ATP, NADPH, NADH. (3 ore) 4. Le proteine Struttura delle proteine. Struttura primaria, secondaria, terziaria e quaternaria. Proprietà del legame peptidico. Relazione tra struttura e funzione delle proteine. Modifiche post-traduzionali. Enzimi e loro regolazione. (3 ore) 5. DNA e cromosomi Struttura del DNA. Organizzazione del DNA in procarioti: molecola di DNA circolari e plasmidi. Organizzazione del DNA negli eucarioti: nucleosomi, cromatina, cromosomi. Eucromatina ed eterocromatina. (3 ore) 6. Replicazione e riparazione del DNA Replicazione del DNA nei procarioti. La DNA polimerasi e le sue proprietà. Struttura della forcella di replicazione, filamento guida e filamento in ritardo. Frammenti di Okazaki. Replicazione del DNA negli eucarioti. I telomeri e la telomerasi. Principali meccanismi di riparazione del DNA. (4 ore) 7. Dal DNA alle proteine La trascrizione nelle cellule procariotiche. Il gene eucariotico. Trascrizione nelle cellule eucariotiche. Classi di RNA: rRNA, tRNA, mRNA, miRNA, snRNA, snoRNA lncRNA. Proprietà del codice genetico. La traduzione nei procarioti. La traduzione negli eucarioti. (8 ore) 8. Controllo dell’espressione genica Definizione di promotore. Meccanismi di regolazione della trascrizione nei procarioti. L’ operone. Regolazione della trascrizione negli Eucarioti. Interruttori trascrizionali. Fattori di trascrizione generali e specifici. Enhancers, silencers, insulators. Controllo post-trascrizionale dell’espressione genica: stabilità del messaggero, regolazione della traduzione, stabilità delle proteine. Modifiche epigenetiche. Differenziamento cellulare. (8 ore) 9. La struttura della membrana cellulare e il traffico di membrana Struttura della membrana. Doppio strato lipidico. Assemblaggio della membrana. Doppio strato lipidico e fluidità della membrana. Proteine di membrana. Natura dinamica della membrana plasmatica. Principi del trasporto transmembrana. Trasportatori e loro funzioni. Canali ionici e potenziale di membrana. Canali ionici e segnalazioni nelle cellule nervose. (6 ore) 10. Attività metaboliche della cellula e produzione di energia. Metabolismo. Glicolisi. Ciclo dell’acido citrico. Vie biosintetiche. Regolazione del metabolismo. Struttura e funzione dei mitocondri. Mitocondri e fosforilazione ossidativa. Mitocondri e sintesi dell’ATP. Meccanismi molecolari del trasporto degli elettroni e delle pompe protoniche. Struttura e funzione dei cloroplasti. Fotosintesi. (8 ore) 11. Compartimenti intracellulari e trasporto di proteine Organelli delimitati da membrana. Smistamento delle proteine. Trasporto vescicolare. Vie di secrezione. Vie endocitiche. (5 ore) 12. Citoscheletro Filamenti intermedi. Microtubuli. Filamenti di actina. Contrazione muscolare. (3 ore) 13. La divisione cellulare Generalità sul ciclo cellulare. Controllo sul ciclo cellulare. Apoptosi. Mitosi e meiosi. (6 ore) 14. La segnalazione cellulare Principi generali della segnalazione cellulare. Messaggeri extracellulari e loro recettori. Recettori accoppiati a proteine G e loro secondi messaggeri. Trasduzione del segnale ad opera dei recettori accoppiati a proteine G. Recettori accoppiati a enzimi. Recettori tirosina-chinasici. La via di Ras-MAP chinasi. La via di Jak/Stat. La via di PI-3/Akt. Recettori serina-treonina chinasici. (5 ore) 15. Comunità di cellule Giunzioni cellulari e adesione cellula-cellula. Matrice extracellulare e tessuto connettivo. Collagene. Epiteli. Cellule staminali. Cancro. (5 ore) 16. Cenni alle tecniche di biologia cellulare e molecolare Microscopio ottico, elettronico, a fluorescenza, confocale. Colture cellulari. Colture primarie e immortalizzate. Cenni di immunocitochimica. Anticorpi monoclonali e policlonali. Cenni di citometria a flusso. (5 ore)

- B. Alberts, D. Bray, K. Hopkin, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, P. Walter – “L’Essenziale di Biologia molecolare della cellula” – casa editrice Zanichelli - Gerald Karp – “Biologia cellulare e molecolare – casa editrice Edises