MICROBIOLOGIA GENERALE E APPLICATA
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2020/2021
- Docente
- ANTONELLA CAPUTO
- Crediti formativi
- 6
- Percorso
- BIOTECNOLOGIE PER L'AMBIENTE
- Periodo didattico
- Primo Semestre
- SSD
- BIO/19
Obiettivi formativi
- Il biotecnologo è specializzato nell'utilizzo di sistemi biologici e parti di essi (ad esempio virus, batteri, cellule eucariotiche, anticorpi) manipolati attraverso tecniche di ingegneria genetica e tecnologie microbiche per applicazioni in diversi settori produttivi (ad esempio medico/sanitario, alimentare/agrario, ambientale, industriale).
La microbiologia è una disciplina che appartiene alle scienze della vita e affronta lo studio della morfologia, classificazione, fisiologia e interazioni di tutti i microorganismi, compresi i virus, come modelli semplici per lo studio e la comprensione dei processi biologici.
L’insegnamento fornisce agli studenti le basi per costruire conoscenze, capacità e competenze relative ai microrganismi (procarioti, eucarioti) e ai virus, le loro interazioni con altri organismi, l'ambiente e l’ospite, nonché relative alle principali tecniche microbiologiche utili per il loro studio, isolamento e identificazione e per lo sviluppo di prodotti biotecnologici.
Al termine del percorso, lo studente conoscerà la classificazione, la struttura e le principali proprietà biologiche dei microrganismi (in particolare dei batteri e dei virus), avrà competenze teoriche sui principali fattori che influenzano la crescita dei microrganismi, sarà in grado di utilizzare i principali metodi per l’identificazione e la coltivazione di batteri e virus e per lo sviluppo e la caratterizzazione di prodotti biotecnologici, e avrà creato le proprie basi per studiare e utilizzare i microrganismi per applicazioni biotecnologiche. Prerequisiti
- Sebbene non ci siano regole di propedeuticità, lo studente, per meglio comprendere le lezioni di microbiologia, deve possedere conoscenze di base di chimica, biochimica, biologia cellulare e molecolare, con particolare attenzione a quella animale, con proprietà di linguaggio e padronanza scientifica.
Contenuti del corso
- Il corso (6 CFU, 48 ore) prevede lezioni frontali finalizzate all’acquisizione di competenze di base in ambito microbiologico e in particolare riguardo ai batteri e ai virus. Le lezioni in aula affronteranno i seguenti argomenti:
Cenni storici della microbiologia. Struttura e funzioni delle cellule batteriche: membrana citoplasmatica, citoplasma, ribosomi, inclusioni citoplasmatiche, parete (struttura e sintesi della parete), membrana esterna, capsula (composizione e ruolo nella patogenicità), fimbrie, pili e i flagelli (composizione struttura e funzione). Caratteristiche specifiche di Bacteria e Archea. Le spore: composizione, caratteristiche e funzione, sporificazione e germinazione, colorazione specifica. I biofilm e quorum sensing. Bacillus Thuringensis (applicazione biotecnologica in agricoltura). Sistemi di secrezione sec-dipendenti e sec-indipendenti. Classificazione dei batteri e principali colorazioni (colorazione di Gram, colorazione di Ziehl Neelsen). Informazione genetica nei procarioti: nucleoide e replicazione del DNA genomico. Elementi genetici accessori (plasmidi, integroni, trasposoni, elementi virali): struttura, caratteristiche e ruolo nella evoluzione batterica, modalità di replicazione. Trascrizione e traduzione. Cenni di metabolismo energetico e biosintesi. Metodi di controllo microbico: metodi fisici, meccanici e chimici e principali meccanismi d'azione. Gli antibiotici: isolamento di microrganismi produttori di antibiotico; sensibilità; classificazione in base al bersaglio di azione e meccanismo d'azione. Sviluppo delle resistenze agli antibiotici e meccanismi di resistenza. Genetica batterica (acquisizione di nuove proprietà tramite mutazioni; mutanti auxotrofi; screening e selezione; la reversione; impiego industriale di mutanti). Trasmissione delle proprietà acquisite tramite trasferimento genico orizzontale (trasformazione, trasduzione generalizzata e specializzata, coniugazione). Interazione microrgansimo-ospite: mutualismo, commensalismo e opportunismo; il microbiota umano nei vari distretti; patogenicità e virulenza: (definizioni dei postulati di Koch classici e molecolari); le fasi dell’infezione (colonizzazione, elusione delle difese dell’ospite, invasione, induzione del danno). Le tossine: caratteristiche e proprietà. Le endotossine: composizione e proprietà. Helicobacter pylori e fattori di virulenza coinvolti nel processo infettivo e nel carcinoma gastrico. Fattori chimici e fisici che influenzano la crescita dei batteri. Metodi di isolamento e identificazione dei batteri (terreni di coltura; la curva di crescita). I metaboliti primari e secondari. Le basi della crescita controllata in bioreattore.
I virus dei procarioti e degli eucarioti: struttura e classificazione. Fasi della infezione virale: adsorbimento, penetrazione e spogliazione, sintesi, assemblaggio, rilascio. Strategie di replicazione dei virus procarioti e eucarioti (appartenenti alle diverse classi). Esito delle infezioni dei virus procariotici: ciclo litico e ciclo lisogenico. Esito delle infezioni dei virus eucariotici: rapporto cellula-virus; rapporto ospite-virus. Coinvolgimento dei virus eucariotici nella trasformazione neoplastica. Metodi di studio dei virus procariotici e eucariotici. Titolazione dei virus. Vaccini (caratteri generali ed esempi di vaccini biotecnologici). Metodi didattici
- L’insegnamento si svolgerà tramite lezioni frontali svolte dal docente con l’utilizzo di materiali di supporto (diapositive, piccoli video e attività didattica di supporto fornita dal testo di riferimento).
Agli studenti è richiesto di partecipare attivamente alle lezioni, senza esitare a chiedere chiarimenti, di procedere regolarmente con lo studio autonomo del testo di riferimento, e di partecipare alla classe virtuale attivata dal docente con la quale (tramite verifiche periodiche assegnate dal docente) lo studente dovrà auto-valutarsi.
Inoltre, lo studente dovrà verificare la propria preparazione e la comprensione degli argomenti durante lo svolgimento del corso rispondendo alle domande fornite dal docente al termine di ogni unità didattica. La partecipazione alla classe virtuale e l’autovalutazione con le domande fornite dal docente favoriranno lo studio e la preparazione alla prova d'esame. Modalità di verifica dell'apprendimento
- L’obiettivo della prova d’esame è la verifica del livello di conoscenza e di approfondimento degli argomenti del programma del corso, della capacità di ragionamento dello studente e di espressione con terminologia appropriata.
La prova d’esame la prova d’esame sarà scritta sotto forma di domande a scelta multipla (50-60 domande, ciascuna con 5 risposte a scelta di cui una o più corrette, o orale, e verteranno su tutto il programma. Il tempo a disposizione sarà di 30-40 minuti).
La valutazione sarà espressa in trentesimi: il voto minimo è 18/30 che si acquisirà avendo risposto in modo esatto al 60% delle domande somministrate. A ogni risposta esatta sarà attribuito un punteggio di + 1; alle risposte sbagliate o nulle non sarà attribuito alcun punteggio (0). Per chi interessato, per ogni appello ci sarà un 'unica giornata (qualche giorno dopo l'esame) in cui sarà possibile prendere visione del proprio elaborato. Non ci saranno altre possibilità né sarà possibile ricevere risposte per posta elettronica.
Gli esami orali o scritti saranno svolti online o in presenza secondo le indicazioni e le linee guida dell’Ateneo. Testi di riferimento
- Per lo studio e la preparazione dell'esame, gli studenti useranno il materiale didattico (quiz di autovalutazione, schede di approfondimento, esercitazioni disponibili sulla piattaforma MyZanichelli) fornito dal libro di testo di seguito consigliato, a cui potranno accedere con le credenziali uniche che otterranno acquistando il libro.
Testo consigliato:
• Dehò, Galli - Biologia dei microorganismi, III edizione 2018 – Casa Editrice Ambrosiana
