Italiano

L'insegnamento fornisce le conoscenze fondamentali della biologia cellulare e molecolare necessarie alla comprensione dell'organizzazione della cellula e dei principali processi biologici che regolano il funzionamento dell'organismo umano.
I contenuti comprendono l'organizzazione della cellula procariotica ed eucariotica, la struttura e la funzione della membrana plasmatica e degli organelli cellulari, il ciclo cellulare, i principi della comunicazione cellulare e i meccanismi fondamentali della trasmissione dell'informazione genetica (replicazione, trascrizione e traduzione). Verranno inoltre affrontati i meccanismi fondamentali della riproduzione, della gametogenesi e della fecondazione, nonché i principali processi di morte cellulare programmata e il loro significato fisiologico e patologico. Particolare attenzione sarà dedicata al collegamento tra i processi biologici studiati e le loro applicazioni in ambito biomedico e assistenziale

Solomon. Fondamenti di Biologia - Edises

Sadava. Elementi di biologia e genetica - Zanichelli

Bonaldo et al.: Elementi di Biologia e Genetica - Monduzzi Editore

L'insegnamento ha lo scopo di fornire le conoscenze fondamentali della biologia cellulare e molecolare necessarie alla comprensione dell'organizzazione e del funzionamento della cellula, dei meccanismi di trasmissione dell'informazione genetica e dei principali processi biologici che regolano la proliferazione, il differenziamento e la riproduzione cellulare, ponendo particolare attenzione al loro significato biologico e alle applicazioni in ambito biomedico.
Al termine dell'insegnamento lo studente dovrà:
conoscere e comprendere l'organizzazione della cellula procariotica ed eucariotica, la struttura e la funzione della membrana plasmatica e dei principali organelli cellulari, i meccanismi fondamentali della comunicazione cellulare, del ciclo cellulare e della morte cellulare programmata. Dovrà inoltre conoscere i principi della biologia molecolare, con particolare riferimento alla struttura degli acidi nucleici, ai processi di replicazione del DNA, trascrizione e traduzione, nonché ai meccanismi fondamentali della riproduzione, della gametogenesi e della fecondazione.
essere in grado di applicare le conoscenze biologiche acquisite per comprendere i principali processi cellulari e molecolari coinvolti nel mantenimento dell'omeostasi dell'organismo, interpretare semplici fenomeni biologici di interesse biomedico e riconoscere le basi cellulari e molecolari dei principali processi fisiologici e patologici, in relazione al proprio percorso formativo e professionale.
aver sviluppato capacità di analisi critica dei fenomeni biologici affrontati durante le lezioni, interpretandoli secondo il metodo scientifico e formulando valutazioni motivate sulla base delle conoscenze acquisite e delle evidenze scientifiche disponibili.
essere in grado di esporre in modo chiaro e corretto i principali concetti della biologia cellulare e molecolare, utilizzando una terminologia scientifica appropriata e un linguaggio coerente con il contesto biomedico.
Aver acquisito strumenti concettuali e metodologici utili allo studio autonomo e all'aggiornamento continuo delle conoscenze biologiche, indispensabili per affrontare gli insegnamenti successivi del percorso formativo e per sostenere un approccio professionale basato sulle evidenze scientifiche.

Sono richieste conoscenze di base di chimica generale, chimica organica e biochimica corrispondenti al livello previsto per l’accesso al Corso di Studio. Non sono previste propedeuticità specifiche.

Lezioni frontali con proiezione di diapositive.

Discussione interattiva sugli argomenti trattati.

Utilizzo di materiali digitali di supporto.
L’insegnamento prevede 18 ore di lezione frontale, corrispondenti a 2 CFU. Il carico di lavoro complessivo dello studente, comprensivo dello studio individuale, è coerente con quanto previsto per 2 CFU (50 ore totali di impegno).

La frequenza è obbligatoria. È richiesta una frequenza minima pari al 75% delle ore previste, con rilevazione delle presenze secondo le modalità stabilite dal Corso di Studi.

La verifica dell'apprendimento avviene mediante prova orale (durata indicativa 20–25 minuti), articolata in 3–4 quesiti sui principali argomenti dell’insegnamento, finalizzata ad accertare il conseguimento degli obiettivi formativi, in coerenza con i risultati di apprendimento attesi e con i descrittori di Dublino.
La prova comprenderà almeno un quesito relativo alla biologia cellulare e almeno un quesito relativo alla biologia molecolare, al fine di verificare l'acquisizione delle competenze fondamentali in entrambi gli ambiti dell'insegnamento.
La valutazione terrà conto della conoscenza e della comprensione dei principali processi biologici, della capacità di collegare tra loro i diversi argomenti trattati, dell'applicazione delle conoscenze acquisite alla comprensione dei fenomeni biologici di interesse biomedico, nonché della capacità di analisi critica, della chiarezza espositiva, dell'uso appropriato del linguaggio scientifico e dell'autonomia nello studio e nell'aggiornamento.
Il voto finale, espresso in trentesimi, riflette il livello complessivo di padronanza dei contenuti, da eccellente (30 e lode) a sufficiente (18/30). La prova si considera superata con una votazione minima di 18/30, corrispondente al possesso delle conoscenze e delle competenze di base previste per l'insegnamento, con particolare riferimento alla comprensione dei principi fondamentali della biologia cellulare e molecolare e dei principali processi biologici oggetto dell’insegnamento.
La prova sarà concomitante a quella degli altri insegnamenti del corso integrato e l'esame di profitto del corso integrato si intenderà superato se lo studente avrà conseguito una votazione minima di 18/30 in ciascuno degli insegnamenti. La votazione finale (in trentesimi) è espressa collegialmente dalla Commissione d’esame tenendo conto del peso di ciascun insegnamento del Corso Integrato.

Saranno condivisi con gli studenti file pdf delle diapositive delle lezioni.
Queste sono da considerarsi un supporto allo studio sui libri di testo.
Sono previste, durante e dopo l'erogazione dell'insegnamento, attività di tutorato che lo studente potrà concordare con il docente.

Introduzione alla Biologia
Caratteristiche fondamentali della materia vivente. Livelli di organizzazione biologica. La teoria cellulare. Cellule procariotiche ed eucariotiche: caratteristiche strutturali e funzionali, principali differenze e compartimentazione cellulare.
Le biomolecole
Importanza biologica dell'acqua e sue proprietà. Struttura, caratteristiche e funzione delle principali macromolecole di interesse biologico: carboidrati, lipidi, proteine e acidi nucleici.
La membrana plasmatica e il sistema delle endomembrane
Struttura e proprietà della membrana plasmatica secondo il modello a mosaico fluido. Funzioni della membrana cellulare. Meccanismi di trasporto passivo e attivo, endocitosi ed esocitosi. Principi della comunicazione cellulare: segnali extracellulari, recettori e principali meccanismi di trasduzione del segnale. Il sistema delle endomembrane: reticolo endoplasmatico liscio e rugoso, apparato di Golgi, lisosomi e vescicole intracellulari. Smistamento delle proteine e segnali di indirizzamento ai compartimenti cellulari.
Il nucleo e l'organizzazione del genoma
Struttura e funzione del nucleo. Involucro nucleare e complesso del poro nucleare. Organizzazione della cromatina e livelli di compattamento del DNA. Struttura del cromosoma eucariotico, cariotipo e cenni alle principali alterazioni del numero e della struttura dei cromosomi.
Il ciclo cellulare e la riproduzione
Le fasi del ciclo cellulare e i principali punti di controllo. Cenni sull'apoptosi e sui principali meccanismi coinvolti. Mitosi e meiosi: significato biologico e principali differenze. Riproduzione sessuata. Gametogenesi maschile e femminile: spermatogenesi e ovogenesi. Ciclo ovarico e ciclo uterino. Fecondazione e prime fasi dello sviluppo embrionale.
Il flusso dell'informazione genetica
Struttura del DNA e dell'RNA. Il dogma centrale della biologia molecolare. Replicazione del DNA. Trascrizione e maturazione dell'RNA. Codice genetico e traduzione.

Italian

The course provides the fundamental knowledge of cell and molecular biology necessary to understand cell organization and the major biological processes that regulate the functioning of the human organism.

The course covers the organization of prokaryotic and eukaryotic cells, the structure and function of the plasma membrane and cellular organelles, the cell cycle, the principles of cell communication, and the fundamental mechanisms underlying the transmission of genetic information, including DNA replication, transcription, and translation. It also addresses the basic mechanisms of reproduction, gametogenesis, and fertilization, as well as the major pathways of programmed cell death and their physiological and pathological significance. Particular emphasis will be placed on linking the biological processes studied to their applications in the biomedical and healthcare fields.

Solomon. Fondamenti di Biologia - Edises

Sadava. Elementi di biologia e genetica - Zanichelli

Bonaldo et al.: Elementi di Biologia e Genetica - Monduzzi Editore

The course aims to provide students with the fundamental knowledge of cell and molecular biology required to understand cell organization and function, the mechanisms underlying the transmission of genetic information, and the major biological processes regulating cell proliferation, differentiation, and reproduction, with particular emphasis on their biological significance and applications in the biomedical field.

Upon successful completion of the course, students will be able to:

Demonstrate knowledge and understanding of the organization of prokaryotic and eukaryotic cells, the structure and function of the plasma membrane and the major cellular organelles, the fundamental mechanisms of cell communication, the cell cycle, and programmed cell death. Students will also understand the basic principles of molecular biology, including the structure of nucleic acids, the processes of DNA replication, transcription, and translation, as well as the fundamental mechanisms of reproduction, gametogenesis, and fertilization.

Apply the acquired biological knowledge to understand the main cellular and molecular processes involved in maintaining organismal homeostasis, interpret basic biological phenomena of biomedical relevance, and recognize the cellular and molecular basis of the major physiological and pathological processes relevant to their academic and professional training.

Develop critical analytical skills to evaluate the biological phenomena addressed during the course by applying the scientific method, interpreting experimental evidence, and formulating well-supported conclusions based on current scientific knowledge.

Communicate the fundamental concepts of cell and molecular biology effectively using appropriate scientific terminology and language consistent with the biomedical context.

Acquire the conceptual and methodological tools necessary for independent learning and lifelong updating of biological knowledge, providing a solid foundation for subsequent courses within the curriculum and for evidence-based professional practice.

Basic knowledge of general chemistry, organic chemistry, and biochemistry, consistent with the level required for admission to the Degree Programme, is expected. No specific prerequisite courses are required.

Teaching is delivered through lectures supported by slide presentations, interactive discussions on the topics covered during the course, and the use of supplementary digital learning materials.

The course consists of 18 hours of classroom teaching, corresponding to 2 CFU credits. The overall student workload, including independent study, is consistent with the requirements for a 2-CFU course and amounts to a total of 50 hours.

Attendance is mandatory. Students are required to attend at least 75% of the scheduled teaching hours, with attendance monitored according to the procedures established by the Degree Programme.

Assessment is carried out through an oral examination lasting approximately 20–25 minutes. The examination consists of three to four questions covering the main topics of the course and is designed to evaluate the achievement of the learning objectives, in accordance with the expected learning outcomes and the Dublin Descriptors.

The examination includes at least one question on cell biology and at least one question on molecular biology in order to assess the acquisition of the fundamental knowledge and competencies in both areas of the course.

Assessment is based on the student's knowledge and understanding of the major biological processes, the ability to integrate and relate the different topics covered during the course, the application of acquired knowledge to the interpretation of biological phenomena of biomedical relevance, as well as critical thinking, clarity of presentation, appropriate use of scientific terminology, and the ability to study independently and continuously update biological knowledge.

The final grade, expressed on a 30-point scale, reflects the overall level of achievement, ranging from excellent (30 with honours) to satisfactory (18/30). The examination is considered passed with a minimum grade of 18/30, corresponding to the acquisition of the fundamental knowledge and competencies expected for the course, with particular reference to the understanding of the basic principles of cell and molecular biology and the major biological processes covered during the course.

The examination is held jointly with the assessments of the other courses included in the integrated course. The integrated course examination is considered successfully completed only if the student obtains a minimum grade of 18/30 in each individual course. The final grade, expressed on a 30-point scale, is awarded collectively by the Examination Board, taking into account the relative weight of each course within the integrated course.

PDF versions of the lecture slides will be made available to students. These materials are intended solely as supplementary learning resources and should be used in conjunction with the recommended textbooks.

Tutoring activities will be available both during and after the course. Students may arrange individual tutoring sessions with the instructor as needed.

Course contents

Introduction to Biology. Fundamental characteristics of living matter. Levels of biological organization. Cell theory. Prokaryotic and eukaryotic cells: structural and functional features, major differences, and cellular compartmentalization.

Biomolecules. Biological importance and properties of water. Structure, characteristics, and functions of the major biological macromolecules, including carbohydrates, lipids, proteins, and nucleic acids.

The Plasma Membrane and the Endomembrane System. Structure and properties of the plasma membrane according to the fluid-mosaic model. Functions of the plasma membrane. Mechanisms of passive and active transport, endocytosis, and exocytosis. Principles of cell communication, including extracellular signals, receptors, and the major signal transduction pathways. The endomembrane system: smooth and rough endoplasmic reticulum, Golgi apparatus, lysosomes, and intracellular vesicles. Protein sorting and targeting signals direct proteins to specific cellular compartments.

The Nucleus and Genome Organization. Structure and function of the nucleus. Nuclear envelope and nuclear pore complex. Chromatin organization and levels of DNA compaction. Structure of the eukaryotic chromosome, karyotype, and an introduction to the major numerical and structural chromosomal abnormalities.

The Cell Cycle and Cell Reproduction. Phases of the cell cycle and the major cell cycle checkpoints. Introduction to apoptosis and its principal molecular mechanisms. Mitosis and meiosis: biological significance and major differences. Sexual reproduction. Male and female gametogenesis, including spermatogenesis and oogenesis. Ovarian and uterine cycles. Fertilization and the early stages of embryonic development.

The Flow of Genetic Information. Structure of DNA and RNA. The central dogma of molecular biology. DNA replication. Transcription and RNA processing. The genetic code and protein translation.