Corsi di lezioni: durante i due anni lo studente dovrà acquisire 50 crediti di corsi obbligatori e 10 crediti tra i corsi a scelta. Non essendoci propedeuticità, lo studente può scegliere quali corsi seguire durante il primo e quali durante il secondo anno, comunque rispettando il seguente schema:

Primo Anno

I Semestre

Corsi obbligatori e corsi a scelta, 22 CFU
Seminari di ricerca, 2 CFU
Laboratorio a scelta 2, CFU
Altre attività (Inglese/Tirocini etc.) 3 CFU

II Semestre
Corsi obbligatori e corsi a scelta 22 CFU
Laboratorio a scelta 6 CFU
Altre attività (Inglese/Tirocini etc.) 3 CFU

Secondo Anno

I Semestre
Rimanenti corsi obbligatori e di corsi a scelta, 8 CFU
Altre attività (Inglese / Tirocini / Attività di ricerca / etc), 22 CFU

II Semestre
Rimanenti corsi obbligatori e di corsi a scelta 8 CFU
Altre attività (Attività di ricerca / Prova finale) 22 CFU

Corsi obbligatori (totale 50 CFU)

I Semestre

» Proteine e metabolismo, 4 CFU
» Trasduzione del segnale, 3 CFU
» Plasticità del genoma nei microrganismi, 4 CFU
» Sviluppo e rigenerazione negli animali, 3 CFU
» Metodi fisici in biologia, 3 CFU
» Bioinformatica molecolare, 4 CFU
» Immunopatologia, 4 CFU

II Semestre
» Genetica molecolare, 4 CFU
» Mondo fisico, macromolecole e vita, 3 CFU
» Espressione genica, 4 CFU
» Differenziamento e morte cellulare, 3 CFU
» Sviluppo e differenziamento nelle piante, 4 CFU
» Virologia molecolare, 3 CFU
» Neurobiologia, 4 CFU

Corsi a scelta (10 CFU a scelta tra i seguenti)

I Semestre

» Biologia strutturale, 2 CFU
» Membrane e trasporto, 3 CFU
» Genoma umano e malattie genetiche, 3 CFU
» Organismi transgenici, 3 CFU

II Semestre
» Comunicazioni intercellulari, 3 CFU
» Segnalazione redox, 2 CFU
» Ciclo cellulare e differenziamento nei microrganismi, 3 CFU
» Stress cellulare, 2 CFU
» Meccanismi di difesa nelle piante, 2 CFU
» Metodologie molecolari in citologia vegetale, 3 CFU

Prova finale

La prova finale consisterà nella stesura, presentazione e discussione di una tesi relativa alla ricerca svolta.

PROGRAMMI DEI CORSI

Proteine e Metabolismo - 4 CFU
Proff. M.R. Ciriolo, L. Rossi, G. Rotilio

PROGRAMMA
Proteasi e turnover delle proteine (enzimi lisosomiali, ubiquitina-proteosoma, caspasi, calpaine, metalloproteasi); deidrogenasi (LDH, G6PDH, alcol deidrogenasi); proteine coinvolte nell’attivazione dell’ossigeno e nella detossificazione dai suoi derivati reattivi (citocromo ossidasi, cit P450, ossido nitrico sintasi, superossido dismutasi, catalasi, glutatione perossidasi); proteine e metalli di transizione (pompe di membrana, fattori di trascrizione, ferritina, transferrina, IRP, chaperonine); alterazioni strutturali di proteine e ripercussioni patologiche (proteine prioniche, Cu, Zn SOD, precursore del beta amiloide); glicoproteine e lipoproteine.

Trasduzione del Segnale - 3 CFU
Prof. A. Spinedi

PROGRAMMA
I recettori di membrana. Recettori eptaelica, proteine G eterotrimeriche e sistemi effettori. I nucleotidi ciclici. Fosfolipasi C e ciclo dei fosfoinositidi. Omeostasi intracellulare del Ca2+. Serina-treonina protein chinasi e fosfatasi. Tirosin chinasi con o senza dominio recettoriale. Trasduzione del segnale tramite i recettori per i fattori di crescita ed i recettori per le citochine. Tirosin fosfatasi. Il ciclo cellulare. Cicline e chinasi ciclina-dipendenti. La proteina del retinoblastoma e p53. Inibitori proteici delle chinasi ciclina-dipendenti e i “checkpoints” alle transizioni G1/S e G2/M.

Plasticitˆ del genoma nei microrganismi - 4 CFU
Prof.L. Paolozzi e G. Di Lallo

PROGRAMMA
Fedeltà della DNA-Polimerasi batterica. Origine delle mutazioni spontanee. Organizzazione del genoma. Elementi strutturali e genetici che contribuiscono alla plasticità del genoma (sequenze ripetute, plasmidi, profagi, sequenze IS, trasposoni, "integrons", isole di patogenicità). Meccanismi di Ricombinazione genetica- Ricombinazione e Riparo. Genetica e biochimica della Ricombinazione, saggi in vitro. Trasferimento genico: meccanismi e ruolo nella plasticità del genoma nell'adattamento fisiologico e nella evoluzione dei microrganismi.

Sviluppo e Rigenerazione negli animali - 3 CFU
Proff. S. Filoni, S. Cannata

PROGRAMMA
Analisi morfologica e molecolare dei processi morfogenetici nello sviluppo e nella rigenerazione. Attivazione genica nello sviluppo e nella rigenerazione della retina, del cristallino, dell’arto e del Sistema nervoso centrale degli Anfibi. Decremento del potere rigenerativo nel corso dell’evoluzione dei Vertebrati. L’acido retinoico come morfogeno naturale e sperimentale. Le cellule staminali: isolamento, caratterizzazione e differenziamento. I metodi: gli anticorpi monoclonali, RNA interference, ibridazione in situ, RNA substraction, inattivazione genica. Lettura, analisi e discussione di lavori originali.

Metodi fisici in Biologia - 3 CFU
Prof. J.Z. Pedersen

PROGRAMMA
Spettroscopia UV-Visibile. Dicroismo circolar2. Fluorescenza. Spettroscopia IR-Raman. Spettroscopia di massa. Risonanza Magnetica Nucleare (NMR). Risonanza Paramagnetica Elettronica (EPR). Spettroscopie varie. Altri metodi

Bioinformatica molecolare - 4 CFU
Prof. M. Helmer Citterich

PROGRAMMA
Algoritmi di allineamento di sequenze e strutture biologiche. Allineamenti multipli. Ricerca di pattern e motivi funzionali. Evoluzione molecolare. Analisi strutturale delle proteine. Reti neurali, catene di Markov e algoritmi genetici. Metodi per l’analisi dei genomi e dei proteomi. Genomica funzionale.

Immunopatologia - 4 CFU
Prof. V. Colizzi

PROGRAMMA

Trapianti, immunodeficienze, allergie, infezioni

Biologia Strutturale - 2 CFU
Prof. A. Desideri

PROGRAMMA
Caratteristiche strutturali di base del legame peptidico, angoli e distanze. Caratteristiche delle catene laterali degli aminoacidi, loro reattività e frequenza nelle proteine. Le interazioni deboli. Interazione di Van der Waals. Interazioni elettrostatiche. Il legame idrogeno. Maturazione delle proteine, il processo del “folding“ , “unfolding“ e “misfolding“. Il problema del folding in vivo e meccanismi di controllo. Degradazione delle proteine. Elementi di struttura secondaria, motivi strutturali. Definizione dei principali domini strutturali. Esempi di proteine costituite dai principali motivi strutturali. Sistemi di riconoscimento molecolare: a) Proteina-DNA: principali motivi di interazione con il DNA, le dita di zinco, il motivo elica-loop-elica, le cerniere di leucina. b) Le proteine del sistema immunitario; caratteristiche strutturali delle gamma immunoglobuline; caratterisiche strutturali delle proteine MHC di classe I e II.

Membrane e Trasporto - 3 CFU
Proff. A. Desideri, S. Rufini

PROGRAMMA
Struttura delle membrane biologiche. Il doppio strato di Singer & Nichols, Disomogenità strutturale della membrana (rafts, caveolae e strutture non a doppio strato). Permeabilità delle membrane biologiche. Diffusione attraverso il doppio strato lipidico. Trasporti e Permeabilità mediate. Endocitosi e Pinocitosi. Caratteristiche strutturali di proteine di membrana coinvolte nel trasporto di ioni e metaboliti e loro principi di selettività (Canali ionici, acquaporine, traportatori mitocondriali, proteine di trasporto).

Genoma umano e malattie genetiche - 3 CFU
Proff. D. Frezza, C. Jodice

PROGRAMMA
Organizzazione del genoma umano, progetto genoma umano. Basi molecolari delle malattie genetiche. Le emoglobinopatie. Malattie da espansione di brevi sequenze nucleotidiche. Diagnosi molecolare delle malattie genetiche. Consulenza genetica.
La terapia genica somatica. Introduzione di geni e sostituzione di geni (knock-out, gene targeting). Metodi di trapianto con cellule trasformate geneticamente e problemi di rigetto (graft versus host). Modelli con vettori virali: retrovirus, adenovirus, herper virus e vettori artificiali. Metodi di trasfezione. Modelli animali per la terapia genica, alcuni esempi murini. Modelli di attivazione e di inibizione della trascrizione. Aspetti regolatori ed etici della terapia genica. Nuovi esempi di terapia per la TSE.

Organismi Transgenici - 3 CFU
Prof. C. Bagni

PROGRAMMA
Il corso sarà svolto come una serie di approfondimenti monografici su piante ed animali transgenici. In particolare verranno studiati i vettori utilizzati per il trasferimento genico e l'uso dei transgenici sia nelle biotecnologie che nello studio dell'espressione genica durante lo sviluppo embrionale. ll corso consisterà in parte nella esposizione da parte degli studenti stessi di argomenti da loro approfonditi su letteratura originale.

Genetica Molecolare - 4 CFU
Prof. L. Castagnoli

PROGRAMMA
Il corso consiste in una serie di lezioni frontali di introduzione alla problematica scientifica e tecnica. In seguito ogni studente dovrà utilizzare articoli scientifici in lingua inglese. Le tematiche discusse: i) metodi genetici e biochimici per studiare la interazione fra proteine; ii) genetica dei tumori; ) genetica dei microrganismi; iv) problematiche moderne (terapia genica, organismi geneticamente modificati). Il corso
richiede conoscenze di base di genetica, biologia molecolare e biochimica.

Mondo fisico, macromolecole e vita - 3 CFU
Prof. P. Volpe

PROGRAMMA
Prendendo le mosse dai rapporti della materia vivente con la disintegrazione nucleare e le radiazioni elettromagnetiche in generale e definendo la vita rispetto al tempo e quindi rispetto alla relativita' che governa tutto il mondo fisico, il Corso focalizza lo sguardo su materia e movimento, su materia e antimateria, sulle modificazioni fisiche, chimiche e biologiche all'interno della materia irradiata. Trattando la riparazione-modificazione delle sequenze geniche radiodanneggiate, le lezioni richiamano l'attenzione, da un verso, sui rischi delle radiazioni ai fini dell'induzione di mutazioni e cancerogenesi e, dall'altro, sulle basi fisico-chimiche dell'origine della vita sulla Terra e nell'Universo e dell'evoluzione del codice genetico.

Espressione Genica - 4 CFU
Prof. F. Loreni

PROGRAMMA
Il corso è mirato all'approfondimento dei processi regolativi e dei meccanismi molecolari coinvolti nell'espressione genica degli eucarioti: regolazione trascrizionale, post-trascrizionale e traduzionale. Gli argomenti e gli esempi da trattare potranno in parte variare da un anno all'altro. ll corso consisterà in parte nella esposizione da parte degli studenti stessi di argomenti da loro approfonditi su letteratura originale.

Differenziamento e morte cellulare - 3 CFU
Proff. M. Piacentini, C. Rodolfo

PROGRAMMA
Meccanismi molecolari del differenziamento cellulare: dalla cellula staminale alla cellula differenziata. Muscolo e cute come sistemi modello. Meccanismi molecolari alla base del controllo dei processi di morte cellulare programmata, apoptosi ed autofagia (differenti modalità di segnalazione ed esecuzione). Metodologie per lo studio dei suddetti processi biologici.

Sviluppo e differenziamento nelle piante - 4 CFU
Proff. P. Aducci, L. Camoni

PROGRAMMA
Sviluppo delle piante: basi genetiche e molecolari della crescita e del differenziamento. Embriogenesi, meristemi e siluppo degli organi. Controllo intrinseco dello sviluppo delle piante: intracellulare (genetico) ed extracellulare (ormoni e messaggeri chimici). Ruolo fisiologico e meccanismo d’azione degli ormoni vegetali. Altri regolatori di crescita. Controllo estrinseco dello sviluppo delle piante: fattori ambientali. Fitocromo e controllo da parte della luce rossa: struttura e meccanismo d’azione del fitocromo. Controllo da parte della luce blu: fototropismo, morfogenesi e movimenti stomatici. Fotorecettori della luce blu e loro meccanismo d’azione. Basi genetiche dello sviluppo del fiore. Controllo della fioritura. Metodologie per lo studio a livello molecolare della crescita e del differenziamento: Arabidopsis thaliana come sistema modello, uso di mutanti e piante transgeniche.

Virologia Molecolare - 3 CFU
Proff. G. Santoro, C. Amici

PROGRAMMA
Struttura e organizzazione degli acidi nucleici e della componente proteica nelle principali famiglie di virus animali. Meccanismi molecolari alla base della replicazione dei virus. Interazioni virus-cellula ospite: alterazione delle vie di trasduzione del segnale e meccanismi di controllo dei processi di trascrizione e traduzione della cellula - danno cellulare e meccanismi patogenetici - infiammazione e oncogenesi da virus. Molecole antivirali naturali e meccanismi di resistenza all'infezione. Nuovi approcci alla terapia e prevenzione delle infezioni virali.

Neurobiologia - 4 CFU
Proff.S. Rufini, S. Filoni

PROGRAMMA
Organizzazione del Sistema Nervoso Centrale: Sviluppo del sistema nervoso nei vertebrati; Oragnaizzazione morfo-funzionale del sistema nervoso nei vertebrati e sua evoluzione; Tronco cerebrale, cervelletto, mesencefalo, diencefalo e telencefalo dei mammiferi e nei submammiferi.
Neurofisiologia: Genesi e mantenimento del potenziale di riposo delle cellule nervose; Genesi e trasmissione del potenziale d’azione; I canali voltaggio dipendenti. Recettori ionotropici (Il recettore della acetilcolina; Il recettore gabergico; I recettori del glutamato: AMPA e NMDA); Recettori metabotropici (Meccanismo generale di generazione di un secondo msg, recettori alpha e beta delle catecolamine); Mediatori del SNC (catecolamine, gaba, glutamato, serotonina, peptidi); Rilascio vescicolare del mediatore chimico; Potenziamento sinaptico e meccanismi molecolari alla base dell’apprendimento e della memoria.

Comunicazioni Intercellulari - 3 CFU
Proff. P. Baldini, S. Beninati

PROGRAMMA
Introduzione al corso. Comunicazione intercellulare di tipo elettrico e di tipo chimico. Comunicazione chimica ed elettrica a lunga distanza. Comunicazione chimica locale: paracrina ed autocrina. Integrazione tra sistema endocrino e sistema nervoso. Ormoni, neurotrasmettitori, citochine. Recettori e trasduzione del segnale. Modelli fisiologici e patologici di comunicazione intercellulare.

Segnalazione Redox - 2 CFU
Prof. M. Ciriolo

PROGRAMMA
Specie redox come molecole segnale. Meccanismi molecolari della segnalazione redox. Il ruolo dello stress ossidativo come fattore di segnalazione intracellulare. Ruolo del glutatione e della tioredossina nel mantenimento dell’omeostasi ossido-riduttiva cellulare. Biosintesi, metabolismo e trasporto del glutatione. Enzimi coinvolti nel sistema redox del glutatione. Ruolo del glutatione e della tioredossina nella segnalazione redox. Regolazione redox dell’espressione genica.

Ciclo cellulare e differenziamento nei microrganismi - 3 CFU
Proff. L. Paolozzi, A. Ragnini

PROGRAMMA
Enzimologia della replicazione. Replicazione del nucleoide e dei plasmidi. Il controllo del numero di copie dei repliconi e la loro segregazione. I rapporti tra replicazione del DNA e citokinesi. Il controllo dell'inizio della replicazione. Il ciclo cellulare. I geni della divisione ed i loro prodotti. Il differenziamento del setto. Struttura dello Z-ring ed organogenesi. Il controllo della divisione batterica.

Stress cellulare - 2 CFU
Prof. L. Ghibelli

PROGRAMMA
Definizione di stress cellulare; danno cellulare passivo e risposta cellulare attiva. Riprogrammazione dell'espressione genica e livelli di regolazione. Tipi di stress cellulare: heat shock; stress anossico; deprivazione di glucosio; stress ossidativo. Concetto di recupero. Strategie di sopravvivenza cellulare: ruolo del glutatione, del metabolismo energetico, delle modificazioni post-traduzionali e dei flussi ionici; proteine pro-sopravvivenza. Fenomeni riparativi (livello molecolare; organulare; cellulare). Esiti della risposta-stress: fenomeni di tolleranza e suicidio per apoptosi. Il pathway apoptotico stress-indotto. Risposta-stress nelle cellule tumorali.

Meccanismi di difesa nelle piante - 2 CFU
Proff. L. Camoni, P. Aducci

PROGRAMMA
Risposte delle piante agli organismi patogeni: basi genetiche e meccanismi biochimici di difesa. Metabolismo secondario: terpeni, alcaloidi e composti fenolici. L’ingegneria genetica come strumento per lo sviluppo della resistenza ai patogeni.

Metodologie molecolari in citologia vegetale - 2 CFU
Prof. D. Billi

PROGRAMMA
Introduzione alla microscopia ottica, elettronica e confocale applicata allo studio della struttura e funzione della cellula vegetale. Tecniche di citochimica, istochimica ed immunocitochimica. Tecniche di ibridazione in situ per la localizzazione di acidi nucleici. Impiego di sistemi reporter per studi in vivo sulla crescita e differenziamento cellulare di cianobatteri, alghe e piante superiori. Tecniche di ibridazione in situ per la localizzazione di acidi nucleici.