Il corso ha come obiettivi formativi la conoscenza di base della biologia cellulare e molecolare, con particolare riferimento alla morfologia e fisiologia cellulare e ai meccanismi molecolari inerenti la trasmissione dell'informazione e l'espressione genica.

L'obiettivo del corso è acquisire la conoscenza di base della biologia cellulare e molecolare, con particolare riferimento alla morfologia e fisiologia cellulare e ai meccanismi molecolari inerenti la trasmissione dell'informazione e l'espressione genica. L'allievo dovrà inoltre acquisire i fondamenti dell'applicazione dei sistemi cellulari in campo biotecnologico industriale.
Quindi al termine dell'insegnamento si richiederà allo studente di:
- conoscere le classi di macromolecole biologiche
- conoscere la struttura cellulare e i microrganismi
- conoscere i fondamenti del metabolismo cellulare
Ai fini dell'autonomia di giudizio e della comunicazione tecnica l'allievo deve essere in grado di
- redigere una relazione di laboratorio
- consultare la letteratura scientifica
- conoscere la terminologia internazionale, in particolare quella inglese.
Queste conoscenze e abilità vengono acquisite attraverso le esercitazioni di laboratorio e la preparazione di una semplice ricerca bibliografica.

L'allievo deve avere acquisito i fondamenti della chimica organica (classi di composti organici e meccanismi principali delle reazioni chimiche)

Le caratteristiche fondamentali degli organismi viventi
Metabolismo, informazione, riproduzione, eredità ed evoluzione.
Composizione chimica della cellula
Le principali molecole organiche di interesse biologico (amminoacidi, nucleotidi, glucidi, acidi grassi): struttura e funzione. Le macromolecole biologiche (polisaccaridi, lipidi, acidi nucleici e proteine).
DNA, RNA e proteine
L'informazione genetica e le molecole informazionali: introduzione generale e cenni storici.
Struttura, funzione e metabolismo del DNA in procarioti ed eucarioti: meccanismi molecolari e regolazione dei processi di replicazione.
Struttura, funzione e metabolismo degli RNA in procarioti ed eucarioti: meccanismi molecolari e regolazione del processo di trascrizione.
Sintesi proteica in procarioti ed eucarioti: attivazione degli amminoacidi, codice genetico ed interazione codone-anticodone, struttura dei ribosomi, fasi della sintesi proteica. Struttura e funzione delle proteine: proteine fibrose, globulari, enzimi.
Sintesi chimica di peptidi. Cenni di ingegneria proteica: la mutagenesi mirata e la manipolazione delle proteine.
La tecnologia del DNA ricombinante
Isolamento e caratterizzazione dei geni: enzimi di restrizione, vettori di clonaggio, preparazione e screening di banche genomiche. La manipolazione dell'espressione genica nei procarioti. La produzione di proteine ricombinanti negli eucarioti. Colture cellulari e animali transgenici
Metabolismo cellulare
Vie cataboliche e vie anaboliche. Energia libera delle reazioni biochimiche. Idrolisi dei composti fosforilati. Legami energetici. ATP e ADP.
Metabolismo dei carboidrati: la glicolisi ed i suoi meccanismi di regolazione. La gluconeogenesi.
Il ciclo degli acidi carbossilici: regolazione e significato del ciclo, vie anfiboliche, reazioni anaplerotiche. Trasporto degli elettroni e fosforilazione ossidativa.
Sistemi cellulari in campo biotecnologico e alimentare
Proprietà generali delle cellule procariotiche ed eucariotiche: struttura e organizzazione, modalità di riproduzione. Classi di microrganismi di interesse biotecnologico: batteri, lieviti, funghi filamentosi.
Microbiologia industriale: principali processi e prodotti biotecnologici (biomasse microbiche, acidi organici, antibiotici)
Microbiologia alimentare: microrganismi e trasformazione degli alimenti. Le tossinfezioni alimentari. Controllo della crescita microbica negli alimenti.

I testi di riferimento consigliati sono:
B.Alberts et al., L'essenziale di biologia molecolare della cellula,II edizione, Zanichelli, Bologna 2005

I testi per approfondimenti sono:
T.A.Brown Biotecnologie molecolari Principi e tecniche, I edizione, Zanichelli, Bologna, 2007
D.L.Nelson, M.M.Cox I principi di biochimica di Lehninger, IV edizione, Zanichelli,Bologna, 2006

La verifica prevede una prova scritta ed una prova orale.