Il modulo di "Fondamenti di biologia molecolare e microbiologia" tratta la biologia molecolare della cellula e la microbiologia e ha i seguenti obiettivi formativi: - la conoscenza di base della biologia cellulare e molecolare (morfologia e fisiologia cellulare, meccanismi molecolari alla base della trasmissione dell'informazione e dell'espressione genica) e della biochimica cellulare. - la conoscenza di base della microbiologia alimentare (fattori chimico-fisici che influenzano la crescita dei microrganismi negli alimenti, interazioni dei microrganismi con gli alimenti).

L'obiettivo del modulo "Fondamenti di biologia molecolare e microbiologia" è la conoscenza di base dei sistemi cellulari, con particolare riferimento alle applicazioni in campo biotecnologico e alimentare. Al termine del modulo si richiederà allo studente di: - conoscere i fondamenti della biologia molecolare della cellula; - conoscere la struttura cellulare e i microrganismi; - conoscere i fondamenti del metabolismo cellulare - conoscere i fondamenti della microbiologia alimentare.

Gli studenti devono avere acquisito i fondamenti della chimica generale e organica e la conoscenza dei monomeri delle macromolecole biologiche.

Le caratteristiche fondamentali degli organismi viventi Metabolismo, informazione, riproduzione, eredita ed evoluzione. Le macromolecole biologiche: 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 Proprieta generali delle cellule procariotiche ed eucariotiche: struttura e organizzazione, modalita di riproduzione. Classi di microrganismi di interesse biotecnologico: virus, batteri, lieviti, funghi filamentosi. Microbiologia alimentare Fattori chimico-fisici che influenzano la crescita microbica negli alimenti. Controllo della crescita microbica negli alimenti. Interazioni microrganismi-alimenti: trasformazione degli alimenti, deterioramento e tossinfezioni alimentari.

Il modulo "Fondamenti di Biologia molecolare e microbiologia" prevede lezioni teoriche sui fondamenti di biologia molecolare, biochimica e microbiologia. Inoltre, sarà effettuata una esercitazione di laboratorio relativa all'estrazione di acidi nucleici da differenti matrici vegetali. La concentrazione e purezza degli acidi nucleici estratti e delle proteine nel campione sarà determinata mediante spettroscopia UV-Vis. L'esercitazione sarà effettuata anche nel caso di erogazione dell'insegnamento on-line.

I testi di riferimento consigliati sono: B. Alberts, A. Johnson, J. Lewis, M. Raff, K. Roberts, P. Walter. L'essenziale di biologia molecolare della cellula, V edizione, Zanichelli, Bologna 2020 D.L. Nelson, M.M. Cox, Introduzione alla biochimica di Lehninger, VII edizione, Zanichelli, Bologna, 2023 G. Deho, E. Galli, Biologia dei microrganismi, III edizione, CEA, Bologna, 2018 G.A. Farris, M. Gobbetti, E. Neviani; M. Vincenzini. Microbiologia dei prodotti alimentari, CEA, Bologna, 2012 I testi per approfondimenti sono: T.A.Brown Biotecnologie molecolari Principi e tecniche, III edizione, Zanichelli, Bologna, 2022

Slides;

Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Prova pratica di laboratorio; Elaborato scritto individuale; Elaborato scritto prodotto in gruppo;

Exam: Compulsory oral exam; Practical lab skills test; Individual essay; Group essay;

... La verifica dell'apprendimento avviene mediante un esame orale (sino ad un massimo di punti 28) che verterà su tutti gli argomenti del modulo. La durata del colloquio e di circa 45 minuti, saranno poste al minimo cinque domande. Sarà inoltre valutata la relazione relativa ai risultati ottenuti in laboratorio (sino ad un massimo di punti 2), relazione che sarà preparata individualmente o in gruppo sulla base delle modalità di accesso al laboratorio.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.