ITALIANO

Strutture e funzioni cellulari. Nutrizione e crescita microbica e controllo della crescita. Biologia molecolare dei microrganismi e regolazione dell’espressione genica. Elementi di virologia. Genetica dei microrganismi.

Brock, Biologia dei Microrganismi, vol. 1, Madigan, Martinko, Casa editrice Ambrosiana.
Biologia dei microrganismi, Dehò e Galli, Casa Editrice Ambrosiana

Acquisizione di conoscenze delle strutture cellulari, delle principali vie metaboliche in aerobiosi e anaerobiosi, della genetica e dell’espressione genica dei microrganismi

Superamento degli esami di Chimica generale, di Chimica organica e di Biologia

Lezioni frontali e attività di laboratorio

La verifica dell'apprendimento prevede una prova orale. Le domande sono articolate per accertare l’apprendimento degli argomenti relative alle tre parti del programma. L’apprendimento degli argomenti trattati durante l’attività di laboratorio sarà accertato tramite la presentazione di una relazione scritta e la discussion della stessa.

Materiale didattico integrativo sarà fornito agli studenti durante il corso. Il docente è disponibile per assistenza agli studenti su richiesta inoltrata via e-mail

I PARTE: Strutture e funzioni cellulari. Microscopia e morfologia cellulare. Cellula procariotica ed eucariotica a confronto. Caratteristiche strutturali e funzionali della cellula procariotica. Dimensioni e forma. Membrana citoplasmatica: struttura e funzione. Sistemi di trasporto. La parete delle cellule procariotiche. La matrice citoplasmatica. Il nucleoide. Le appendici cellulari. La locomozione microbica. Inclusioni cellulari. Le endospore.
II PARTE: Nutrizione e metabolismo dei microrganismi. Esigenze nutrizionali comuni. Assunzione di nutrienti da parte della cellula. Terreni di coltura e tecniche di sterilizzazione. Isolamento in coltura pura. Reazioni di ossido-riduzione e composti ad alta energia. Ruolo dell’ATP nel metabolismo. Principali vie cataboliche, il trasporto di elettroni e la forza proton motrice. Respirazione aerobica e anaerobica. Esempi di metabolismo fermentativo: fermentazione alcolica e lattica.
La crescita microbica. La divisione della cellula batterica. La crescita di una popolazione batterica. Misurazione della crescita microbica. Parametri che influenzano la crescita microbica: temperatura, pH, ossigeno, osmolarità. Controllo della crescita microbica. Metodi fisici e chimici per il controllo della crescita microbica. Farmaci antimicrobici. Meccanismo d'azione degli antibiotici. Tossicità selettiva. Controllo dei virus e dei patogeni eucariotici. Resistenza ai farmaci antimicrobici e ricerca di nuovi farmaci.
III PARTE: Macromolecole biologiche. Struttura e sintesi del nucleoide. L'RNA polimerasi, la trascrizione, il promotore, il terminatore. Il codice genetico. Traduzione: il processo di sintesi proteica.
Batteriofagi: ciclo litico; batteriofagi temperati e lisogenia.
Genetica batterica. Mutazione e ricombinazione. Selezione e screening di mutanti. Scambio genetico nei procarioti: trasformazione, coniugazione e trasduzione. La complementazione. I trasposoni e le sequenze di inserzione. Genetica batterica e clonaggio genico. Il cromosoma batterico.
Regolazione dell’espressione genica nei procarioti. Regolazione della trascrizione tramite controllo positivo e negativo. Sistemi di controllo globale: la repressione da catabolita nei gram-positivi e nei gram-negativi.

Esperienza di laboratorio:
1) Crescita di una popolazione batterica. Effetto della temperatura sulla crescita.
2) Trasformazione di cellule competenti di Escherichia coli.

Italian

Cellular structures and functions. Microbial nutrition, growth and growth control. Molecular microbiology and gene expression of microorganisms. Virology. Genetics of microorganisms.

Brock, Biology of Microorganisms, vol. 1, Madigan, Martinko, Casa editrice Ambrosiana.
Biologia dei microrganismi, Dehò e Galli, Casa Editrice Ambrosiana

Knowledge about cellular structures, main metabolic pathways in the presence or absence of oxygen, genetics and gene expression in microorganisms.

Exams of General Chemistry. Organic Chemistry and Biology passed

Frontal lessons, lab activity

Verification of learning consist in an oral exam. Questions are organized in three parts, corresponding to the three sections of the course program. Learning of the practical part of the course will be verified by the discussion of a report regarding the experimental work performed during the lab experience.

Supplementary material will be provided during the course. The lecturer will receive students on request submitted via e-mail

I PART
Microbial cell structure and function. Microscopy and cell morphology. Main differences between prokaryotic and eukaryotic cells. Cells of Bacteria and Archea: cytoplasmic membrane and transport, cell wall, other cell structures and inclusions. Microbial locomotion. Endospores.

II PART
Microbial metabolism: laboratory culture of microorganisms; energetics, enzymes and redox. Fermentation and respiration.
Microbial growth and control: bacterial cell division; population growth and methods for measuring microbial growth; environmental effects on microbial growth; physical and chemical methods for microbial growth control; antibiotics, their targets and development of antibiotic resistance.

III PART
Molecular microbiology: bacterial chromosome; DNA replication, transcription and translation in prokaryotes. Bacteriophages: lytic and lysogen cycles.
Bacterial genetics. Gene transfer in bacteria: mutations, mutants and genetic recombination; transformation, transduction and conjugation.
Metabolic regulation: overview of regulation, regulation of transcription. Global regulation systems: carbon catabolite repression in gram positive and gram negative bacteria.

Lab activity:
1) Growth of a bacterial culture. Effect of temperature on bacterial growth.
2) transformation of Escherichia coli competent cells.