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BIOLOGIA DELLO SVILUPPO (M-Z)
FRANCESCA MARADONNA

Sede Scienze
A.A. 2016/2017
Crediti 8
Ore 64
Periodo 1^ semestre
Lingua ITA
Codice U-gov ST01 3S228

Prerequisiti

Conoscenza degli argomenti degli insegnamenti di Citologia, Istologia, Biologia cellulare, Biochimica, Biologia molecolare. 

Modalità di svolgimento del corso

Sono previste sia lezioni teoriche (7 crediti, 56 ore) che esercitazioni pratiche di laboratorio svolte a a piccoli gruppi (1 credito, 8 ore). Al corso frontale è affiancata un’attività didattica in modalità e-learning contenente, fra l’altro: materiale didattico, istruzioni per le esercitazioni di laboratorio, prenotazione per le esercitazioni di laboratorio.

Risultati di apprendimento attesi

Conoscenze:
Lo studente acquisirà conoscenze relative alle modalità di differenziamento dei gameti e dei meccanismi che regolano le loro interazioni durante la fecondazione in modelli sperimentali con fecondazione esterna (pesci ed anfibi) e in modelli con fecondazione interna (mammiferi). Il corso permetterà allo studente di acquisire conoscenze sul processo di differenziamento di una grande varietà di tipi cellulari, tessuti ed organi a partire da un’unica cellula, l’uovo fecondato. Verrà a conoscenza dei meccanismi alla base dell’interazione armonica dei tessuti fra loro e con l’ambiente durante lo sviluppo embrionale per la realizzazione di strutture caratteristiche dell’organismo adulto. Lo studio verterà principalmente sullo sviluppo embrionale in alcuni organismi modello: Drosofila, Riccio di mare, Rana, Pollo e Mammifero. Particolare attenzione verrà posta alla correlazione tra le tappe dello sviluppo embrionale e l’espressione genica durante questo processo. Si considereranno in particolare: a) il passaggio da organismo unicellulare ad organismo pluricellulare, il ruolo dei determinanti citoplasmatici nel processo di segmentazione, il costituirsi degli assi corporei dell’embrione di Drosofila e dei vertebrati. Il ruolo dei geni Hox nella specificazione dei segmenti/ metameri. b) gastrulazione: movimenti e interazioni cellulari nella realizzazione dei tre foglietti embrionali (endoderma, mesoderma ed ectoderma) e del foglietto germinativo. c) origine e destino delle cellule nervose e delle creste neurali dei Vertebrati. d) regolazione della metamorfosi e della rigenerazione. e) Regolazione della morte cellulare 

Capacità di applicare le conoscenze:
I contenuti presentati nelle lezioni in aula verranno approfonditi in una serie di esercitazioni pratiche di laboratorio nel quale lo studente potrà verificare le conoscenze acquisite relativamente ai primi stati di sviluppo in diversi modelli sperimentali.

Competenze trasversali:
L’esecuzione di osservazioni di laboratorio da parte dello studente contribuisce a: migliorare la visione generale del processo in studio, affinare la capacità comunicativa che deriva dal lavoro di gruppo, arricchire la capacità di apprendimento in autonomia e a migliorare la capacità di trarre conclusioni.

Programma

Contenuti (lezioni frontali, 7CFU, 56 ore):
Introduzione alla Biologia dello sviluppo: storia e concetti
Gametogenesi : sviluppo cellule germinali primordiali; struttura funzione e sviluppo di uova e spermi.
Comunicazione e movimento cellulare nello sviluppo
Meccanismi di fecondazione
Segmentazione e formazione della blastula, 
Gastrulazione e formazione dei tre foglietti embrionali
Formazione del tubo neurale; cellule delle creste neurali.
Migrazione e adesione cellulare
Differenziamento cellulare
Determinazione sessuale: controllo genetico, ambientale e citoplasmatico. 
Processi epigenetici e sviluppo, inattivazione del cromosoma X.
Determinazione assi corporei: polarizzazione asse corporei nell’oogenesi. I geni materni che predispongono gli assi corporei; geni zigotici e pattern embrionale. 
Divisioni del corpo in segmenti nel modello Drosophila (geni gap e Pair rule). Geni della polarità; geni selettori omeotici.
Geni selettori omeotici nei Mammiferi
Apoptosi: morte cellulare programmata. Meccanismi di controllo genetico durante lo sviluppo, Ced 4-3-4-9 in C. elegans ed analoghi in mammifero Bcl2, Apaf-1 e caspase 9. 
Apoptosi mitocondrio mediata
Apoptosi recettore mediata.
Autofagia
Metamorfosi: gli ormoni come mediatori dello sviluppo negli anfibi e negli insetti

Modalità di svolgimento dell'esame

Metodi di valutazione dell’apprendimento:
Esame orale
Il voto finale viene attribuito sottoponendo allo studente domande su almeno tre diversi argomenti del programma.

Criteri di valutazione dell’apprendimento:
Nella prova orale lo studente dovrà dimostrare di conoscere i meccanismi molecolari alla base dell’adesione, del movimento e del differenziamento cellulare nonché di aver acquisito conoscenze di base su cosa regola la tempistica ed il mantenimento dello sviluppo. Nella prova di esame lo studente dovrà dimostrare di aver acquisito conoscenze specifiche sugli aspetti generali dello sviluppo e sullo sviluppo di singoli organismi modello.

Criteri di misurazione dell’apprendimento:
Il voto finale è attribuito in trentesimi. L’esame si intende superato quando il voto è maggiore o uguale a 18. È prevista l’assegnazione del massimo dei voti con lode (30 e lode).

Criteri di attribuzione del voto finale:
Il voto si compone della somma del punteggio riportato nelle singole domande che terrà conto della comprensione degli argomenti trattati (40 %), della capacità di collegamento dei diversi processi che intervengono durante lo sviluppo (40%), proprietà di linguaggio (20%). La lode viene attribuita quando il punteggio ottenuto superi il valore 30 e contemporaneamente lo studente abbia dimostrato piena padronanza della materia.

Testi consigliati

Biologia dello sviluppo, Andreuccetti et al.,2009,Ed. McGraw-Hill
Biologia dello sviluppo Gilbert 4° Ed Zanichelli
Slides sulla piattaforma Moodle

Corsi di laurea

• Scienze biologiche