CL in Biotecnologie

Insegnamento di “Biologia generale con

elementi di Citologia ed Istologia”

Corso di laurea in Biotecnologie (Canale A)

CLASSE L-2, D.M.22/10/2004,n.270 e successivi adeguamenti

Benvenuti!

“Biologia generale con elementi di

Citologia ed Istologia”

(12 crediti formativi)

AA 2018-19

tutte le info alla pagina web:

http://biotecnologie.unipg.it/

Biologia generale con elementi di

Citologia ed Istologia

• Docenti dell’Insegnamento:

Prof. Vincenzo Talesa, per il modulo di

Biologia generale (6 crediti)

Prof. Tiziano Baroni, per il modulo di

Istologia ed embriologia (6 crediti)

Prerequisiti:

• All'inizio delle lezioni o dello studio dell‘ Insegnamento di Biologia generale con elementi di Citologia ed Istologia, lo studente deve possedere le conoscenze scientifiche di base normalmente acquisite nei corsi di scuola secondaria di secondo grado relativamente ad argomenti quali: struttura della cellula eucariotica (il nucleo cellulare, organuli citoplasmatici), trascrizione e traduzione, divisione cellulare (mitosi e meiosi). La conoscenza dei suddetti argomenti è importante così come utile è la conoscenza dei concetti di acido e di base, di ione, di molecola e di macromolecola.

Modalità di valutazione:

• Prova scritta e orale.

• La verifica dell’apprendimento avviene attraverso l'esame finale che ha l’obbiettivo di accertare le conoscenze acquisite tramite lo svolgimento di una prova scritta del tipo a stimolo chiuso (non più di 60 domande). Le risposte alle domande saranno valutate con punteggio finale espresso in trentesimi. L’esame si considera superato solo se si raggiunge un punteggio minimo di 18/30.

• Alla prova scritta e dopo la sua correzione potrà seguire, a richiesta dello studente, un esame orale volto ad accertare la capacità espositiva e di ragionamento dello studente sugli argomenti trattati nelle lezioni teoriche ed in quelle pratiche allo scopo di migliorare la valutazione finale. La prova orale avrà durata non superiore ai 15 minuti. La prova d’esame complessiva sarà valutata facendo la media tra il punteggio della prova orale e quello ottenuto nella prova scritta.

Programma del corso di Istologia

ed Embriologia • Il corso si articolerà in 6 crediti orari (CFU) di

lezione frontale (=42 ore), durante le quali verranno affrontati argomenti teorici e pratici concernenti l’Istologia e l’Embriologia.

• Docente: Prof. Tiziano Baroni (tiziano.baroni@unipg.it) Tel.: 075 585 8233

• Orario ricevimento: dal lunedì al venerdì, preferibilmente su appuntamento, presso la Nuova Sede del Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia, S. Andrea delle Fratte-sez. di Istologia, edif. D, 4° p.

• oppure in via del Giochetto sempre su appuntamento.

Programma (sul sito web)

Istologia:

• Metodi istologici per lo studio di cellule e tessuti. Ultrastruttura delle principali popolazioni cellulari differenziate. Concetto di cellula staminale. Differenziamento cellulare. Popolazioni cellulari totipotenti, pluripotenti, unipotenti. Tessuti epiteliali di rivestimento. Tessuti ghiandolari esocrini. Tessuti ghiandolari endocrini. Tessuto connettivo propriamente detto. Matrice extracellulare. Tessuti di sostegno: t. cartilagineo, t. osseo e processi di ossificazione. Sangue. Tessuti muscolari: striato scheletrico, striato cardiaco, liscio. Tessuto nervoso, glia, sinapsi interneuronica, fibra nervosa e nervo.

Embriologia:

• Modelli di sviluppo nell’uomo ed in altri Vertebrati. Spermatogenesi ed ovogenesi. Ciclo ovarico ed uterino. Fecondazione. Zigote. Segmentazione. Impianto della blastocisti. Gastrulazione. Neurulazione. Annessi embrionali. Cenni di regolazione genica. Derivazione embrionale dei tessuti. Cenni di embriologia sperimentale.

Esercitazioni in aula: osservazione e riconoscimento di preparati istologici (vetrini).

CORSO DI ISTOLOGIA ED EMBRIOLOGIA UMANA

(A.A. 2018-2019)

Testi consigliati:

• Autori vari, Citologia & Istologia umana. II^ ed.

Idelson-Gnocchi.

http://ilmiolibro.kataweb.it/libro/scienza-e-tecnica/80643/istologia-

ed-embriologia/

Strumenti didattici

• Sito WEB: www.unistudium.unipg.it

Strumenti didattici

CORSO DI ISTOLOGIA ED EMBRIOLOGIA UMANA

(A.A. 2018-2019)

OBIETTIVI

Risultati d’apprendimento previsti:

• L’insegnamento di Istologia ed Embriologia è il primo di tipo morfologico che lo studente di Biotecnologie si trova ad affrontare. Le principali conoscenze acquisite con il modulo di Istologia ed embriologia saranno:

-conoscenza critica delle caratteristiche morfologiche essenziali dei tessuti in rapporto alle funzioni che i tessuti svolgono nell’organismo;

-conoscenza critica dei fenomeni che portano alla formazione dei gameti ed ai primi stadi formativi dell’embrione;

-conoscenza critica dei meccanismi attraverso i quali si instaura l’istogenesi nel periodo di sviluppo embrionale.

• Le principali abilità (capacità di applicare le conoscenze) acquisite saranno:

-capacità di riconoscere criticamente i vari tessuti osservando per mezzo di immagini fotografiche preparati istologici per la microscopia ottica;

-riconoscere criticamente i principali stadi di sviluppo embrionale;

Test di ingresso

Nel sito www.unistudium.unipg.it

si trova il test di ingresso (con le risposte).

La prossima volta riporterete i punteggi.

Ambiti di competenza di…

citologia-istologia-anatomia

• Organismo

• Apparato

• Organo

•Tessuto • Cellula

• Molecola • Atomo

Istologia

Anatomia

Citologia

Chimica-Biochimica

ISTOLOGIA

Studia i tessuti al punto di vista della

morfologia

Glossario:

morfologia=studio della forma e, quindi, della

struttura (legate alla funzione)

tessuto=?

I tessuti

• UN TESSUTO:

è formato da cellule e matrice extracellulare

(ECM) che è l’ambiente (fatto di molecole) in

cui la cellula si trova immersa.

I tessuti: struttura

• Cellule: sono gli “abitanti” del tessuto;

• Matrice extracellulare (ECM): è la… “casa”

in cui vivono le cellule.

Di volta in volta studieremo sia le diverse cellule sia le componenti della ECM che formano i vari tessuti del corpo umano in rapporto alla FUNZIONE che ogni tessuto deve svolgere.

La cellula

E’ l’unità fondamentale degli organismi

viventi • tutti gli organismi sono composti da una o più cellule;

• omnis cellula ex cellula: ogni cellula deriva solo da

una’altra cellula.

• tutte le funzioni vitali di un organismo (movimento,

reazione a stimoli, riproduzione, metabolismo, ecc.) sono

svolte anche dalla cellula

Ordini di grandezza

LA CELLULA PROCARIOTA:

I BATTERI

• I batteri sono organismi monocellulari, invisibili

ad occhio nudo avvolti da una membrana che li

separa dall’ambiente esterno;

• Il DNA non è racchiuso in un nucleo.

• curiosità: il nostro corpo ospita più di 1 kg di

batteri di alcune migliaia di specie differenti

LA CELLULA EUCARIOTA

Ogni cellula contiene:

• un nucleo (o più nuclei), dove sono i cromosomi;

• un citoplasma, che contiene i cosiddetti organuli

della cellula (come i mitocondri, che servono per

la respirazione della cellula e per produrre energia,

mentre gli altri organelli servono a far funzionare

la cellula stessa)

Nucleolo

LA CELLULA

EUCARIOTICA

I tessuti: struttura e funzioni

• Cellule di uno stesso tessuto: possono costituire

popolazioni anche diverse per forma, dimensioni,

origine embrionale e funzioni

• matrice extracellulare (ECM): è formata da

macromolecole più o meno organizzate tra le quali

filtra un liquido chiamato liquido extracellulare.

• La forma cellulare:

Alcuni esempi di

cellule, appartenenti a

differenti tessuti, che

mostrano una ampia

varietà di forme,

legate anche alla

diversa funzione da

svolgere.

La forma cellulare:

Cellule di un dato tessuto (es.: epidermide) possono avere forma e

dimensioni differenti a seconda della posizione che assumono

nell’ambito del tessuto stesso.

Epitelio pavimentoso pluristratificato non cheratinizzato (ad

esempio, interno della guancia umana).

Le macromolecole biologiche

• Una macromolecola è una molecola di dimensioni molto grandi e di peso molecolare molto elevato

• Le macromolecole biologiche più importanti sono:

-le proteine (polimeri di amminoacidi)

-i polisaccaridi (sono glucìdi complessi, come l'amido);

-il DNA e gli RNA (acidi nucleici, polimeri di nucleotidi);

-i lipidi semplici (es.: trigliceridi) e complessi (es.: fosfolipidi).

I tessuti

La componente cellulare

LA CELLULA EUCARIOTA

Abbiamo detto che la cellula eucariotica

contiene:

• uno o più nuclei, dove sono i cromosomi;

• un citoplasma, con i cosiddetti organuli

cellulari (mitocondri, ribosomi, REL, RER,

ecc.)

IL NUCLEO

• Nelle cellule eucariote c’è il nucleo, una sferetta

formata da una membrana che contiene acidi

nucleici (DNA, acido desossiribonucleico; RNA,

acido ribonucleico);

• Il DNA è la molecola di cui sono fatti i geni, che

portano tutte le informazione per far funzionare

la cellula.

Nucleo al MO

Nucleo al ME

Cromatina

Nucleolo

Involucro nucleare

ORGANELLI o ORGANULI

Reticolo endoplasmatico

liscio REL

rugoso RER

Apparato di Golgi

Lisosomi

Mitocondri

Perossisomi

Organuli

cellulari

Come studiare cellule e tessuti?

Questione di dimensioni…

0,1 nm

1 nm

10 nm

100 nm

1 µm

10 µm

100 µm

1 mm

OcchioOcchio umanoumano

cell. epiteliali

globuli rossi

nucleo cellulare,

batteri

organuli cellulari,

virus

proteine

amminoacidi

atomi

Il potere risolutivo di uno

strumento ottico è la

distanza minima alla quale

due punti risultano distinti.

Per l’occhio umano vale

circa 100 µm (1/10 di mm).

Unità di misura

della lunghezza: metro

1m =103 mm

1mm =103 µm

1µm =103 nm

E l’unità di misura del volume?

Unità di misura

della lunghezza: metro

1m =103 mm

1mm =103 µm

1µm =103 nm

E l’unità di misura del volume?

E’ il m3

Visto che è le dimensioni sono un

problema, quali sono gli strumenti a

disposizione dell’Istologia per

studiare cellule e tessuti?

Anatomia del

microscopio

ottico o “luce”

oculare

stativo

regolazionefuoco

revolverobiettivi

tavolo e vetrino

lampada e condensatore

Questione di dimensioni…

0,1 nm

1 nm

10 nm

100 nm

1 µm

10 µm

100 µm

1 mm

OcchioOcchio umanoumano

MicroscopioMicroscopio otticoottico

poterepotere risolutivorisolutivo

circa 0,2 circa 0,2 µm

MicroscopioMicroscopio elettronicoelettronico

a a trasmissionetrasmissione

pot. pot. risris. circa 0,4 . circa 0,4 nm

cell. epiteliali

globuli rossi

nucleo cellulare,

batteri

organuli cellulari,

virus

proteine

aminoacidi

atomi

MicroscopioMicroscopio elettronicoelettronico

a a scansionescansione

pot. pot. risris. circa 10 . circa 10 nm

Il Microscopio ottico ed elettronico

Il nucleo

Il nucleo

Il nucleo

IL NUCLEO

• Nelle cellule eucariotiche c’è il nucleo, una

sferetta formata da una membrana che

contiene acidi nucleici (DNA o acido

desossiribonucleico; RNA; proteine)

• Il DNA è la molecola di cui sono fatti i geni,

che portano tutte le informazione per far

funzionare la cellula.

IL DNA

In alto: avvolgimento dei nucleosomi nella fibra cromatinica da 30 nm.

In basso: schema di nucleosomi.

COME DNA E ISTONI SONO ORGANIZZATI NEL

NUCLEO

A) Fibre di cromatina di 20-30 nm. B) Dopo ulteriore stiramento (10 nm)

A B

DAL DNA ALLA PROTEINA

Nuclei al MO

Nucleo al ME

La membrana cellulare al ME

Appaiono due strati

scuri ed uno strato

chiaro intermedio

(come un binario

ferroviario)

Modello proposto da Danielli e Davson nel 1935, ripreso da Robertson nel 1959, e noto come "modello di unità di membrana".

Modello di membrana come “mosaico fluido” proposto nel 1972 da Singer-Nicolson: la membrana cellulare è composta da un doppio strato lipidico, nel quale le proteine sono immerse in parte o del tutto (proteine intrinseche) o solo adagiate (proteine estrinseche).

Nucleo al ME Cisterna perinucleare

IL NUCLEO

Cromatina Nucleolo Involucro nucleare