Corso di Laurea in Biotecnologie

Tecnologie per linee cellulari e staminali

Docente: Grazyna Ptak

Ricevimento: per appuntamento; contatto: e-mail: gptak@unite.it

Obiettivo del corso:

Conoscenza delle tecniche per studiare le cellule in coltura

Programma degli insegnamenti:

Principi della propagazione cellulare in vitro

05.03. Lezione (2 ore): Biologia di cellule in coltura. Laboratorio (1 ora): Colorazione

delle cellule in monostrato con Giemsa

06.03. Lezione (3 ore): Caratterizzazione delle linee cellulari.

12.03. Laboratorio (3 ore): Caratterizzazione delle linee cellulari: cariotipo, RT-PCR

13.03. Lezione (2 ore): Terreni definiti e loro supplementi. Ruolo del siero in coltura.

Laboratorio (1 ora): Preparazione del terreno di coltura.

19.03. Lezione (3 ore): Coltura primaria e subcoltura.

20.03. Laboratorio (3 ore): Coltura primaria.

26.03. Laboratorio (2 ore): Criopreservazione delle cellule. Test intermedio (1 ora).

27.03. Lezione (1 ora): Citotossicità e viabilità cellulare. Laboratorio: Valutazione

della viabilità cellulare (2 ore).

02.04. Lezione (3 ore): Differenziazione e immortalizzazione delle cellule.

03.04. Briefing (2 ore). Test intermedio (1 ora).

Sviluppo embrionale e cellule staminali

09.04. Lezione (3 ore): Specificazione autonoma e condizionata. Adesione cellulare.

10.04. Lezione (2 ore): Primi stadi di sviluppo dell’embrione: segmentazione,

blastulazione. Laboratorio (1 ora): Valutazione dei diversi stadi di embrioni

preimpianto.

16.04. Lezione (3 ore): Organizzazione dei tessuti e cellule staminali.

17.04. Lezione (3 ore): Principali caratteristiche delle cellule staminali. IPS cells,

Clonazione terapeutica.

23.04. Laboratorio (3 ore): Trasferimento nucleare.

24.04. Briefing (2 ore). Test intermedio (1 ora).

Testi consigliati:

Testi principali:

1. Culture of Animal Cells. A manual of basic technique.

R.I. Freshney (WILEY)

2. Biologia dello Sviluppo.

Scott F. Gilbert (Zanicchelli)

3. Fondamenti di biologia dello sviluppo.

Jonathan M.W.Slack (Zanichelli)

Testi consigliati:

Testi ausiliari:

1. Stem cells: Edited by C S Potten (ACADEMIC PRESS)

2. Developmental Biology Protocols, Volume 1: Rocky S. Tuan and Cecilia W. Lo (HUMANA PRESS)

3. Teratocarcinomas and embryonic stem cells, a practical approach: Edited by E J Robertson (IRL PRESS)

4. Stem Cell Biology: Edited by Daniel R. Marshak (COLD SPRING HARBOR LABORATORY PRESS)

5. Animal Cell Culture, a practical approach: Edited by R I Freshney (IRL PRESS)

6. Cell Growth, Differentiation and Senescence, a practical approach: Edited by G. P. Studzinski (OXFORD)

La chimica di base è simile

in tutte le cellule

Tutti gli organismi viventi sono

composti dalle cellule

Stupefacente varietà nei singoli particolari -

stupefacente costanza nei meccanismi fondamentali

Rapporto dimensionale tra

le cellule viventi e atomi

Alcune strutture interne della cellula sono

visibili al microscopio ottico

Le cellule si riproducono tramite la divisione

Di solito il contenuto delle cellule è distribuito uniformemente in seguito alla

divisione cellulare, eccezione: oocita

Per alcune funzioni specializzate la cellula si trasforma talmente da non essere

più in grado di riprodursi. Esempi della ridotta capacità di replicarsi: neuroni, cellule muscolari

Le cellule cambiano forma durante la fase M

Presenza di citosceletro

Cambio di forma della cellula

Movimento

Fagocitosi Movie 13.5, 15.3, 16.4, 16.2

Le cellule si riproducono tramite la divisione

Movie 18.1

Le cellule possiedono un programma genetico

Tutte le cellule trascrivono una porzione

della loro informazione ereditaria nella

forma intermedia (RNA)

Le proteine mettono l’informazione

genetica della cellula in azione

Il frammento dell’informazione genetica

che corrisponde ad una proteina è il gene

Le cellule hanno bisogno di energia libera

Le cellule acquisiscono e utilizzano l’ energia

Tutte le cellule utilizzano le stesse unità molecolari di base (adenosina trifosfato).

-l’energia per la vita sulla Terra arriva sotto forma di radiazioni elettromagnetiche dal

Sole, e viene assorbita dai pigmenti presenti nelle membrane delle cellule fotosintetiche

Cellule possono utilizzare varie fonti di energia

Alcune cellule possono fissare azoto e biossido di carbonio

- Energia della luce viene convertita in energia chimica sotto forma di carboidrati

(saccarosio)

- per le cellule animali l’energia arriva nella forma di glucosio

- glucosio viene rilasciato dal fegato nel sangue dove arriva a tutte le cellule

- una volta nella cellula il glucosio viene immagazzinato (glicogeno) o immediatamente

utilizzato per la produzione di energia nella forma più accessibile (ATP) per mantenere

tutte le attività cellulari

Anche le piante dipendono da

batteri per la fotosintesi. Perchè?

Tutti gli organismi viventi dipendono dai composti organici

prodotti dalle cellule procariotiche.

Senza aiuto dei batteri non sarebbero in grado di captare l’azoto dal’atmosfera

Le cellule sono capaci di self - regolazione

capacità di preservare l’integrita nonostante le perturbazioni

sensibilità alle variazioni dell’ambiente che le circonda

controllo degli scambi che avvengono tra la cellula e il suo ambiente circostante

riparazione dei danni cellulari

correzione delle variazioni delle condizioni interne, che minacciano altre funzioni (omeostasi)

Le cellule evolvono

Evoluzione, il processo con cui le specie

viventi si sono gradualmente modificate,

adattandosi al loro ambiente in modi sempre

piu raffinati.

Darwinian evolution

Le proprietà basali delle cellule:

Auto-organizzazione

Le cellule hanno bisogno dell’energia libera e delle materie prime

Il consumo dell’ energia libera è fondamentale per la vita,

quando quel consumo finisce, la cellula muore

La trasformazione

L’eliminazione (attraverso la membrana)

La sintesi delle proteine

Auto- regolazione

mantenere l’ordine nelle attività necessita una constante regolazione;

Dis-regolazione del controllo della crescita provoca il cancro

Auto- replicazione (movie 18.2 - 18.4)

Sostegno e movimento

Le cellule sono coinvolte in una serie di attività meccaniche (movie 1.1; 1.2; 1.3)

trasporto dei materiali, assemblaggio e disassemblaggio delle strutture,

movimento cellulare