Piattaforma Kiro - Didattica Curriculare 3+2 e Lauree Magistrali Ciclo Unico

L’insegnamento ha come obiettivo principale quello di fornire un’approfondita conoscenza delle modalità di riproduzione sessuata, in particolare dei mammiferi ,e dei meccanismi cellulari e molecolari alla base dello sviluppo dell'embrione di mammifero dalla fecondazione fino al momento dell'impianto nell'utero materno, della progressiva restrizione della staminalità cellulare durante i processi differenziativi e di come, nei tessuti adulti, le cellule staminali vengano regolate nelle loro nicchie.

Si tratta di un corso obbligatorio del terzo anno per la laurea triennale in Fisica.

l'insegnamento è suddiviso in due parti: 

la prima (per 6 CFU) si svolge nel primo semestre ed è dedicata all'uso di dispositivi optoelettronici in alcune esperienze di ottica.

La seconda (per 3 CFU) si svolge nel secondo semestre e propone alcune esperienze più vicine ad argomenti di ricerca.

Il corso vuole essere un’introduzione a due rami fondamentali dello studio della geometria: la geometria differenziale e la topologia algebrica.

In particolare, verrà affrontata la teoria differenziale delle curve e delle superfici nello spazio tridimensionale e verrà presentato il concetto di gruppo fondamentale di uno spazio topologico.

Il corso è un’introduzione a due rami fondamentali dello studio della geometria: la geometria differenziale e la topologia algebrica.
In particolare, verrà affrontata la teoria differenziale delle curve e delle superfici nello spazio tridimensionale,
 e verrà presentato il concetto di gruppo fondamentale di uno spazio topologico.

L'insegnamento ha l'obiettivo di illustrare il ruolo della biochimica e l'utilizzo degli strumenti biotecnologici ad essa legate, nelle diverse filiere del mondo industriale. Lo studente potrà quindi acquisire conoscenze sui vari processi biochimici coinvolti in diverse realtà produttive quali l'industria farmaceutica, la filiera agroalimentare, la produzione di biocarburanti e l'industria chimica. Inoltre, verranno illustrate le varie strategie utilizzate a livello industriale per la produzione di enzimi ricombinanti e bioingegnerizzati, e per la loro utilizzazione.

Saranno affrontati i seguenti argomenti: Ingegnerizzazione, produzione e purificazione su larga scala di proteine ed enzimi per applicazioni industriali.

Principali famiglie di enzimi industriali: caratteristiche biochimiche e rilevanza commerciale. I processi di fermentazione nella produzione di enzimi, organismi ospiti, miglioramento di ceppi ed ottimizzazione fisiologica. Process design ed ottimizzazione della resa. Tecniche di screening, ingegneria proteica ed ingegneria metabolica. 

Processi di fermentazione nell'industria farmaceutica: produzione di vitamine, antibiotici, amminoacidi, proteine a scopo terapeutico. 

Fermentazioni e enzimi nell'industria e nella filiera agro-alimentare: processo di panificazione; produzione di vino, birra, sake; industria casearia; industria dei dolcificanti. 

Fermentazioni ed enzimi nella produzione di biocarburanti. Utilizzo degli enzimi nella produzione dei detersivi e nell'industria tessile e conciaria. Utilizzo di enzimi e microorganismi nella produzione, riciclo e smaltimento delle plastiche e delle bioplastiche.

L'utilizzo delle biotecnologie nell'ottimizzazione dei processi di smaltimento dei rifiuti e trattamento delle acque reflue.

Il corso di Biologia Evoluzionistica (9 CFU)  è tenuto dal  Prof. Ludvik Gomulski. 

L'ascesa della biologia evoluzionista:

Origini e sviluppo del pensiero evoluzionista. L’evoluzionismo di Lamarck. Cuvier e il catastrofismo. Il pensiero di Darwin e di Wallace: la teoria della selezione naturale. Mendel e la scoperta dei meccanismi dell’ereditarietà. La “sintesi moderna”. 

Genetica moleculare e mendeliana:

Le origini della variazione; meccanismi dell'eredità: Mendelismo e l'eredità per rimescolamento.

Prove a sostegno dell'evoluzione

Selezione naturale:

La teoria della selezione naturale; L'equilibrio di Hardy-Weinberg; Fitness e coefficiente di selezione; Modelli di selezione; vantaggio dell'eterozigote; selezione dipendente dalla frequenza.

Eventi casuali nell'evoluzione:

Deriva genetica; effetto fondatore; collo di bottiglia e coalescenza. Dimensioni effettive della popolazione e la deriva genetica.

Speciazione:

Il concetto di specie: barriere pre- e post-accoppiamento. Teoria di Dobzhansky-Muller. Regola di Haldane. Speciazione allopatrica. Speciazione peripatrica; zona ibrida; zona di tensione; rafforzamento. Speciazione simpatica; Speciazione sequenziale.

Evoluzione del Sesso:

L’esistenza del sesso è un importante problema irrisolto della biologia evoluzionista; Il sesso ha un costo; Il sesso può accelerare la velocità dell’evoluzione; interferenza selettiva, Effetto Hill-Robertson. La teoria mutazionale del sesso di Kondrashov. La teoria della coevoluzione parassita-ospite del sesso di Hamilton. Ruby-in-the-rubbish effect. Muller’s ratchet. Inincrocio e fecondazione incrociata.  Il rapporto fra i sessi. 

Selezione sessuale: 

Competizione tra maschi: Strategie alternative: Competizione spermatica. Infanticidio. Selezione sessuale sui maschi: scelta femminile; Ronald Fisher e Selezione galoppante; Good genes e Handicap teoria di Zahavi. La teoria parassitaria di Hamilton della selezione sessuale. Selezione sessuale sulle femmine. Poliandria: accoppiamento multiplo da parte delle femmine. Selezione sessuale nelle piante da fiore. Dimorfismo sessuale negli esseri umani.

Coevoluzione:

Coevoluzione e coadattamenti; Coevoluzione tra piante ed erbivori - filogenesi speculari, e la mancanza di cofilogenesi; cambiamenti d'ospite. Coevoluzione fra angiosperme e pollinatori. mutualismo. Coevoluzione ospite-parasita. Evoluzione della virulenza dei parassiti, Ipotesi trade-off; ipotesi miope di evoluzione; ipotesi coincidente (coincidental) di evoluzione: La corsa agli armamenti coevolutiva; La coevoluzione antagonista; evoluzione progressivo e di escalation: corsa agli armamenti; l'ipotesi della Regina Rossa

Evoluzione molecolare:

La selezione naturale e la deriva casuale nell’evoluzione molecolare; La teoria neutrale “pura”; l'orologio molecolare. La teoria quasi neutrale dell’evoluzione molecolare; Tasso evolutivo e vincolo funzionale; Rapporto fra mutazioni non sinonime e sinonime come una prova della selezione (rapporti dN/dS); Tendenze preferenziali nell’uso di codoni sinonimi; Prove di selezione nei genomi - effetto Hitch-hiking e Background selection, Selective sweep.

La ricostruzione della filogenesi:

Filogenesi inferite dai caratteri morfologici utilizzando le tecniche della cladistica; Le omologie e le omopasie; Omologie ancestrali e omologie derivate; Inferenza della polarità degli stati di carattere - confronto con l’outgroup e la documentazione fossile; Le sequenze molecolari e la filogenesi; Tecniche statistiche per inferire le filogenesi dalle sequenze molecolari - distanze molecolari - principio di parsimonia - principio di massima probabilità; Orientamento degli alberi; Affidabilità della predizione filogenetica,  Applicazioni della filogenesi molecolare.

Equilibrio punteggiati e stasi

Il corso di Biologia Evoluzionistica (9 CFU)  è tenuto dal  Prof. Ludvik Gomulski. 

L'ascesa della biologia evoluzionista:

Origini e sviluppo del pensiero evoluzionista. L’evoluzionismo di Lamarck. Cuvier e il catastrofismo. Il pensiero di Darwin e di Wallace: la teoria della selezione naturale. Mendel e la scoperta dei meccanismi dell’ereditarietà. La “sintesi moderna”. 

Genetica moleculare e mendeliana:

Le origini della variazione; meccanismi dell'eredità: Mendelismo e l'eredità per rimescolamento.

Prove a sostegno dell'evoluzione

Selezione naturale:

La teoria della selezione naturale; L'equilibrio di Hardy-Weinberg; Fitness e coefficiente di selezione; Modelli di selezione; vantaggio dell'eterozigote; selezione dipendente dalla frequenza.

Eventi casuali nell'evoluzione:

Deriva genetica; effetto fondatore; collo di bottiglia e coalescenza. Dimensioni effettive della popolazione e la deriva genetica.

Speciazione:

Il concetto di specie: barriere pre- e post-accoppiamento. Teoria di Dobzhansky-Muller. Regola di Haldane. Speciazione allopatrica. Speciazione peripatrica; zona ibrida; zona di tensione; rafforzamento. Speciazione simpatica; Speciazione sequenziale.

Evoluzione del Sesso:

L’esistenza del sesso è un importante problema irrisolto della biologia evoluzionista; Il sesso ha un costo; Il sesso può accelerare la velocità dell’evoluzione; interferenza selettiva, Effetto Hill-Robertson. La teoria mutazionale del sesso di Kondrashov. La teoria della coevoluzione parassita-ospite del sesso di Hamilton. Ruby-in-the-rubbish effect. Muller’s ratchet. Inincrocio e fecondazione incrociata.  Il rapporto fra i sessi. 

Selezione sessuale: Competizione tra maschi: Strategie alternative: Competizione spermatica. Infanticidio. Selezione sessuale sui maschi: scelta femminile; Ronald Fisher e Selezione galoppante; Good genes e Handicap teoria di Zahavi. La teoria parassitaria di Hamilton della selezione sessuale. Selezione sessuale sulle femmine. Poliandria: accoppiamento multiplo da parte delle femmine. Selezione sessuale nelle piante da fiore. Dimorfismo sessuale negli esseri umani.

Coevoluzione:
Coevoluzione e coadattamenti; Coevoluzione tra piante ed erbivori - filogenesi speculari, e la mancanza di cofilogenesi; cambiamenti d'ospite. Coevoluzione fra angiosperme e pollinatori. mutualismo. Coevoluzione ospite-parasita. Evoluzione della virulenza dei parassiti, Ipotesi trade-off; ipotesi miope di evoluzione; ipotesi coincidente (coincidental) di evoluzione: La corsa agli armamenti coevolutiva; La coevoluzione antagonista; evoluzione progressivo e di escalation: corsa agli armamenti; l'ipotesi della Regina Rossa

Evoluzione molecolare:
La selezione naturale e la deriva casuale nell’evoluzione molecolare; La teoria neutrale “pura”; l'orologio molecolare. La teoria "quasi" neutrale dell’evoluzione molecolare.  Tasso evolutivo e vincolo funzionale; Rapporto fra mutazioni non sinonime e sinonime come una prova della selezione (rapporti dN/dS); Tendenze preferenziali nell’uso di codoni sinonimi. Prove di selezione nei genomi - effetto Hitch-hiking e Background selection, Selective sweep.

La ricostruzione della filogenesi:
Filogenesi inferite dai caratteri morfologici utilizzando le tecniche della cladistica; Le omologie e le omoplasie; Omologie ancestrali e omologie derivate; Inferenza della polarità degli stati di carattere - confronto con l’outgroup e la documentazione fossile. Le sequenze molecolari e la filogenesi; Tecniche statistiche per inferire le filogenesi dalle sequenze molecolari - distanze molecolari - principio di parsimonia - principio di massima probabilità; Orientamento degli alberi; Affidabilità della predizione filogenetica. Applicazioni della filogenesi molecolare.

Equilibrio punteggiati e stasi