Microbiologia generale
A.A. 2024/2025
Obiettivi formativi
Il corso si propone di illustrare la struttura e le funzioni delle cellule procariote e i meccanismi che stanno alla base della variabilità genetica e dell'adattamento all'ambiente nei microrganismi. Il laboratorio permetterà di acquisire tecniche microbiologiche di base e di verificare alcuni concetti fondamentali di fisiologia microbica.
Risultati apprendimento attesi
Alla fine del corso, lo studente conoscerà:
- struttura e fisiologia delle cellule procariote
- meccanismi di trasmissione e regolazione dei geni batterici
- modalità di crescita di procarioti e strumenti per controllare e misurare la crescita
- principali antibiotici e loro meccanismo d'azione
- natura e strategie replicative di virus e batteriofagi
Inoltre, anche grazie alla frequenza del laboratorio, lo studente sarà in grado di :
- allestire colture pure di batteri e analizzarne la crescita
- riconoscere, descrivere e distinguere batteri Gram positivi e Gram negativi
- riconoscere e descrivere una spora batterica.
- struttura e fisiologia delle cellule procariote
- meccanismi di trasmissione e regolazione dei geni batterici
- modalità di crescita di procarioti e strumenti per controllare e misurare la crescita
- principali antibiotici e loro meccanismo d'azione
- natura e strategie replicative di virus e batteriofagi
Inoltre, anche grazie alla frequenza del laboratorio, lo studente sarà in grado di :
- allestire colture pure di batteri e analizzarne la crescita
- riconoscere, descrivere e distinguere batteri Gram positivi e Gram negativi
- riconoscere e descrivere una spora batterica.
Periodo: Secondo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.
Programma e organizzazione didattica
A - L
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Programma
Cenni storici sulla nascita della Microbiologia.
Struttura e funzioni delle cellule microbiche. Biofilm
Confronto fra le cellule di Eucarioti, Batteri, Archei.
Caratteristiche morfologiche dei principali gruppi microbici.
Capsula. Parete cellulare.
Membrana citoplasmatica. Pili e flagelli.
Il nucleoide. Struttura e organizzazione del cromosoma.
Citoplasma. Inclusi citoplasmatici.
Endospore.
Crescita e controllo della crescita microbica.
(vedi anche Laboratorio).
Terreni e condizioni di crescita. Colture pure. Inibizione della crescita. Antibiotici: struttura e meccanismo di azione, minima concentrazione inibente, meccanismi di resistenza.
Metabolismo: caratteristiche metaboliche, fisiologiche e ecologiche dei principali gruppi batterici.
Metabolismo centrale e reazioni biosintetiche.
Metabolismo energetico: Fermentazione, respirazione aerobia e anaerobia, chemiolitotrofia, fototrofia.
Assimilazione di C: Autotrofi e eterotrofi. Assimilazione di N. Assimilazione di S e P.
Regolazione dell'espressione genica
Regolazione delle vie biosintetiche a livello di attività enzimatica. Enzimi allosterici
Strategie e livelli di regolazione.
Regolazione positiva e negativa dell'inizio di trascrizione.
Regolazione a livello di terminazione della trascrizione. Attenuazione (operone triptofano).
Reti regolative. Repressione da catabolita.
Ribosomi e polisomi.
Risposta stringente. "Alarmons".
Struttura genomica e controllo della replicazione.
Divisione binaria e altre strategie di divisione.
Esempi di differenziamento.
Genetica dei microrganismi
Mutazione. Selezione e vaglio di mutanti.
Meccanismi di trasferimento di informazione genetica nei batteri. Trasformazione. Plasmidi. Proprietà generali. Replicazione e ripartizione. Coniugazione.
Virus batterici (batteriofagi): ciclo litico; ciclo lisogeno; controllo della lisogenia; trasduzione generalizzata e specializzata. Implicazioni evolutive. Terapia fagica. Sistemi anti-fago.
Generalità sui virus animali e vegetali: struttura, principali meccanismi di infezione e di propagazione.
Elementi trasponibili: struttura e caratteristiche; meccanismi di trasposizione.
Interazione tra procarioti e altri organismi. Cenni su microbiota e viroma.
LABORATORIO
Il laboratorio è parte integrale e obbligatoria del corso.
I metodi della microbiologia.
Metodi di sterilizzazione. Colture pure.
Terreni di crescita; influenza di richieste nutrizionali, temperatura, pH, ossigeno, luce.
Crescita, arricchimento e selezione di microrganismi.
Microscopia. Tecniche di colorazione
Struttura e funzioni delle cellule microbiche. Biofilm
Confronto fra le cellule di Eucarioti, Batteri, Archei.
Caratteristiche morfologiche dei principali gruppi microbici.
Capsula. Parete cellulare.
Membrana citoplasmatica. Pili e flagelli.
Il nucleoide. Struttura e organizzazione del cromosoma.
Citoplasma. Inclusi citoplasmatici.
Endospore.
Crescita e controllo della crescita microbica.
(vedi anche Laboratorio).
Terreni e condizioni di crescita. Colture pure. Inibizione della crescita. Antibiotici: struttura e meccanismo di azione, minima concentrazione inibente, meccanismi di resistenza.
Metabolismo: caratteristiche metaboliche, fisiologiche e ecologiche dei principali gruppi batterici.
Metabolismo centrale e reazioni biosintetiche.
Metabolismo energetico: Fermentazione, respirazione aerobia e anaerobia, chemiolitotrofia, fototrofia.
Assimilazione di C: Autotrofi e eterotrofi. Assimilazione di N. Assimilazione di S e P.
Regolazione dell'espressione genica
Regolazione delle vie biosintetiche a livello di attività enzimatica. Enzimi allosterici
Strategie e livelli di regolazione.
Regolazione positiva e negativa dell'inizio di trascrizione.
Regolazione a livello di terminazione della trascrizione. Attenuazione (operone triptofano).
Reti regolative. Repressione da catabolita.
Ribosomi e polisomi.
Risposta stringente. "Alarmons".
Struttura genomica e controllo della replicazione.
Divisione binaria e altre strategie di divisione.
Esempi di differenziamento.
Genetica dei microrganismi
Mutazione. Selezione e vaglio di mutanti.
Meccanismi di trasferimento di informazione genetica nei batteri. Trasformazione. Plasmidi. Proprietà generali. Replicazione e ripartizione. Coniugazione.
Virus batterici (batteriofagi): ciclo litico; ciclo lisogeno; controllo della lisogenia; trasduzione generalizzata e specializzata. Implicazioni evolutive. Terapia fagica. Sistemi anti-fago.
Generalità sui virus animali e vegetali: struttura, principali meccanismi di infezione e di propagazione.
Elementi trasponibili: struttura e caratteristiche; meccanismi di trasposizione.
Interazione tra procarioti e altri organismi. Cenni su microbiota e viroma.
LABORATORIO
Il laboratorio è parte integrale e obbligatoria del corso.
I metodi della microbiologia.
Metodi di sterilizzazione. Colture pure.
Terreni di crescita; influenza di richieste nutrizionali, temperatura, pH, ossigeno, luce.
Crescita, arricchimento e selezione di microrganismi.
Microscopia. Tecniche di colorazione
Prerequisiti
Lo studente deve possedere concetti base di Chimica organica, Chimica biologica, Genetica, Biologia molecolare.
Metodi didattici
Modalità di erogazione del corso basata su lezioni frontali interattive supportate da materiale proiettato.
Lo studente sarà coinvolto a partecipare attivamente alla discussione. Il laboratorio prevede l'esecuzione di esperimenti di microbiologia a supporto dei concetti teorici illustrati nelle lezioni frontali in tre pomeriggi con frequenza obbligatoria e la compilazione di una breve relazione delle attività svolte (obbligatoria per sostenere l'esame).
Lo studente sarà coinvolto a partecipare attivamente alla discussione. Il laboratorio prevede l'esecuzione di esperimenti di microbiologia a supporto dei concetti teorici illustrati nelle lezioni frontali in tre pomeriggi con frequenza obbligatoria e la compilazione di una breve relazione delle attività svolte (obbligatoria per sostenere l'esame).
Materiale di riferimento
Dehò, G., Galli, E. Biologia dei microrganismi. Terza edizione, Casa Editrice Ambrosiana.
Le presentazioni mostrate a lezione saranno disponibili sul sito MyAriel del docente
Le presentazioni mostrate a lezione saranno disponibili sul sito MyAriel del docente
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
La verifica della preparazione degli studenti relativamente agli argomenti trattati durante le lezioni consisterà in una prova scritta strutturata in 3 parti: 30 domande a risposta multipla (18 punti max); disegno e analisi di una curva di crescita (4 punti max); riconoscimento di immagini di molecole/strutture di interesse microbiologico presentate durante il corso (9 punti max, di cui 1 punto per una domanda concernente il contenuto delle esercitazioni). La durata complessiva della prova è 90 minuti, di cui 30 minuti per le domande a risposta multipla.
L'esame è superato rispondendo correttamente ad almeno 20 domande a risposta multipla e raggiungendo una valutazione complessiva uguale o superiore a 18/30. La lode sarà attribuita a chi totalizzerà 31/30. Per chi, secondo le disposizioni vigenti, avesse diritto a sostenere l'esame da remoto, l'esame sarà interamente orale.
L'esame è superato rispondendo correttamente ad almeno 20 domande a risposta multipla e raggiungendo una valutazione complessiva uguale o superiore a 18/30. La lode sarà attribuita a chi totalizzerà 31/30. Per chi, secondo le disposizioni vigenti, avesse diritto a sostenere l'esame da remoto, l'esame sarà interamente orale.
BIO/19 - MICROBIOLOGIA - CFU: 9
Esercitazioni: 16 ore
Lezioni: 64 ore
Lezioni: 64 ore
Docenti:
Briani Federica, Landini Paolo
M - Z
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Programma
Struttura e funzioni delle cellule microbiche
Confronto fra le cellule di Eucarioti, Batteri, Archei.
Caratteristiche morfologiche dei principali gruppi microbici.
Capsula. Parete cellulare.
Membrana citoplasmatica. Pili e flagelli.
Il nucleoide. Struttura e organizzazione del cromosoma.
Citoplasma. Ribosomi e polisomi. Inclusi citoplasmatici.
Endospore.
Crescita e controllo della crescita microbica.
(vedi anche Laboratorio).
Terreni e condizioni di crescita. Colture pure. Inibizione della crescita. Antibiotici: struttura e meccanismo di azione, minima concentrazione inibente, meccanismi di resistenza.
Metabolismo: caratteristiche metaboliche, fisiologiche e ecologiche dei principali gruppi batterici.
Metabolismo centrale e reazioni biosintetiche.
Metabolismo energetico: Fermentazione, respirazione aerobia e anaerobia, chemiolitotrofia, fototrofia.
Assimilazione di C: Autotrofi e eterotrofi. Assimilazione di N. Fissazione dell'azoto. Assimilazione di S e P.
Regolazione delle vie biosintetiche a livello di attività enzimatica. Enzimi allosterici
Genetica dei microrganismi
Mutazione. Selezione e vaglio di mutanti.
Meccanismi di trasferimento di informazione genetica nei batteri. Trasformazione. Plasmidi. Proprietà generali. Replicazione e ripartizione. Coniugazione.
Virus batterici (batteriofagi): ciclo litico; ciclo lisogeno; controllo della lisogenia; trasduzione generalizzata e specializzata. Ricombinazione. Implicazioni evolutive.
Generalità sui virus animali e vegetali: struttura, principali meccanismi di infezione e di propagazione.
Elementi trasponibili: struttura e caratteristiche; meccanismi di trasposizione.
Regolazione dell'espressione genica
Strategie e livelli di regolazione.
Regolazione positiva e negativa dell'inizio di trascrizione.
Regolazione a livello di terminazione della trascrizione. Attenuazione (operone triptofano).
Struttura genomica (topologia del DNA; riarrangiamenti genomici).
Reti regolative. Repressione da catabolita. Risposta stringente. "Alarmons".
Interazione tra procarioti e altri organismi
Interazioni tra batteri: i processi cooperativi. Il Quorum Sensing. Le associazioni microbiche: il biofilm.
Cenni su interazioni microrganismo-ospite eucariote: interazioni batteriche con gli organismi animali; interazioni benefiche e dannose dei batteri con gli organismi vegetali
LABORATORIO
Il laboratorio è parte integrale e obbligatoria del corso.
I metodi della microbiologia.
Metodi di sterilizzazione. Colture pure.
Terreni di crescita; influenza di richieste nutrizionali, temperatura, pH, ossigeno, luce.
Crescita, arricchimento e selezione di microrganismi.
Saggio di attività β-galattosidasica.
Microscopia. Tecniche di colorazione.
Confronto fra le cellule di Eucarioti, Batteri, Archei.
Caratteristiche morfologiche dei principali gruppi microbici.
Capsula. Parete cellulare.
Membrana citoplasmatica. Pili e flagelli.
Il nucleoide. Struttura e organizzazione del cromosoma.
Citoplasma. Ribosomi e polisomi. Inclusi citoplasmatici.
Endospore.
Crescita e controllo della crescita microbica.
(vedi anche Laboratorio).
Terreni e condizioni di crescita. Colture pure. Inibizione della crescita. Antibiotici: struttura e meccanismo di azione, minima concentrazione inibente, meccanismi di resistenza.
Metabolismo: caratteristiche metaboliche, fisiologiche e ecologiche dei principali gruppi batterici.
Metabolismo centrale e reazioni biosintetiche.
Metabolismo energetico: Fermentazione, respirazione aerobia e anaerobia, chemiolitotrofia, fototrofia.
Assimilazione di C: Autotrofi e eterotrofi. Assimilazione di N. Fissazione dell'azoto. Assimilazione di S e P.
Regolazione delle vie biosintetiche a livello di attività enzimatica. Enzimi allosterici
Genetica dei microrganismi
Mutazione. Selezione e vaglio di mutanti.
Meccanismi di trasferimento di informazione genetica nei batteri. Trasformazione. Plasmidi. Proprietà generali. Replicazione e ripartizione. Coniugazione.
Virus batterici (batteriofagi): ciclo litico; ciclo lisogeno; controllo della lisogenia; trasduzione generalizzata e specializzata. Ricombinazione. Implicazioni evolutive.
Generalità sui virus animali e vegetali: struttura, principali meccanismi di infezione e di propagazione.
Elementi trasponibili: struttura e caratteristiche; meccanismi di trasposizione.
Regolazione dell'espressione genica
Strategie e livelli di regolazione.
Regolazione positiva e negativa dell'inizio di trascrizione.
Regolazione a livello di terminazione della trascrizione. Attenuazione (operone triptofano).
Struttura genomica (topologia del DNA; riarrangiamenti genomici).
Reti regolative. Repressione da catabolita. Risposta stringente. "Alarmons".
Interazione tra procarioti e altri organismi
Interazioni tra batteri: i processi cooperativi. Il Quorum Sensing. Le associazioni microbiche: il biofilm.
Cenni su interazioni microrganismo-ospite eucariote: interazioni batteriche con gli organismi animali; interazioni benefiche e dannose dei batteri con gli organismi vegetali
LABORATORIO
Il laboratorio è parte integrale e obbligatoria del corso.
I metodi della microbiologia.
Metodi di sterilizzazione. Colture pure.
Terreni di crescita; influenza di richieste nutrizionali, temperatura, pH, ossigeno, luce.
Crescita, arricchimento e selezione di microrganismi.
Saggio di attività β-galattosidasica.
Microscopia. Tecniche di colorazione.
Prerequisiti
Lo studente deve possedere concetti base di Chimica organica, Chimica biologica, Genetica, Biologia molecolare.
Metodi didattici
Modalità di erogazione del corso basata su lezioni frontali interattive supportate da materiale proiettato.
Lo studente sarà coinvolto a partecipare attivamente alla discussione. Il laboratorio prevede l'esecuzione di esperimenti di microbiologia a supporto dei concetti teorici illustrati nelle lezioni frontali.
Modalità di frequenza:
Fortemente consigliata per le lezioni frontali.
Obbligatoria con verifica della presenza per il laboratorio.
Lo studente sarà coinvolto a partecipare attivamente alla discussione. Il laboratorio prevede l'esecuzione di esperimenti di microbiologia a supporto dei concetti teorici illustrati nelle lezioni frontali.
Modalità di frequenza:
Fortemente consigliata per le lezioni frontali.
Obbligatoria con verifica della presenza per il laboratorio.
Materiale di riferimento
Dehò, G., Galli, E. Biologia dei microrganismi. Terza edizione, Casa Editrice Ambrosiana.
Le presentazioni mostrate a lezione saranno disponibili sul sito myARIEL del docente.
Le presentazioni mostrate a lezione saranno disponibili sul sito myARIEL del docente.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
La verifica della preparazione degli studenti consiste in una prova scritta strutturata in una parte con 30 domande a risposta multipla e 3-4 domande a risposta aperta che peseranno rispettivamente 1/3 e 2/3 ai fini della valutazione complessiva dell'esame. L'esame sarà superato rispondendo correttamente ad almeno 20 domande a risposta multipla e raggiungendo una valutazione complessiva di ≥18/30.
BIO/19 - MICROBIOLOGIA - CFU: 9
Esercitazioni: 16 ore
Lezioni: 64 ore
Lezioni: 64 ore
Docenti:
Bertoni Giovanni, Paroni Moira
Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
dal lunedì al venerdì ore 9-18, su appuntamento
on-line attraverso la piattaforma Teams
Ricevimento:
mercoledì 15:30-16:30 previo appuntamento richiesto per e-mail
DBS, via Celoria 26, IV piano, torre C
Ricevimento:
Su appuntamento per e-mail
Edifici biologici, Via Celoria 26, 4° piano torre B
Ricevimento:
10.00-12.00 (previo appuntamento via email)
Dipartimento di Bioscienze (edifici biologici) Torre B -1 piano