Obiettivi formativi
Al termine del corso lo studente:
1. attraverso la comprensione dei principi di base delle scienze biologiche e del pensiero scientifico, arrivera’ a conoscere e ad applicare la logica scientifica e l’approccio evoluzionistico ai fenomeni biologici nei diversi livelli di organizzazione del fenomeno vita (molecolare, cellulare e organico), a comprendere la relazione tra struttura e funzione degli organismi e il concetto delle proprietà emergenti.
2. acquisirà conoscenze di genetica molecolare e formale, di analisi di alberi genealogici e di consultazione di librerie genetiche on line, che gli consentiranno di applicare le analisi dei pattern di ereditarietà alle malattie umane e di comprendere la complessa interazione tra geni e ambiente.
3. Attraverso la comprensione delle dinamiche dell’evoluzione e della filogenesi umana, lo studente sarà in grado di comprendere come anche nell’uomo, in quanto animale, valgono gli stessi principi comuni a tutti gli altri esseri viventi e che la ricerca biologica (in tutti i livelli di organizzazione del fenomeno vita) è il fondamento della conoscenza scientifica applicata in campo medico
4. svilupperà capacità critica e autonomia di giudizio rispetto alla descrizione, analisi ed interpretazione di dati biologici e sperimentali e alle loro applicazioni nella ricerca e nella pratica clinica, tramite l’analisi di esperimenti rilevanti nelle scienze biologiche.
5. sarà in grado di apprendere il significato, le tecniche e le metodiche del metodo scientifico sperimentale e le sue applicazioni in campo medico e di comunicare l’analisi di una problematica biologica in modo chiaro, sintetico e con un linguaggio scientifico appropriato.
Prerequisiti
Conoscenze di base di fisica e chimica
Contenuti dell'insegnamento
Il corso di biologia applicata si prefigge di spiegare agli studenti del primo anno di Medicina e Chirurgia in cosa consista la scienza e come si applichi agli organismi viventi, dalla cellula agli organismi complessi.
La prima parte del corso si focalizza sui concetti generali alla base delle scienze biologiche, sulla teoria dell’evoluzione quale teoria unificante e di riferimento, sull’origine della vita sulla Terra, la biologia e riproduzione della cellula, la riproduzione sessuale, la gametogenesi.
La seconda parte del corso fornisce le basi della genetica generale, dagli esperimenti di Mendel e Morgan fino alla genetica umana, alla struttura ed espressione del gene e alla regolazione genica. Analizzeremo il complesso rapporto tra genotipo e fenotipo e le sue implicazioni nella ricerca e pratica medica.
La terza parte del corso tratta in dettaglio i processi dell’evoluzione, la sintesi moderna, la micro- e la macroevoluzione, il concetto di specie e l’evoluzione dei vertebrati fino agli ominidi e alla comparsa della specie Homo sapiens, la biologia del comportamento. Discuteremo infine le implicazioni della teoria evolutiva per la medicina, la cosiddetta “medicina darwiniana”.
Programma esteso
1. La biologia come scienza: metodi e concetti. Unità e diversità dei viventi, proprietà emergenti, relazione tra struttura e funzione, cause prossime e cause ultime. Il metodo scientifico. Il principio unificante della Biologia: la teoria dell’evoluzione. Selezione naturale e Selezione sessuale. Importanza della teoria dell’evoluzione per il medico: 3 esempi.
2. La chimica della vita: l’acqua e le macromolecole. Energia e metabolismo. Origine ed evoluzione della vita sulla Terra. Biologia della cellula. Procarioti ed Eucarioti.
3. Struttura e funzione della cellula eucariotica. La membrana cellulare. Ciclo e riproduzione cellulare (scissione procariotica e mitosi).
4. Riproduzione sessuale. La meiosi e i cicli sessuati. Oogenesi, Spermatogenesi e Regolazione ormonale dell’attività riproduttiva nei mammiferi. Evoluzione, conseguenze e significato adattativo della riproduzione sessuale. Sviluppo ed Evoluzione delle differenze sessuali. Medicina di Genere.
5. Genetica generale. Gli esperimenti di Mendel e l'idea di gene. Gli esperimenti di Morgan e le basi cromosomiche dell’eredità. Cromosomi sessuali, determinazione del sesso e caratteri legati al sesso. Estensioni della genetica mendeliana ed eredità poligenica. Genetica umana e analisi di pedegree. Interazione geni-ambiente e malattie multifattoriali.
6. Le basi molecolari dell’eredità. La scoperta del DNA come materiale genetico. Il modello di Watson e Crick. Struttura e replicazione del DNA. Dal gene alla proteina: sintesi proteica e codice genetico. Mutazioni geniche. Teoria dell’operone e Regolazione dell'espressione genica negli eucarioti. Relazioni tra Genoma, Trascrittoma e Proteoma.
7. I meccanismi dell’evoluzione. La teoria di Darwin e La sintesi moderna. Il teorema di Hardy-Weinberg e le cause di Microevoluzione. Il concetto di specie e la speciazione. Macroevoluzione. Evoluzione e Filogenesi dei Vertebrati. Classificazione e Tassonomia. Caratteri generali delle Classi e tendenze evolutive.
8. I Mammiferi, i Primati e l’evoluzione degli Ominidi. Le Australopitecine e Il genere Homo: H. habilis, H. erectus e la comparsa di H. sapiens moderno. Evoluzione del cervello e del linguaggio.
9. Cenni di biologia del comportamento: Istinto e apprendimento; geni e comportamento; Imprinting e attaccamento ed epigenetica. Ossitocina e legame sociale.
10. La prospettiva evolutiva in medicina: la “Medicina Darwiniana”.
Bibliografia
AA.VV. Campbell Biologia e Genetica. Pearson; 2022
oppure
Solomon et al. Fondamenti di Biologia. EDISES (2021)
Letture:
-Nesse RM, Williams G. Perchè ci ammaliamo. Einaudi.
- Matt Ridley. GENOMA. Instar
Metodi didattici
Il corso sarà svolto tramite lezioni frontali in presenza (in aula) o, in caso di necessità, in telepresenza (in sincrono-streaming) mediante il supporto della piattaforma Teams. In ogni caso verrà assicurata la possibilità di interagire in tempo reale con il Docente sia in presenza che a distanza.
Le lezioni si svolgeranno con ausilio di sussidi didattici (presentazioni delle lezioni, video, articoli) che saranno messe a disposizione degli studenti sulla piattaforma Elly
Modalità verifica apprendimento
Esame scritto composto da circa 60 domande (Vero-Falso, scelta multipla, risposta breve e domande aperte) sui contenuti del corso (testi di riferimento, documenti caricati in Elly durante lo svolgimento del corso). Non è prevista penalità per le risposte non corrette. Il voto finale corrisponderà alla media aritmetica delle valutazioni ottenute nella prova scritta.
Gli Studenti con DSA/BSE devono preventivamente contattare Le Eli-che: supporto per studenti con disabilità, D.S.A., B.E.S. (https://sea.unipr.it/it/servizi/le-eli-che-supporto-studenti-con-disabilita-dsa-bes)
Altre informazioni
Tutte le informazioni sul corso sono reperibili su Elly -https://elly2023.medicina.unipr.it/
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Il concetto One Health collega la salute umana alla salute dell'ambiente e degli animali: L' Obiettivo 3, benessere e salute, è quindi strettamente collegato agli obiettivi 13, 14 e 15 (ambiente acquatico, terrestre, e clima), 6 e 7 e 11 (energia pulita e consumo responsabile). Gli obiettivi 1, 4, 5 e 10 (lotta alla povertà, istruzione di qualità, no disuguaglianza, inclusione e parità di genere) sono fondamentali valori della nostra università.
