Il corso è finalizzato ad approfondire i meccanismi molecolari che sono alla base del controllo dell’espressione genica nel muscolo scheletrico e la biologia molecolare del mitocondrio, in relazione all’esercizio fisico e a diverse metodologie di allenamento. Particolare attenzione verrà rivolta alle tecniche di biologia molecolare per lo studio della modificazione dell’espressione genica nel tessuto muscolare. A tale scopo sarà presa in considerazione la recente bibliografia sull'argomento

L'insegnamento affronterà i seguenti argomenti secondo l'ordine sotto indicato:

Il genoma eucariotico

-  Struttura della cromatina

-  La replicazione del DNA;

-  Telomeri: struttura, funzione e mantenimento;

-  Le mutazioni;

-  Meccanismi di riparo delle mutazioni.

Espressione genica e sua regolazione

-  Il concetto di gene;

-  Quadro generale della regolazione trascrizionale;

-  Elementi regolatori dei geni che codificano per proteine;

-  Il macchinario generale della trascrizione;

-  La trascrizione negli eucarioti;

-  Fattori di trascrizione;

-  Coattivatori e corepressori trascrizionali;

-  Importazione nucleare regolata e vie di trasduzione del segnale;

-  Processi di maturazione e modificazione dell'RNA messaggero e regolazione post-trascrizionale dei geni;

-  Cenni di epigenetica;

-  I microRNA: biogenesi e funzione.

La traduzione negli eucarioti

-  La versatilità dell'RNA;

-  Inizio, allungamento e terminazione della traduzione negli eucarioti;

-  Controllo traduzionale e post-traduzionale.

Il DNA mitocondriale

-  La struttura e replicazione del DNA mitocondriale;

-  Trascrizione e traduzione nel mitocondrio;

-  Il trasporto delle proteine mitocondriali;

-  La comunicazione tra il DNA mitocondriale ed il DNA nucleare

Tecniche di biologia molecolare utilizzate per lo studio del tessuto muscolare

-  La biopsia con ago Bergström;

-  La micro-biopsia;

-  La tecnica "Fine Needle Aspiration";

-  Utilizzo di bio-marcatori circolanti: microRNA, vescicole extra-cellulari, miochine.

Plasticità Muscolare

Adattamenti molecolari del muscolo scheletrico a diversi tipologie di esercizio fisico.

-  Adattamenti all'esercizio aerobico;

-  PGC-1 alfa: "master switch" nel determinare la composizione in fibre del tessuto muscolare scheletrico;

-  Risposte fibra specifiche del PGC-1 alfa e degli enzimi ossidativi;

-  Ruolo della proteina chinasi AMP-dipendente nell'adattamento molecolare all'esercizio aerobico;

-  Biogenesi dei mitocondri nel muscolo scheletrico;

-  Meccanismi di regolazione della sintesi e attività del GLUT-4.

-  Meccanismi molecolari alla base dell'Ipertrofia, IGF1-AKT-mTOR signaling e controllo della crescita muscolare;

-  Atrofia muscolare: IGF1-AKT-FoxO signaling;

-  Miostatine e turnover cellulare;

-  Ruolo delle cellule satellite

Basi genetiche della prestazione sportiva

Doping genetico

Non sono previste propedeuticità

- Lo studente dovrà mostrare il possesso della padronanza delle conoscenze di base relative ai processi fondamentali della biologia molecolare, e sulle modificazioni dell'espressione genica del muscolo scheletrico indotte da diversi tipi di esercizio fisico.

- Lo studente dovrà mostrare la comprensione dei meccanismi molecolari associati alla plasticità del muscolo scheletrico in risposta ad esercizio ed essere in grado di analizzare questi adattamenti in relazione ad un programma di allenamento individuando eventuali criticità e punti di forza.

- Lo studente dovrà mostrare il possesso della capacità di usare conoscenze e concetti che consentano di strutturare un programma di allenamento fisico personalizzato al fine di raggiungere gli obbiettivi specifici preposti. Dovrà essere in grado, in particolare, di ideare/prescrivere programmi di esercizio fisico finalizzati all’incremento della capacità aerobica, forza e/o ipertrofia muscolare.

Il materiale didattico predisposto dalla/dal docente in aggiunta ai testi consigliati (come ad esempio diapositive, dispense, esercizi, bibliografia) e le comunicazioni della/del docente specifiche per l'insegnamento sono reperibili all'interno della piattaforma Moodle › blended.uniurb.it

Non sono previste attività di supporto della didattica

Modalità didattiche

Lezioni frontali

Obblighi

Non è previsto l'obbligo di fequenza

Testi di studio

Il programma del corso si sviluppa principalmente in due parti: la prima parte in cui si tratta la Biologia Molecolare di base, e la seconda Parte specifica sull'esercizio fisico.

Per quel che concerne la prima parte è possibile utilizzare uno tra i seguenti libri approfondendo solo la parte riportata nel programma

-  Lizabeth A. Allison "FONDAMENTI DI BIOLOGIA MOLECOLARE". Zanichelli

Nancy L. Craig, Orna Cohen-Fix, Rachel Green, Carol W. Greider, Gisela Storz, Cynthia Wolberger "BIOLOGIA MOLECOLARE – Principi di funzionamento del genoma" . Pearson (da pag. a pag.);

-  Francesco Amaldi, Piero Benedetti, Graziano Pesole, Paolo Plevani «BIOLOGIA MOLECOLARE». Casa Editrice Ambrosiana (da pag. a pag.);

-  Benjamin Lewin, Jocelyn E. Krebs, Elliott S. Goldstein, Stephen T. Kilpatrick «Il gene X». Zanichelli. (da pag. a pag.).

Per la seconda parte, relativa all'esercizio fisico, è possibile consultare i seguenti testi:

 -  Henning Wackerhage “Molecular Exercise Physiology. An introduction”. Routledge; Taylor & Francis Group;

-  Neil Spurway and Henning Wackerhage “Genetics and molecular biology of muscle adaptation”. Churchill Livingstone Elsevier.

Inoltre diapositive e appunti delle lezioni sono disponibili nella piattaforma moodle.

Modalità di
accertamento

I risultati di apprendimento attesi verranno valutati attraverso un colloquio orale in cui si terrà conto della: conoscenza e capacità di comprensione (6, eccellente, 5, buono, 4 sufficiente, 3 insufficiente);  la conscenza e la capacità di comprensione applicata  (6, eccellente, 5, buono, 4 sufficiente, 3 insufficiente); autonomia di giudizio (6, eccellente, 5, buono, 4 sufficiente, 3 insufficiente); abiltà comunicativa (6, eccellente, 5, buono, 4 sufficiente, 3 insufficiente); capacità di apprendere (6, eccellente, 5, buono, 4 sufficiente, 3 insufficiente).

Il voto della prova orale è espresso in trentesimi.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.

Modalità didattiche

Gli studenti non frequentanti sono invitati a consultare il materiale didattico caricato su Moodle (slide discusse a lezione, esempi di ricerche educative, tipologie di strumenti di rilevazione, ecc) attraverso il quale sarà possibile approfondire maggiormente lo studio dei volumi indicati nella sezione “Testi di studio”.

Obblighi

Non è previsto l'obbligo di fequenza

Testi di studio

Il programma del corso si sviluppa principalmente in due parti: la prima parte in cui si tratta la Biologia Molecolare di base, e la seconda Parte specifica sull'esercizio fisico.

Per quel che concerne la prima parte è possibile utilizzare uno tra i seguenti libri approfondendo solo la parte riportata nel programma

-  Lizabeth A. Allison "FONDAMENTI DI BIOLOGIA MOLECOLARE". Zanichelli

Nancy L. Craig, Orna Cohen-Fix, Rachel Green, Carol W. Greider, Gisela Storz, Cynthia Wolberger "BIOLOGIA MOLECOLARE – Principi di funzionamento del genoma" . Pearson (da pag. a pag.);

-  Francesco Amaldi, Piero Benedetti, Graziano Pesole, Paolo Plevani «BIOLOGIA MOLECOLARE». Casa Editrice Ambrosiana (da pag. a pag.);

-  Benjamin Lewin, Jocelyn E. Krebs, Elliott S. Goldstein, Stephen T. Kilpatrick «Il gene X». Zanichelli. (da pag. a pag.).

Per la seconda parte, relativa all'esercizio fisico, è possibile consultare i seguenti testi:

 -  Henning Wackerhage “Molecular Exercise Physiology. An introduction”. Routledge; Taylor & Francis Group;

-  Neil Spurway and Henning Wackerhage “Genetics and molecular biology of muscle adaptation”. Churchill Livingstone Elsevier.

Inoltre diapositive e appunti delle lezioni sono disponibili nella piattaforma moodle.

Modalità di
accertamento

I risultati di apprendimento attesi verranno valutati attraverso un colloquio orale in cui si terrà conto della: conoscenza e capacità di comprensione (6, eccellente, 5, buono, 4 sufficiente, 3 insufficiente);  la conscenza e la capacità di comprensione applicata  (6, eccellente, 5, buono, 4 sufficiente, 3 insufficiente); autonomia di giudizio (6, eccellente, 5, buono, 4 sufficiente, 3 insufficiente); abiltà comunicativa (6, eccellente, 5, buono, 4 sufficiente, 3 insufficiente); capacità di apprendere (6, eccellente, 5, buono, 4 sufficiente, 3 insufficiente).

Il voto della prova orale è espresso in trentesimi.

Disabilità e DSA

Le studentesse e gli studenti che hanno registrato la certificazione di disabilità o la certificazione di DSA presso l'Ufficio Inclusione e diritto allo studio, possono chiedere di utilizzare le mappe concettuali (per parole chiave) durante la prova di esame.

A tal fine, è necessario inviare le mappe, due settimane prima dell’appello di esame, alla o al docente del corso, che ne verificherà la coerenza con le indicazioni delle linee guida di ateneo e potrà chiederne la modifica.