Il corso si propone di fornire agli studenti le conoscenze di base sui processi fondamentali della biologia molecolare e sulla loro regolazione indispensabili per comprendere le cause delle patologie genetiche e di quelle collegate alla sedentarietà. Particolare attenzione verrà data alla biologia molecolare del mitocondrio, alle modificazioni dell'espressione genica che si verificano nelle patologie metaboliche, ed all'effetto dell'esercizio fisico sulle stesse. 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

La tecnologia del DNA ricombinante e gli strumenti per l'analisi dell'espressione genica. Cenni alle varie tecniche ed alle loro potenzialità

Modificazioni dell'espressione genica del muscolo scheletrico nelle malattie metaboliche ed in particolare nel soggetto.

Effetti benefici dell'esercizio aerobico nella prevenzione e trattamento delle patologie metaboliche

-  Ruolo del “master regulator” PGC-1 alfa nella regolazione del metabolismo ossidativo;

-  La proteina chinasi AMP-dipendente come sensore energetico;

-  Biogenesi mitocondriale nel muscolo scheletrico;

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

-  Meccanismi molecolari alla base dell’ipertrofia e dell’atrofia muscolare;

-  Ruolo delle cellule satellite nel mantenimento dell’omeostasi muscolare;

-  Modulazione dell'espressione genica nel muscolo scheletrico nell'immobilità;

-  Basi molecolari delle malattie metaboliche e dell'invecchiamento;

-  Sarcopenia;

-  Prevenzione del Diabete di tipo 2 attraverso l’esercizio fisico

Non sono previste propedeuticità

- Lo studente dovrà mostrare il possesso della padronanza delle conoscenze di base relative ai processi fondamentali della biologia molecolare degli eucarioti, alle modificazioni dell'espressione genica indotte dall'immobilità e alle patologie croniche, e ai benefici che l'esercizio fisico può apportare in termini di prevenzione e terapia di tali patologie.

- Lo studente dovrà mostrare la comprensione dei meccanismi molecolari associati alle patologie croniche nonché ai benefici che l'esercizio fisico può apportare in termini di prevenzione e terapia di tali patologie; dovrà inoltre essere in grado di analizzare le condizioni del soggetto in esame e, in relazione a queste, suggerire un programma di allenamento personalizzato al fine di prevenire e/o curare la condizione patologica al fine del miglioramento della qualità della vita.

- Lo studente dovrà mostrare il possesso della capacità di usare conoscenze e concetti che consentano di strutturare l’esercizio 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, ipertrofia muscolare, e/o controllo glicemico.

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 sulla biologia molecolare associata alle patologie metaboliche e agli effetti positivi dell’esercizio nella prevenzione e trattamento di tali patologie.

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: 

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

-  Articoli scientifici sull’argomento (disponibili nella piattaforma moodle).

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

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 sulla biologia molecolare associata alle patologie metaboliche e agli effetti positivi dell’esercizio nella prevenzione e trattamento di tali patologie. 

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: 

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

-  Articoli scientifici sull’argomento (disponibili nella piattaforma moodle). 

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.