Le macromolecole di interesse biologico: Cenni introduttivi su struttura e funzione di lipidi, proteine e acidi nucleici.
- Il dogma centrale della biologia: dal DNA, all'RNA, alle proteine. Introduzione: il concetto di gene; Esperimenti di Griffith, Avery&McLeod; replicazione del DNA; trascrizione, traduzione. Regolazione dell’espressione genica: l’operone lac.
- L’evoluzione dei viventi: Introduzione al concetto darwiniano di evoluzione per selezione naturale.
- Struttura e funzione delle cell microbiche: morfologie cellulari; rapporto superficie/volume; membrana: organizzazione generale e funzioni principali; parete batterica: gram+ e gram-; il peptidoglicano, struttura e organizzazione; Parete degli Archaea: la pseudomureina e lo strato S; l’eccezione dei micoplasmi; la capsula: natura e funzione; Le spore batteriche: struttura, funzione e significato biologico, ciclo di sporulazione/germinazione; due esempi di batteri sporigeni patogeni per l’uomo: Clostridium tetani e C. botulinum; appendici extracellulari: pili, fimbrie, flagelli; struttura, organizzazione e funzione del flagello nei Bacteria e negli Archaea.
- Il genoma procariotico: struttura e organizzazione del cromosoma batterico; le proteine strutturali del cromosoma; lo stato topologico del DNA; elementi genetici extracromosomali: plasmidi, trasposoni, integroni, sequenze di inserzione;
- Divisione cellulare e crescita microbica. La scissione binaria; il divisoma e le proteine Fts, Min, MreB; la sintesi del peptidoglicano e il bactoprenolo; crescita delle popolazioni microbiche; curva di crescita batterica in un sistema chiuso; la crescita continua in un sistema aperto (chemostato); misurazione della crescita microbica: torbidità e conta vitale; le diluizioni.
- Controllo della crescita microbica: metodi fisici (calore secco e umido; pastorizzazione; irradiazione; filtrazione); metodi chimici (agenti batteriostatici e battericidi; sterilizzanti, disinfettanti, sanitizzanti, antisettici)
- I virus, struttura e funzione. Classificazione; ciclo replicativo generale; modalità di espressione genica e replicazione del genoma; I batteriofagi: struttura, distribuzione e cicli vitali (fagi virulenti e fagi temperati: ciclo litico e lisogenico) ; diversità ed evoluzione virale; i virus degli archaea: cenni; il ciclo vitale dei retrovirus; gli agenti infettivi subvirali: viroidi e prioni.
- Sistematica microbica: tassonomia e filogenesi molecolare. L’uso del rRNA per la costruzione dell’albero a 3 domini. Metodi di classificazione tramite seqeunziamento; la PCR: meccanismo e applicazioni; allineamento di sequenze.
- Gli eucarioti unicellulari: l’origine endosimbiotica delle cellule eucariotiche; cenni sulla classificazione dei protisti: diplomonadi, parabasalidi, cinetoplastidi, euglenozoi, alveolati: il ciclo vitale di Plasmodium falciparum; stramenopili, amebozoi.
- I microorganismi nell’ambiente: Ambienti e microambienti; ricchezza e abbondanza di specie; la crescita microbica nell’ambiente; i biofilms: struttura, formazione, dispersione, funzioni, vantaggi ecologici, conseguenze e controllo dei biofilms.
- Ambienti terrestri e acquatici (acque dolci e marine)
- Biorisanamento: metalli pesanti, uranio, idrocarburi.
- Microbiologia delle acque reflue: i coliformi; test filtro a membrana; trattamento acque reflue: la BOD, trattamento primario, secondario (anaerobio, aerobio; filtro drenante; fanghi attivi), terziario; depurazione acque potabili: sedimentazione, coagulazione, filtrazione, disinfezione.
- Genetica batterica: principi generali. Il trasferimento genico laterale; la ricombinazione; trasformazione, trasduzione (generalizzata e specializzata), coniugazione. Ceppi Hfr.
