Il corso mira a fornire agli studenti una preparazione quantitativa e concettuale sui principali processi biofisici che regolano il funzionamento della cellula. In coerenza con gli obiettivi formativi di una laurea magistrale in ambito biotecnologico, il corso approfondisce aspetti fondanti della biofisica classica, della permeabilità di membrana, dei fenomeni bioelettrici e della segnalazione intracellulare. Al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di: descrivere e interpretare i meccanismi di trasporto attraverso le membrane cellulari; spiegare la base biofisica del potenziale di membrana e del potenziale d'azione; collegare struttura e funzione dei canali ionici; comprendere il principio delle principali tecniche elettrofisiologiche e di imaging in fluorescenza; utilizzare le conoscenze acquisite per leggere criticamente articoli scientifici e comunicare in modo sintetico risultati e ipotesi sperimentali.
Prerequisiti
Nessuno
Metodi didattici
Il corso prevede 32 ore di didattica frontale, equivalenti a 4 CFU, integrate da discussione guidata di esempi sperimentali e articoli scientifici. Le lezioni saranno supportate da materiale multimediale e potranno includere dimostrazioni, esercizi di autovalutazione, letture di approfondimento e analisi di dati o figure tratti dalla letteratura. Le attività sono organizzate per favorire la comprensione quantitativa dei fenomeni cellulari, il collegamento tra modelli fisici e meccanismi molecolari, e la capacità di applicare i concetti acquisiti alla lettura critica della letteratura scientifica.
Verifica Apprendimento
La verifica dell'apprendimento sarà basata sui contenuti presentati a lezione, sulle letture assegnate e sugli eventuali materiali di approfondimento. La prova finale consisterà in un esame orale volto a valutare la comprensione dei principi teorici, la capacità di descrivere in modo quantitativo i processi biofisici cellulari e l'abilità di collegare modelli, tecniche sperimentali e fenomeni biologici. Potrà essere richiesta la discussione critica di un articolo scientifico o di un caso sperimentale collegato agli argomenti del corso. La valutazione terrà conto della correttezza dei contenuti, della chiarezza espositiva, dell'uso appropriato del linguaggio scientifico e della capacità di ragionamento autonomo.
Testi
E. D'Angelo, A. Peres, Fisiologia - Molecole, cellule e sistemi, Edi-Ermes, ISBN 9788870512977. Materiale didattico fornito dal docente e risorse di approfondimento disponibili sulla piattaforma Moodle.
Contenuti
Il corso introduce i fondamenti della biofisica della cellula, con particolare attenzione alla descrizione quantitativa dei processi di trasporto attraverso la membrana plasmatica, ai fenomeni bioelettrici e alla trasduzione del segnale intracellulare. Saranno trattate le leggi dei flussi per specie neutre ed elettrolitiche, inclusi i modelli di Fick, Nernst-Planck e Goldman-Hodgkin-Katz; le proprietà elettriche delle membrane cellulari, il potenziale di membrana, i potenziali graduati e il potenziale d'azione, con riferimento al modello di Hodgkin-Huxley. Una parte del corso sarà dedicata alla struttura, funzione e proprietà biofisiche dei canali ionici, alle tecniche di voltage clamp e patch clamp e all'analisi funzionale di segnali cellulari mediante sonde fluorescenti. Saranno inoltre introdotti i principi della fluorescenza e dei fluorofori, le tecniche di live cell imaging in fluorescenza, come FRET, FRAP e TIRF, e le caratteristiche spazio-temporali dei segnali di Ca2+. Completano il corso approfondimenti su canali ionici sensibili al pH e progressione tumorale, canali meccano-attivati, inclusi Piezo e TRP, regolazione del volume cellulare e acquaporine, e cenni a optogenetica, chemogenetica
Lingua Insegnamento
Italiano
Altre informazioni
Orario di ricevimento: martedi e giovedi ore 16:00-17:00 Previo appuntamento telefonico al numero 0871/541399 oppure via email: simone.guarnieri@unich.it
